JP5529370B2 - Photosensitive resin composition for black resist containing polyfunctional thiol compound, black matrix for color filter using the same, and color filter - Google Patents

Photosensitive resin composition for black resist containing polyfunctional thiol compound, black matrix for color filter using the same, and color filter Download PDF

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Description

本発明は、同一分子内に複数のメルカプト基を有した多官能チオール化合物を含んだブラックレジスト用感光性樹脂組成物であり、高感度で、かつアルカリ現像時の細線パターンの線幅保持性に優れたブラックレジスト用感光性樹脂組成物に関するものである。   The present invention is a photosensitive resin composition for a black resist containing a polyfunctional thiol compound having a plurality of mercapto groups in the same molecule, and has high sensitivity and a line width retention property of a fine line pattern during alkali development. The present invention relates to an excellent photosensitive resin composition for black resist.

ここ数年、感光性組成物はカラー液晶表示装置(液晶テレビ、液晶モニター、カラー液晶携帯電話など)のあらゆる分野で用いられている。カラー液晶表示装置は光の透過量あるいは反射量を制御する液晶部とカラーフィルターとを構成要素とする。そのカラーフィルターの製造方法は、通常、ガラス、プラスチックシート等の透明基板の表面に黒色のマトリックスを形成し、続いて、赤、緑、青の異なる色相を順次、ストライプ状あるいはモザイク状等の色パターンで形成する方法が用いられている。パターンサイズはカラーフィルターの用途やそれぞれの色により異なるが、赤、緑、青の画素は200〜300μmから100μmへ、また、ブラックマトリックスは20μmから10μmへ細線化が図られ、これにともなって感光性樹脂組成物には高い寸法精度が求められている。   In recent years, photosensitive compositions have been used in all fields of color liquid crystal display devices (liquid crystal televisions, liquid crystal monitors, color liquid crystal mobile phones, etc.). A color liquid crystal display device includes a liquid crystal unit that controls the amount of light transmitted or reflected and a color filter as components. The manufacturing method of the color filter usually forms a black matrix on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic sheet, and then sequentially colors different colors of red, green and blue in stripes or mosaics. A pattern forming method is used. The pattern size varies depending on the use of the color filter and each color, but the red, green and blue pixels are thinned from 200 to 300 μm to 100 μm, and the black matrix is thinned from 20 μm to 10 μm. High dimensional accuracy is required for the functional resin composition.

パターン形成には、光反応性樹脂と光重合開始剤との反応による光硬化作用が利用されており、水銀灯の線スペクトルの一つであるi線(365nm)が顔料分散系ネガ型カラーレジストを硬化させるための露光波長として主に使用されている。赤、緑、青及び黒の感光性樹脂組成物は、着色材そのものが紫外線を吸収し、しかも、最近では感光性樹脂組成物中の着色材の含有割合が多くなってきたため、露光部では、膜厚方向に対する架橋密度の差が発生し、塗膜表面で十分光硬化しても基底面では光硬化しにくいことから、現像マージン、細線密着性、パターンのエッジ形状が良好なカラーフィルターを得ることが困難になりつつある。また、未露光部においても現像液に難溶である顔料などの着色材が現像残渣として基板上に堆積してしまうため、異なる色相を順次形成する際、バックライト光の透過率の低下を招き、カラーフィルター明度の低下を生じてしまう。更に、塗膜と基板間の密着性が低下するため、現像マージンや細線密着性の低下を招いてしまうおそれがある。そして、これらの問題は特に感光性樹脂組成物の分光特性上、ブラックマトリクスを形成するような遮光感光性樹脂組成物において顕著である。   For pattern formation, photocuring action by reaction of photoreactive resin and photopolymerization initiator is used, and i-line (365 nm) which is one of the line spectrum of mercury lamp is used for pigment-dispersed negative color resist. It is mainly used as an exposure wavelength for curing. In the photosensitive resin composition of red, green, blue and black, since the coloring material itself absorbs ultraviolet rays, and the content ratio of the coloring material in the photosensitive resin composition has recently increased, A difference in crosslink density with respect to the film thickness direction occurs, and even if photocured sufficiently on the surface of the coating, it is difficult to photocure on the base surface, so a color filter with good development margin, fine line adhesion, and pattern edge shape is obtained. It is becoming difficult. In addition, a coloring material such as a pigment that is hardly soluble in a developing solution is deposited on the substrate as a development residue even in an unexposed area, which causes a decrease in backlight transmittance when sequentially forming different hues. As a result, the brightness of the color filter is lowered. Furthermore, since the adhesion between the coating film and the substrate is lowered, there is a possibility that the development margin and the fine wire adhesion are lowered. These problems are particularly noticeable in a light-shielding photosensitive resin composition that forms a black matrix due to the spectral characteristics of the photosensitive resin composition.

更に、近年カラーフィルターの製造ラインは生産性効率を上げてコスト削減をするために、マザーガラス基板が年々大型化する傾向にあり、1m角を超えるマザーガラス基板での製造も行われている。また、タクトタイムを低減させ生産性効率をあげるために、露光工程においては、露光時間を短く、すなわち、低露光量で光硬化するカラーフィルター用感光性樹脂組成物が求められている。このように、着色材の含有割合が多く光硬化が困難なカラーフィルター用感光性樹脂組成物を低露光量でパターン寸法安定性、パターン密着性、パターンのエッジ形状のシャープ性が良好なパターンを広い現像マージンで得ることが求められており、そのためには感光性樹脂組成物の高感度化が不可欠である。   Furthermore, in recent years, in order to increase the productivity efficiency and reduce the cost of the color filter production line, the mother glass substrate tends to increase in size year by year, and the production of the mother glass substrate exceeding 1 m square is also performed. Further, in order to reduce the tact time and increase the productivity efficiency, there is a demand for a photosensitive resin composition for color filters that can be photocured with a short exposure time, that is, with a low exposure amount, in the exposure process. In this way, a photosensitive resin composition for color filters, which contains a large amount of colorant and is difficult to be photocured, has a pattern with good pattern dimensional stability, pattern adhesion, and sharpness of the edge shape of the pattern at low exposure. It is required to obtain a wide development margin. For this purpose, it is essential to increase the sensitivity of the photosensitive resin composition.

このような状況のもと、カラーフィルター用の感光性樹脂組成物に対しては、より低いエネルギーで硬化するもの、より早く硬化するもの、より精細なパターンを形成できるものが求められている。しかしながら、カラーフィルター用の感光性樹脂組成物に使用される顔料の種類によっては光重合開始に十分なエネルギーが得られない。特に、ブラックマトリックスでは光学濃度の高い樹脂ブラックマトリックスが要求されており、感光性樹脂組成物中におけるカーボンブラックなどの着色材の含量が高くなり、十分な感度が得られないという問題が生じている。これらの問題に対して、より大きなエネルギーの照射や過剰量の光重合開始剤の添加、酸素遮断膜の設置で回避するなど種々の工夫がなされているが、省エネルギーや生産コストの低減のためにも妥当であるとは言えず、より感光性の優れた組成物が求められている。   Under such circumstances, photosensitive resin compositions for color filters are required to be cured with lower energy, cured faster, and capable of forming a finer pattern. However, depending on the type of pigment used in the photosensitive resin composition for a color filter, sufficient energy for starting photopolymerization cannot be obtained. In particular, a black matrix requires a resin black matrix having a high optical density, and the content of a colorant such as carbon black in the photosensitive resin composition increases, resulting in a problem that sufficient sensitivity cannot be obtained. . Various measures have been made to avoid these problems by irradiating with larger energy, adding an excessive amount of photopolymerization initiator, and installing an oxygen barrier film, but in order to save energy and reduce production costs. However, it cannot be said that it is appropriate, and a composition having more excellent photosensitivity is demanded.

これまでに、感光性組成物の感度を改良するため、同一分子内に複数のメルカプト基を有するような多官能チオール化合物を使用することが提案されてきた。しかしながら、これまでに提案された多官能チオール化合物を用いたものは、保存安定性が劣るという欠点があった。例えば、ブラックマトリックス形成に適したカラーフィルター用の光重合性組成物において多官能チオール化合物を用いることに関し、特許文献1には多官能チオールを含む光重合性組成物が開示されているが、多官能チオールを用いた高遮光下(CB濃度52%以上)、ではかかる多官能チオールにより高感度化を達成しようとすると保存安定性が犠牲になるという問題があり、且つ増感剤未使用での高感度化は未達成である。従って、高遮光下のもと、高感度で現像性に優れ、さらに保存安定性に優れたカラーフィルター用ブラックマトリックスレジスト及びそれに用いる感光性組成物の開発が求められている。
特開2004−325733号公報
Heretofore, in order to improve the sensitivity of the photosensitive composition, it has been proposed to use a polyfunctional thiol compound having a plurality of mercapto groups in the same molecule. However, those using the polyfunctional thiol compounds proposed so far have the disadvantage of poor storage stability. For example, regarding the use of a polyfunctional thiol compound in a photopolymerizable composition for a color filter suitable for forming a black matrix, Patent Document 1 discloses a photopolymerizable composition containing a polyfunctional thiol. Under high light shielding using a functional thiol (CB concentration of 52% or more), there is a problem that preservation stability is sacrificed when such high sensitivity is achieved by such a polyfunctional thiol, and a sensitizer is not used. High sensitivity has not been achieved. Accordingly, development of a black matrix resist for a color filter and a photosensitive composition used therefor that are highly sensitive, excellent in developability, and excellent in storage stability under high light shielding is demanded.
JP 2004-325733 A

従って、本発明の目的は、高遮光領域においても、高感度、良好なパターン密着性、且つ保存安定性が広いブラックレジスト用感光性樹脂組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、このカラーフィルター用感光性樹脂組成物を用いて形成したカラーフィルター用ブラックマトリクス及びカラーフィルターを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for black resist having high sensitivity, good pattern adhesion, and wide storage stability even in a high light-shielding region. Another object of the present invention is to provide a black matrix for a color filter and a color filter formed using the photosensitive resin composition for a color filter.

本発明者らは前記の課題を解決すべく検討を行った結果、光重合開始剤に併用して特定のチオール化合物を配合した感光性樹脂組成物によれば、前記の問題点が解決されることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of studies conducted by the present inventors to solve the above-mentioned problems, according to the photosensitive resin composition containing a specific thiol compound in combination with a photopolymerization initiator, the above-mentioned problems are solved. As a result, the present invention has been completed.

すなわち本発明は、下記(A)〜(E)成分、
(A)フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物からなるアルカリ可溶性樹脂、
(B)少なくとも1個以上のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー、
(C)アシルオキシム系化合物の光重合開始剤、
(D)下記化学式(III)で表される多官能チオール化合物

Figure 0005529370
、及び
(E)黒色有機顔料、混色有機顔料及び遮光材から選ばれる1種以上の着色材を必須成分として含むブラックレジスト用感光性樹脂組成物であって、
溶剤を除いた全固形分に対して(D)成分を0.8〜6.4重量%含有すると共に、(A)成分と(B)成分との重量割合(A/B)が60/40〜90/10であり、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して(C)成分を20〜45重量部含有し、(A)〜(E)成分における溶剤を除いた固形分に対して(E)成分を重量分率で50〜60重量%含有することを特徴とするブラックレジスト用感光性樹脂組成物である。 That is, the present invention includes the following components (A) to (E):
(A) an alkali-soluble resin comprising an acid anhydride polycondensate of an epoxy acrylate having a fluorene skeleton,
(B) a photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond,
(C) an acyloxime compound photopolymerization initiator,
(D) Polyfunctional thiol compound represented by the following chemical formula (III)
Figure 0005529370
And (E) a photosensitive resin composition for a black resist containing, as an essential component, one or more colorants selected from black organic pigments, mixed color organic pigments and light-shielding materials,
The component (D) is contained in an amount of 0.8 to 6.4% by weight based on the total solid content excluding the solvent, and the weight ratio (A / B) between the component (A) and the component (B) is 60/40. ~ 90/10, containing 20 to 45 parts by weight of component (C) with respect to a total of 100 parts by weight of component (A) and component (B), and removing the solvents in components (A) to (E). A photosensitive resin composition for a black resist, comprising 50 to 60% by weight of the component (E) based on the solid content.

また、本発明は、上記ブラックレジスト用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布し、乾燥した後、(a)紫外線露光装置による露光、(b)アルカリ水溶液による現像及び(c)熱焼成の各工程を経て得られたことを特徴とするカラーフィルター用のブラックマトリクスである。   In the present invention, the photosensitive resin composition for black resist is applied on a transparent substrate and dried, and then (a) exposure with an ultraviolet exposure device, (b) development with an alkaline aqueous solution, and (c) thermal baking. It is the black matrix for color filters characterized by being obtained through each process.

更に、本発明は、上記ブラックマトリクスを有するカラーフィルターである。   Furthermore, the present invention is a color filter having the above black matrix.

以下、本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物(以下、単に「感光性樹脂組成物」又は「組成物」と言う場合もある)について詳細に説明する。本発明の組成物は、前記(A)〜(E)成分を必須成分として含有する。   Hereinafter, the photosensitive resin composition for black resist of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “photosensitive resin composition” or “composition”) will be described in detail. The composition of the present invention contains the components (A) to (E) as essential components.

(A)成分のアルカリ可溶性樹脂の好ましい例としては、アルカリ現像が可能であって、かつ、塗膜形成能を有する高分子化合物であれば特に制限は無く、具体的な例としては次のような化合物が挙げられる。1)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等のポリオレフィン系ポリマー、2)ポリブタジエン、ポリイソプレン等のジエン系ポリマー、3)ポリアセチレン系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー等の共役ポリエン構造を有するポリマー、4)ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルフェノール等のビニルポリマー、5)ポリフェニレンエーテル、ポリオキシラン、ポリオキセタン、ポリテトラヒドロフラン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール等のポリエーテル、6)ノボラック樹脂、レゾール樹脂等のフェノール樹脂、7)ポリエチレンテレフタレート、ポリフェノールフタレインテレフタレート、ポリカーボネート、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等のポリエステル、8)ナイロン−6、ナイロン66、水溶性ナイロン、ポリフェニレンアミド等のポリアミド、9)ゼラチン、カゼイン等のポリペプチド、10)ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールエポキシ樹脂、ノボラックエポキシアクリレート及び酸無水物による変性樹脂等のエポキシ樹脂及びその変性物のほか、11)ポリウレタン、ポリイミド、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイミダゾール、ポリオキサゾール、ポリピロール、ポリアニリン、ポリスルフィド、ポリスルホン、セルロース類等を例示することができる。   A preferred example of the alkali-soluble resin of component (A) is not particularly limited as long as it is a polymer compound capable of alkali development and having a film-forming ability. Specific examples are as follows: Compounds. 1) Polyolefin polymers such as polyethylene, polypropylene and polyisobutylene, 2) Diene polymers such as polybutadiene and polyisoprene, 3) Polymers having a conjugated polyene structure such as polyacetylene polymers and polyphenylene polymers, 4) Polyvinyl chloride, Polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylic ester, polyacrylamide, polyacrylonitrile, polyvinylphenol and other vinyl polymers, 5) polyphenylene ether, polyoxirane, polyoxetane, polytetrahydrofuran, polyether ketone, poly Polyethers such as ether ether ketone and polyacetal, 6) phenolic resins such as novolac resin and resole resin, 7) polyethylene terephthalate Polyesters such as polyphenolphthalein terephthalate, polycarbonate, alkyd resin, unsaturated polyester resin, 8) Polyamides such as nylon-6, nylon 66, water-soluble nylon, polyphenyleneamide, 9) Polypeptides such as gelatin and casein, 10) In addition to epoxy resins such as novolac epoxy resins, bisphenol epoxy resins, novolac epoxy acrylates and acid anhydride-modified resins, and modified products thereof, 11) polyurethane, polyimide, melamine resin, urea resin, polyimidazole, polyoxazole, polypyrrole, polyaniline , Polysulfide, polysulfone, celluloses and the like.

これらの樹脂の中では樹脂側鎖または主鎖にカルボキシル基あるいはフェノール性水酸基等を有するものが好ましい。特にカルボキシル基を有する樹脂、例えば、アクリル酸(共)重合体、スチレン/無水マレイン酸樹脂、ノボラックエポキシアクリレートの酸無水物変性樹脂等は高アルカリ現像性なので好ましい。さらに、アクリル樹脂は現像性に優れているので好ましく、その共重合体は様々なモノマーを選択して重合が可能なため、性能および製造制御の観点からより好ましい。   Among these resins, those having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group in the resin side chain or main chain are preferred. In particular, a resin having a carboxyl group, for example, an acrylic acid (co) polymer, a styrene / maleic anhydride resin, an acid anhydride-modified resin of novolak epoxy acrylate, and the like are preferable because of high alkali developability. Furthermore, an acrylic resin is preferable because it is excellent in developability, and a copolymer thereof is more preferable from the viewpoint of performance and production control because various monomers can be selected and polymerized.

より具体的にはカルボキシル基を含有するアクリル樹脂として、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、などのカルボキシル基を有するモノマーと、スチレン、α−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、エチルアクリル酸グリシジル、クロトン酸グリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸クロライド、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N,Nジメチルアクリルアミド、N−メタクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミドなどのコモノマーとを共重合させたポリマーが挙げられる。中でも好ましいのは、構成モノマーとして少なくとも(メタ)アクリル酸あるいは(メタ)アクリル酸アルキルエーテルを含有するアクリル樹脂であり、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸およびスチレンを含有するアクリル樹脂である。   More specifically, as the acrylic resin containing a carboxyl group, monomers having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, styrene, α-methylstyrene , Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, vinyl acetate, acrylonitrile, (meth) acrylamide, glycidyl (meth) Acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl ethyl acrylate, glycidyl crotonic acid ether, (meth) acrylic acid chloride, benzyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, N-methylol acrylamide, N, N dimethyl acrylamide N- methacryloyl morpholine, N, N- dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, include polymers and comonomer are copolymerized, such as N- dimethylaminoethyl acrylamide. Among them, an acrylic resin containing at least (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid alkyl ether as a constituent monomer is preferable, and an acrylic resin containing (meth) acrylic acid and styrene is more preferable.

また、これらのカルボキシル基を有するアクリル樹脂には、樹脂側鎖にエチレン性二重結合を付加させることもできる。樹脂側鎖に二重結合を付与することにより光硬化性が高まるため、解像性、密着性をさらに向上させることができて好ましい。   Moreover, the acrylic resin which has these carboxyl groups can also add an ethylenic double bond to the resin side chain. Since the photocurability is increased by imparting a double bond to the resin side chain, the resolution and adhesion can be further improved, which is preferable.

これらのカルボキシル基を有するアクリル樹脂のGPCで測定した重量平均分子量の好ましい範囲は1000〜100,000であり、これを超えると現像性が低下する傾向がある。また、カルボキシル基の好ましい含有量の範囲は酸価で5〜200である。酸価が5以下であるとアルカリ現像液に不溶となり、また、200を超えると感度が低下することがある。   The preferable range of the weight average molecular weight measured by GPC of the acrylic resin having these carboxyl groups is 1000 to 100,000, and if it exceeds this range, the developability tends to decrease. Moreover, the range of preferable content of a carboxyl group is 5-200 in an acid value. When the acid value is 5 or less, it becomes insoluble in an alkaline developer, and when it exceeds 200, the sensitivity may be lowered.

前記(A)成分のアルカリ可溶性樹脂の中でも、フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液が特に好ましく用いられる。   Among the alkali-soluble resins of component (A), a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of an acid anhydride polycondensate of an epoxy acrylate having a fluorene skeleton is particularly preferably used.

(B)成分の少なくとも1個以上のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマーとしては、光重合開始剤の発生するラジカルの作用によりラジカル重合するモノマーおよび光重合開始剤から発生する酸の作用で付加縮合するモノマー等公知のいずれのものも用い得る。前者の代表的例としては、エチレン性二重結合を有するモノマーが挙げられ、より具体的には、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、セチルアクリレート、ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボニルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、モルホリノエチルメタクリレート、トリフルオロエチルアクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロドデシルアクリレート、トリメチルシロキシエチルメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ノボラックエポキシのアクリル酸変性物、ノボラックエポキシのアクリル酸および酸無水物の変性物、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリル化イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエステルアクリレートなどを挙げることができ、これらの化合物は、その1種又は2種以上を使用することができる。   The photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond as component (B) includes a monomer that undergoes radical polymerization by the action of a radical generated by the photopolymerization initiator and an action of an acid generated from the photopolymerization initiator. Any known monomer such as a monomer that undergoes addition condensation at the above can be used. Typical examples of the former include monomers having an ethylenic double bond, and more specifically, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, lauryl acrylate, cetyl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, Benzyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, ethyl carbitol acrylate, phenoxyethyl acrylate, tetrahydrofuryl acrylate, phenoxy polyethylene glycol acrylate, methoxypropylene glycol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2-acryloyloxyp Pyrhydrogen phthalate, 2-acryloyloxypropyl tetrahydro phthalate, morpholinoethyl methacrylate, trifluoroethyl acrylate, trifluoroethyl methacrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, hexafluoropropyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate , Heptadecafluorododecyl acrylate, trimethylsiloxyethyl methacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate , Tripropylene glycol diacrylate, propylene glycol diac Rate, glycerin methacrylate acrylate, bisphenol A ethylene oxide adduct diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane ethylene oxide adduct triacrylate, glycerin propylene oxide adduct triacrylate, tris Acryloyloxyethyl phosphate, dipentaerythritol hexaacrylate, modified acrylic acid of novolac epoxy, modified acrylic acid and anhydride of novolac epoxy, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, acrylated isocyanurate, dipenta Erythritol monohydroxypentaacrylate, urethane acrylate And one or more of these compounds can be used.

これらのモノマーのなかではアクリルモノマー、特に3個以上の二重結合を有するアクリルモノマーにおいて、光感度が高くなることから、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレートが特に好ましい。これらのモノマーは単独または複数組み合わせて使用される。   Among these monomers, acrylic monomers, especially acrylic monomers having 3 or more double bonds, have high photosensitivity, so trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipenta Poly (meth) acrylates such as erythritol hexa (meth) acrylate are particularly preferred. These monomers are used alone or in combination.

本発明の感光性樹脂組成物では、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して、(B)成分が10〜40重量部の範囲で使用される。(B)成分が10重量部未満の場合には、本発明の感光性樹脂組成物中に占める光反応性官能基の割合が少なく、光感度不足になるため、形成されたパターンが目標とする線幅より細ったり、パターンの欠落が易くなる。一方、40重量部を超える場合には、逆に光感度が強すぎて、パターン線幅がパターンマスクに対して太った状態になり、マスクに対して忠実な線幅が再現できない、又は現像性が悪化するためにパターンエッジがぎざつきシャープにならないといった問題が生じるおそれがある。   In the photosensitive resin composition of this invention, (B) component is used in 10-40 weight part with respect to a total of 100 weight part of (A) component and (B) component. When the component (B) is less than 10 parts by weight, the ratio of the photoreactive functional group in the photosensitive resin composition of the present invention is small and the photosensitivity is insufficient, so the formed pattern is the target. It is thinner than the line width and the pattern is easily lost. On the other hand, if it exceeds 40 parts by weight, the photosensitivity is too strong and the pattern line width becomes thicker than the pattern mask, and the line width faithful to the mask cannot be reproduced, or the developability is high. Since it deteriorates, there is a possibility that the problem that the pattern edge becomes jagged and does not become sharp will occur.

(C)成分の光重合開始剤としては、少なくとも1種類の光重合開始剤を使用するが、エチレン性不飽和結合を有して付加重合可能な化合物の重合を開始させうる化合物であれば、特に限定されるものではない。例えば、アセトフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、アシルオキシム系化合物などが挙げられる。   As the photopolymerization initiator of component (C), at least one type of photopolymerization initiator is used. If it is a compound having an ethylenically unsaturated bond and capable of initiating addition polymerization, It is not particularly limited. Examples include acetophenone compounds, triazine compounds, benzoin compounds, benzophenone compounds, thioxanthone compounds, imidazole compounds, acyloxime compounds, and the like.

このうち、アセトフェノン系化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルチオフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(1-メチルビニル)フェニル〕プロパン-1-オンのオリゴマーなどが挙げられる。   Among them, examples of the acetophenone compound include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- ( 2-hydroxyethoxy) phenyl] propan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-2-morpholino-1- (4-methylthiophenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino Examples include oligomers of -1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propan-1-one, and the like.

トリアジン系化合物としては、例えば、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-メチル−4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-フェニル-4、6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-クロロフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシナフチル)-4,6-ビス(トリクロロRメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(3,4,5-トリメトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メチルチオスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(ピプロニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジンなどが挙げられる。   Examples of triazine compounds include 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloroRmethyl) -1,3,5 -Triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3,4,5-trimethoxystyryl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methylthiostyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (pipronyl) -4,6-bis And (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.

ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。   Examples of the benzoin compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether.

ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。   Examples of the benzophenone compounds include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 3,3 ′, 4,4′-tetra (tert-butylperoxy). Carbonyl) benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone and the like.

チオキサントン系化合物としては、例えば、2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。   Examples of the thioxanthone compound include 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, and the like.

イミダゾール系化合物としては、例えば、2-(o-クロロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2、4,5-トリアリールイミダゾール2量体などが挙げられる。   Examples of imidazole compounds include 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer Etc.

アシルオキシム系化合物としては、例えば、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-ビシクロヘプチル-1-オンオキシム-O-アセタート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-アダマンチルメタン-1-オンオキシム-O-ベンゾアート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-アダマンチルメタン-1-オンオキシム-O-アセタート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)−9.H.-カルバゾール-3-イル]-テトラヒドロフラニルメタン-1-オンオキシム-O-ベンゾアート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-テトラヒドロフラニルメタン-1-オンオキシム-O-アセタート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-チオフェニルメタン-1-オンオキシム-O-ベンゾアート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-チオフェニルメタン-1-オンオキシム-O-アセタート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-モロフォニルメタン-1-オンオキシム-O-ベンゾアート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-モロフォニルメタン-1-オンオキシム-O-アセタート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-エタン-1-オンオキシム-O-ビシクロヘプタンカルボキシレート、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール-3-イル]-エタン-1-オンオキシム-O-トリシクロデカンカルボシキレート、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9.H.-カルバゾール-3-イル]-エタン-1-オンオキシム-O-アダマンタンカルボシキレート、1,2−オクタンジエン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 製品名イルガキュアOXE01)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム) (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 製品名イルガキュアOXE02)、などが挙げられる。   Examples of the acyloxime compound include 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -bicycloheptyl-1-one oxime-O-acetate, [9-Ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -adamantylmethane-1-oneoxime-O-benzoate, 1- [9-ethyl-6- (2- Methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -adamantylmethane-1-oneoxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazole- 3-yl] -tetrahydrofuranylmethane-1-oneoxime-O-benzoate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -tetrahydrofuranylmethane- 1-Onoxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -thiophenylmethane-1-oneoxime-O-benzo 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -thiophenylmethane-1-oneoxime-O-acetate, 1- [9-ethyl- 6- (2-Methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -morophonylmethane-1-one oxime-O-benzoate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-Carbazol-3-yl] -morophonylmethane-1-oneoxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazole-3 -Yl] -ethane-1-one oxime-O-bicycloheptanecarboxylate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime -O-tricyclodecane carbocichelate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9.H.-carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-adamantane carbosichelate 1, 2-octanediene, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] (product name: Irgacure OXE01, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), ethanone, 1- [9-ethyl-6- ( 2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) (product name Irgacure OXE02 manufactured by Ciba Specialty Chemicals).

(C)成分の光重合開始剤としては、更に活性ラジカル発生剤や酸発生剤も使用することができる。活性ラジカル発生剤として、例えば、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアントラキノン、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物などを用いることもできる。酸発生剤としては、例えば、4-ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムp-トルエンスルホナート、4-ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-アセトキシフェニルジメチルスルホニウムp−トルエンスルホナート、4-アセトキシフェニル・メチル・ベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムp-トルエンスルホナート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムp-トルエンスルホナート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのオニウム塩類や、ニトロベンジルトシレート類、ベンゾイントシレート類などを挙げることができる。また、活性ラジカル発生剤として上記した化合物の中には、活性ラジカルと同時に酸を発生する化合物もあり、例えば、トリアジン系化合物は、酸発生剤としても使用される。   As the photopolymerization initiator of component (C), an active radical generator and an acid generator can also be used. Examples of active radical generators include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′- Biimidazole, 10-butyl-2-chloroacridone, 2-ethylanthraquinone, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, methyl phenylglyoxylate, titanocene compounds and the like can also be used. Examples of the acid generator include 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium p-toluenesulfonate, 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium p-toluenesulfonate, 4-acetoxyphenyl methyl, Onium salts such as benzylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, nitrobenzyl tosylate, Examples thereof include benzoin tosylate. Among the compounds described above as active radical generators, there are compounds that generate an acid simultaneously with active radicals. For example, triazine compounds are also used as acid generators.

(C)成分の光重合開始剤は、単独又は2種以上を混合して使用することができる。また、それ自体では光重合開始剤や後述する増感剤として作用しないが、上記(C)成分の光重合開始剤と組み合わせて用いることにより、光重合開始剤や増感剤の能力を増大させ得るような化合物を別途添加することもできる。このような化合物としては、例えば、ベンゾフェノンと組み合わせて使用すると効果のあるアミン系化合物を挙げることができる。   (C) The photoinitiator of a component can be used individually or in mixture of 2 or more types. In addition, it does not act as a photopolymerization initiator or a sensitizer described later by itself, but increases the ability of the photopolymerization initiator and the sensitizer by using in combination with the photopolymerization initiator of the component (C). The resulting compound can also be added separately. Examples of such compounds include amine compounds that are effective when used in combination with benzophenone.

このアミン系化合物としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノンなどが挙げられる。   Examples of the amine compound include triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminobenzoate. Ethyl, 2-dimethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis ( And ethylmethylamino) benzophenone.

前記の(C)成分の光重合開始剤の中でも、トリクロロメチル基が導入されているトリアジン系光重合開始剤、アシルオキシム系光重合開始剤が特に好ましく用いられる。   Among the photopolymerization initiators of the component (C), triazine photopolymerization initiators and acyloxime photopolymerization initiators into which a trichloromethyl group has been introduced are particularly preferably used.

(C)成分の光重合開始剤の使用量は、樹脂成分である(A)及び(B)の各成分の合計100重量部を基準として5〜50重量部であり、好ましくは20〜45重量部である。(C)成分の配合割合が5重量部未満の場合には、光重合の速度が遅くなって、感度が低下し、一方、50重量部を超える場合には、感度が強すぎて、パターン線幅がパターンマスクに対して太った状態になり、マスクに対して忠実な線幅が再現できない、又は、パターンエッジがぎざつきシャープにならないといった問題が生じるおそれがある。   (C) The usage-amount of the photoinitiator of a component is 5-50 weight part on the basis of a total of 100 weight part of each component of (A) and (B) which is a resin component, Preferably it is 20-45 weight. Part. When the blending ratio of the component (C) is less than 5 parts by weight, the speed of photopolymerization becomes slow and the sensitivity is lowered. On the other hand, when it exceeds 50 parts by weight, the sensitivity is too strong and the pattern line The width becomes thicker than the pattern mask, and there is a possibility that a line width that is faithful to the mask cannot be reproduced, or that the pattern edge does not become jagged and sharp.

(C)成分の光重合開始剤とは別に増感剤を配合することもできる。増感剤としては、通常の光重合開始剤に用いられる一般的な増感剤を使用することができるが、より感度を挙げるために、好ましくはベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、及びケトクマリン系化合物からなる群から選択される1種以上の化合物が用いられる。   In addition to the photopolymerization initiator (C), a sensitizer can also be blended. As the sensitizer, a general sensitizer used for a normal photopolymerization initiator can be used. In order to increase sensitivity, a benzophenone compound, a thioxanthone compound, and a ketocoumarin compound are preferable. One or more compounds selected from the group consisting of:

具体的には、ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルスルフィド、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン系化合物、3−アセチルクマリン、3−アセチル−7−ジエチルアミノクマリン、3−ベンゾイルクマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3,3'−カルボニルビスクマリン 、3,3'−カルボニルビス(7−メトキシクマリン)、3,3'−カルボニルビス(5,7−ジメトキシクマリン)等のケトクマリン系化合物を使用することができる。これらは1種または2種以上を混合して用いてもよい。   Specifically, benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis Benzophenone compounds such as (diethylamino) benzophenone, thioxanthone compounds such as thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone , 3-acetylcoumarin, 3-acetyl-7-diethylaminocoumarin, 3-benzoylcoumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3,3′-camo Ketocoumarin compounds such as rubonyl biscoumarin, 3,3′-carbonyl bis (7-methoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (5,7-dimethoxycoumarin) can be used. You may use these 1 type or in mixture of 2 or more types.

光重合開始剤に対する上記増感剤の配合割合は特に限定されないが、好ましくは、光重合開始剤と増感剤の総量中5〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%である。これら増感剤の配合割合が少なすぎると感度が低下し、多すぎるとレジスト底部までの光透過を阻害するので、レジスト断面の形状が逆台形状となり、解像精度が低下するため好ましくない。   The blending ratio of the sensitizer to the photopolymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass in the total amount of the photopolymerization initiator and the sensitizer. If the blending ratio of these sensitizers is too small, the sensitivity is lowered. If the blending ratio is too large, light transmission to the bottom of the resist is inhibited, so that the resist cross-sectional shape becomes an inverted trapezoid and the resolution accuracy is lowered.

本発明の(D)成分である多官能チオール化合物は、同一分子内に2個以上のメルカプト(SH)基を有するものであり、下記一般式(I)で表すことができる。

Figure 0005529370
(式中、R1はアルキル基、R2は炭素以外の原子を含んでもよいn価の脂肪族基、R0はHではないアルキル基、nは2〜4を表す。) The polyfunctional thiol compound as the component (D) of the present invention has two or more mercapto (SH) groups in the same molecule and can be represented by the following general formula (I).
Figure 0005529370
(In the formula, R 1 is an alkyl group, R 2 is an n-valent aliphatic group that may contain atoms other than carbon, R 0 is an alkyl group that is not H, and n represents 2 to 4).

上記一般式(I)で表される多官能チオール化合物を具体的に例示するならば、下記の構造式を有する1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン〔式(II)〕、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジアン-2,4,6(1H,3H5H)-トリオン〔式(III)〕、及びペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチレート)〔式(IV)〕等が挙げられる。これらの多官能チオールは1種または複数組み合わせて使用することが可能である。

Figure 0005529370
If the polyfunctional thiol compound represented by the general formula (I) is specifically exemplified, 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane [formula (II)] having the following structural formula: 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) -1,3,5-triasian-2,4,6 (1H, 3H5H) -trione [formula (III)] and pentaerythritol tetrakis (3 -Mercaptobutyrate) [formula (IV)] and the like. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.
Figure 0005529370

感光性樹脂組成物中の多官能チオールの配合量については、溶剤を除いた全固形分に対して0.3〜8.9重量%、より好ましくは0.8〜6.4重量%の範囲で添加するのが望ましい。配合比率が上記範囲からはずれると感光性樹脂組成物の安定性、臭気、感度、解像性、現像性、密着性等が悪化するようになる。低添加量では感度、密着性が低下し、高添加量ではチオール化合物に対して開始剤の割合が少なくなり、光重合の速度が遅くなって、感度が低下し、固まりにくく、且つレジスト溶解性も低下する。   About the compounding quantity of the polyfunctional thiol in the photosensitive resin composition, it is 0.3-8.9 weight% with respect to the total solid content except a solvent, More preferably, it is the range of 0.8-6.4 weight%. It is desirable to add in. When the blending ratio deviates from the above range, the stability, odor, sensitivity, resolution, developability, adhesion, etc. of the photosensitive resin composition are deteriorated. Low addition amount decreases sensitivity and adhesion, and high addition amount reduces the ratio of initiator to thiol compound, slows the rate of photopolymerization, decreases sensitivity, is hard to solidify, and resist solubility. Also decreases.

このような悪化要因について確かなことは不明であるが、多官能チオールがラジカルまたはイオン的に炭素−炭素2重結合にanti-Markownikoff付加する、つまり、モノマー的挙動もとりうる化合物であることと関連するものと思われる。すなわち、モノマーとしての機能は、前述した(B)成分の望ましいアクリルモノマーより低いため、通常モノマーと同じような添加量となるとアクリルモノマーの機能を阻害することになるため、上述のように開始剤的に少量添加することにより高機能を発揮すると考えられる。   Although it is uncertain about the cause of such deterioration, it is related to the fact that the polyfunctional thiol radically or ionically adds to the carbon-carbon double bond, that is, the compound can also take monomeric behavior. It seems to do. That is, since the function as a monomer is lower than the desirable acrylic monomer of the above-mentioned component (B), since the function of the acrylic monomer is inhibited when the addition amount is the same as that of the normal monomer, the initiator as described above. It is considered that a high function is exhibited by adding a small amount.

(E)成分の着色材は、遮光性顔料である黒色有機顔料、混色有機顔料又は遮光材から選ばれる少なくとも1種である。黒色有機顔料としては、例えばペリレンブラック、シアニンブラック等が挙げられる。混色有機顔料としては、赤、青、緑、紫、黄色、シアニン、マゼンタ等から選ばれる少なくとも2種以上の顔料を混合して擬似黒色化されたものが挙げられる。遮光材としては、カーボンブラック、酸化クロム、酸化鉄、チタンブラック、アニリンブラック、シアニンブラックを挙げることができる。着色材は、2種以上を適宜選択して用いることもできるが、特にカーボンブラックが、遮光性、表面平滑性、分散安定性、樹脂との相溶性が良好な点で好ましい。   The colorant of component (E) is at least one selected from black organic pigments, mixed color organic pigments, or light-shielding materials that are light-shielding pigments. Examples of black organic pigments include perylene black and cyanine black. Examples of mixed color organic pigments include those obtained by mixing at least two pigments selected from red, blue, green, purple, yellow, cyanine, magenta and the like into a pseudo black color. Examples of the light shielding material include carbon black, chromium oxide, iron oxide, titanium black, aniline black, and cyanine black. Two or more colorants can be appropriately selected and used, but carbon black is particularly preferable in terms of good light shielding properties, surface smoothness, dispersion stability, and compatibility with the resin.

また、(E)成分の着色材は所望により、分散剤と共に使用することができる。このような分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリーコーン系、フッ素系等の界面活性剤を挙げることができる。この界面活性剤の具体例としては、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等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類等を挙げることができる。   Moreover, the coloring material of (E) component can be used with a dispersing agent if desired. Examples of such a dispersant include cationic, anionic, nonionic, amphoteric, silicone, and fluorine surfactants. Specific examples of this surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene stearyl ether.

さらに、(E)成分の着色材の添加量は、感光性樹脂組成物の溶剤を除いた固形分濃度の50%〜60%となるように配合するのがよい。この濃度が低いと遮光性が十分でなくなり、望ましいコントラストを得るためには膜厚を厚くしなければならなくなるため、ブラックマトリックスの面平滑性が得にくい。反対に添加量が多すぎると、(E)成分を含むブラックマトリックス用感光性樹脂組成物の分散安定性が低下し、また、本来のバインダーとなる感光性樹脂の含有量も減少するため、良好な現像特性が得られなくなるという好ましくない問題が生じるおそれがある。   Furthermore, it is preferable to mix | blend the addition amount of the coloring material of (E) component so that it may become 50%-60% of solid content density | concentration except the solvent of the photosensitive resin composition. When this concentration is low, the light shielding property is not sufficient, and in order to obtain a desired contrast, it is necessary to increase the film thickness, so that it is difficult to obtain the surface smoothness of the black matrix. On the other hand, if the addition amount is too large, the dispersion stability of the photosensitive resin composition for black matrix containing the component (E) is lowered, and the content of the photosensitive resin that is the original binder is also reduced. There is a possibility that an undesired problem that an unsatisfactory development characteristic cannot be obtained may occur.

(E)成分の配合割合については、本発明の組成物中の(A)〜(E)成分からなる溶剤を除いた固形分に対して重量分率で40〜70重量%、好ましくは50〜60重量%であることがよい。40重量%より少ないと、遮光性が十分でなくなる。70重量%を越えると、本来のバインダーとなる感光性樹脂の含有量が減少するため、現像特性を損なうと共に膜形成能が損なわれるという好ましくない問題が生じる。   (E) About the mixture ratio of a component, 40-70 weight% by weight fraction with respect to solid content except the solvent which consists of (A)-(E) component in the composition of this invention, Preferably it is 50-. It is good that it is 60 weight%. If it is less than 40% by weight, the light shielding properties are not sufficient. If it exceeds 70% by weight, the content of the photosensitive resin as the original binder decreases, so that an undesired problem that the developing characteristics are impaired and the film forming ability is impaired.

本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物においては、上記(A)〜(E)成分の他に溶剤を使用することが好ましい。溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、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モノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられ、これらを用いて溶解、混合させることにより、均一な溶液状の組成物とすることができる。   In the photosensitive resin composition for a black resist of the present invention, it is preferable to use a solvent in addition to the components (A) to (E). Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, and propylene glycol, terpenes such as α- or β-terpineol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and N-methyl-2-pyrrolidone. Ketones such as toluene, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, tetramethylbenzene, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol Glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol mono Examples include acetic acid esters such as ethyl ether acetate, and the like, and these can be dissolved and mixed to form a uniform solution-like composition.

また、本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物には、必要に応じて硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、充填材、溶剤、レベリング剤、消泡剤等の添加剤を配合することができる。熱重合禁止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、tert-ブチルカテコール、フェノチアジン等を挙げることができる。可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジル等を挙げることができる。充填材としては、グラスファイバー、シリカ、マイカ、アルミナ等を挙げることができる。消泡剤やレベリング剤としては、例えば、シリコン系、フッ素系、アクリル系の化合物を挙げることができる。   In addition, the photosensitive resin composition for a black resist of the present invention is blended with additives such as a curing accelerator, a thermal polymerization inhibitor, a plasticizer, a filler, a solvent, a leveling agent, and an antifoaming agent as necessary. be able to. Examples of the thermal polymerization inhibitor include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrogallol, tert-butylcatechol, phenothiazine and the like. Examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and tricresyl. Examples of the filler include glass fiber, silica, mica, and alumina. Examples of antifoaming agents and leveling agents include silicon-based, fluorine-based, and acrylic compounds.

本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物は、上記(A)〜(E)成分又はこれらと溶剤を主成分として含有する。溶剤を除いた固形分(固形分には硬化後に固形分となるモノマーを含む)中に、(A)〜(E)成分が合計で80重量%、好ましくは90重量%以上含むことが望ましい。溶剤の量は、目標とする粘度によって変化するが、感光性樹脂組成物中に70〜90重量%の範囲で含まれるのが望ましい。   The photosensitive resin composition for a black resist of the present invention contains the components (A) to (E) or these and a solvent as main components. It is desirable that the components (A) to (E) are contained in a total of 80% by weight, preferably 90% by weight or more, in the solid content excluding the solvent (the solid content includes a monomer that becomes a solid content after curing). Although the quantity of a solvent changes with target viscosity, it is desirable to contain in the range of 70 to 90 weight% in the photosensitive resin composition.

本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物は、ブラックマトリクス形成用の樹脂組成物として優れる。また、本発明のブラックマトリクスは、本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物を用いて、例えばフォトリソグラフィー法により形成される。その製造工程としては、先ず、感光性樹脂組成物を溶液にして基板表面に塗布し、次いで溶媒を乾燥させた(プリベーク)後、このようにして得られた被膜の上にフォトマスクをあて、紫外線を照射して露光部を硬化させ、更にアルカリ水溶液を用いて未露光部を溶出させる現像を行ってパターンを形成し、更に後乾燥としてポストベーク(熱焼成)を行う方法が挙げられる。   The photosensitive resin composition for black resist of the present invention is excellent as a resin composition for forming a black matrix. Further, the black matrix of the present invention is formed, for example, by a photolithography method using the photosensitive resin composition for black resist of the present invention. As the manufacturing process, first, the photosensitive resin composition is applied to the substrate surface as a solution, and then the solvent is dried (prebaked), and then a photomask is applied on the coating thus obtained, Examples include a method in which an exposed portion is cured by irradiating ultraviolet rays, a pattern is formed by performing development in which an unexposed portion is eluted using an alkaline aqueous solution, and post baking (thermal baking) is performed as post-drying.

本発明の組成物の溶液を塗布する基板としては、ガラス、透明フィルム(例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン等)上にITO、金等の透明電極が蒸着あるいはパターニングされたもの等が用いられる。   As a substrate on which the solution of the composition of the present invention is applied, a glass, a transparent film (for example, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, etc.) on which a transparent electrode such as ITO or gold is deposited or patterned is used. It is done.

この組成物の溶液を基板に塗布する方法としては、公知の溶液浸漬法、スプレー法の他、ローラーコーター機、ランドコーター機やスピナー機を用いる方法等の何れの方法をも採用することができる。これらの方法によって、所望の厚さに塗布した後、溶剤を除去する(プリベーク)ことにより、被膜が形成される。プリベークはオーブン、ホットプレート等により加熱することによって行うことができ、プリベークにおける加熱温度及び加熱時間は、使用する溶剤に応じて適宜選択され、例えば80〜120℃の温度で1〜10分間行うようにすればよい。   As a method for applying the solution of the composition onto the substrate, any method such as a method using a roller coater machine, a land coater machine, or a spinner machine can be adopted in addition to a known solution dipping method and spray method. . After applying to a desired thickness by these methods, the film is formed by removing the solvent (pre-baking). Pre-baking can be performed by heating with an oven, a hot plate or the like, and the heating temperature and heating time in the pre-baking are appropriately selected according to the solvent to be used, for example, at a temperature of 80 to 120 ° C. for 1 to 10 minutes. You can do it.

プリベーク後に行われる露光は、露光機によって行なわれ、フォトマスクを介して露光することによりパターンに対応した部分のレジストのみを感光させる。露光機及びその露光照射条件は適宜選択され、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、遠紫外線灯等の光源を用いて露光を行い、且つ、短波長(313nm、334nm以下)をカットし、塗膜中のブラックレジスト用樹脂組成物を光硬化させる。   The exposure performed after pre-baking is performed by an exposure machine, and only the resist corresponding to the pattern is exposed by exposing through a photomask. The exposure machine and the exposure irradiation conditions are appropriately selected. For example, exposure is performed using a light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and a deep ultraviolet lamp, and a short wavelength (313 nm, 334 nm or less) is cut. The resin composition for black resist in the coating film is photocured.

露光後のアルカリ現像は、露光されない部分のレジストを除去する目的で行われ、この現像によって所望のパターンが形成される。このアルカリ現像に適した現像液としては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、アルカリ金属の水酸化物の水溶液等を挙げることができるが、特に炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩を0.05〜3重量%含有する弱アルカリ性水溶液を用いて20〜30℃の温度で現像するのがよく、市販の現像機や超音波洗浄機等を用いて微細な画像を精密に形成することができる。   The alkali development after the exposure is performed for the purpose of removing the resist in the unexposed portion, and a desired pattern is formed by this development. Examples of the developer suitable for the alkali development include, for example, an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal carbonate, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, and the like. Particularly, sodium carbonate, potassium carbonate, carbonate It is preferable to develop at a temperature of 20 to 30 ° C. using a weakly alkaline aqueous solution containing 0.05 to 3% by weight of a carbonate such as lithium, and a fine image using a commercially available developing machine or ultrasonic cleaner. Can be formed precisely.

このようにして現像した後、180〜250℃の温度、及び20〜60分の条件で熱処理(ポストベーク)が行われる。このポストベークは、パターニングされたブラックマトリクスと基板との密着性を高めるため等の目的で行われる。これはプリベークと同様に、オーブン、ホットプレート等により加熱することによって行われる。本発明のパターニングされたブラックマトリクスは、以上のフォトリソグラフィー法による各工程を経て形成される。   After the development as described above, a heat treatment (post-bake) is performed at a temperature of 180 to 250 ° C. and a condition of 20 to 60 minutes. This post-baking is performed for the purpose of improving the adhesion between the patterned black matrix and the substrate. This is performed by heating with an oven, a hot plate or the like, as in the pre-baking. The patterned black matrix of the present invention is formed through each step by the above photolithography method.

本発明の組成物は、前述の通り、露光、アルカリ現像等の操作によって微細なパターンを形成するのに適しているが、従来のスクリーン印刷によりパターンを形成しても、同様な遮光性、密着性、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性に優れたブラックマトリクスを得ることができる。   As described above, the composition of the present invention is suitable for forming a fine pattern by an operation such as exposure and alkali development. However, even if the pattern is formed by conventional screen printing, the same light shielding property and adhesion A black matrix having excellent properties, electrical insulation, heat resistance, and chemical resistance can be obtained.

本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物は、コ−ティング材として好適に用いることができ、特に液晶の表示装置あるいは撮影素子に使われるカラーフィルター用インキ、及びこれにより形成される遮光膜はカラーフィルター、液晶プロジェクション用のブラックマトリクス等として有用である。   The photosensitive resin composition for a black resist of the present invention can be suitably used as a coating material, and in particular, a color filter ink used for a liquid crystal display device or a photographing element, and a light-shielding film formed thereby. It is useful as a color filter, a black matrix for liquid crystal projection, and the like.

本発明のカラーフィルターは、上記ブラックマトリクスを設けた基板に、各色のインクを各色毎に所定のパターンに塗布、現像、硬化し、更に保護膜を形成することなどの公知の方法で得ることができる。   The color filter of the present invention can be obtained by a known method such as coating, developing and curing each color ink in a predetermined pattern for each color on the substrate provided with the black matrix, and further forming a protective film. it can.

本発明のブラックレジスト用感光性樹脂組成物は、例えば着色材の含有割合が多く光硬化が困難な遮光感光性樹脂組成物であっても、現像残渣がなく、且つパターン寸法安定性、パターン密着性、パターンのエッジ形状のシャープ性が良好なパターンを広い現像マージンで得ることができ、良好な遮光膜を与える。   The photosensitive resin composition for a black resist of the present invention is, for example, a light-shielding photosensitive resin composition that has a large content of colorant and is difficult to be photocured. A pattern having good characteristics and sharpness of the edge shape of the pattern can be obtained with a wide development margin, and a good light-shielding film is provided.

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。ここで、実施例、比較例のブラックマトリックスの製造で用いた原料及び略号は以下の通りである。   Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described concretely based on an example and a comparative example, the present invention is not limited to these. Here, the raw materials and abbreviations used in the production of the black matrices of Examples and Comparative Examples are as follows.

(A):フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(樹脂固形分濃度=56.1重量%、新日鐵化学(株)製、商品名V259ME) (A): propylene glycol monomethyl ether acetate solution of an acid anhydride polycondensate of epoxy acrylate having a fluorene skeleton (resin solid content concentration = 56.1% by weight, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name V259ME)

(B):トリメチロールプロパントリアクリレート(サートマー・ジャパン(株)製、商品名SR351S) (B): Trimethylolpropane triacrylate (Sartomer Japan, trade name SR351S)

(C)-1:エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム) (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、製品名イルガキュアOXE02)
(C)-2:4-(4'-エチルビフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン(レスペ・ケミカル社製 商品名 STR-2BP)
(C) -1: Ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime) (Ciba Specialty Chemicals) Product name Irgacure OXE02)
(C) -2: 4- (4′-ethylbiphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine (trade name STR-2BP manufactured by Respe Chemical Co., Ltd.)

(D)-1:1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、(商品名:カレンズMT BD1(以下、BD1と略記:昭和電工(株)製)
(D)-2:1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジアン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、(商品名:カレンズMT NR1(以下、NR1と略記:昭和電工(株)製)
(D)-3:ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチレート)、(商品名:カレンズMT PE1(以下、PE1と略記:昭和電工(株)製)
(D)-4:ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート(商品名:PETP(淀化学(株)製)
(D) -1: 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, (trade name: Karenz MT BD1 (hereinafter abbreviated as BD1, manufactured by Showa Denko KK)
(D) -2: 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) -1,3,5-triasian-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, (trade name: Karenz MT NR1 (hereinafter abbreviated as NR1: manufactured by Showa Denko KK)
(D) -3: pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), (trade name: Karenz MT PE1 (hereinafter abbreviated as PE1: manufactured by Showa Denko KK)
(D) -4: Pentaerythritol tetrakisthiopropionate (trade name: PETP (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.)

(E):カーボンブラック濃度20重量%、高分子分散剤濃度4.0重量%のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(固形分24.0%) (E): Propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion having a carbon black concentration of 20% by weight and a polymer dispersant concentration of 4.0% by weight (solid content: 24.0%)

(F)-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(F)-2:シクロヘキサノン
(F) -1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (F) -2: Cyclohexanone

上記配合成分を表1に記載の割合で配合して、実施例9、参考例1〜8、10、及び比較例1〜6(レジスト)を調製した。表1において、(A)成分の( )内の数字は固形分量を、(E)成分の( )内の数字は顔料(着色材)が占める固形分量を表す。 The said compounding component was mix | blended in the ratio of Table 1 , and Example 9, Reference Examples 1-8, 10 and Comparative Examples 1-6 (resist) were prepared. In Table 1, the number in () of the component (A) represents the solid content, and the number in () of the component (E) represents the solid content occupied by the pigment (colorant).

表1に記した各成分を均一に混合して得た実施例9、参考例1〜8、10、及び比較例1〜6に係る各ブラックレジスト用感光性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて125mm×125mmのガラス基板(コーニング1737)上にポストベーク後の膜厚が1.1μmとなるように塗布し、80℃で2分間プリベークした。その後、露光ギャップを80μmに調整し、乾燥塗膜の上に、ライン/スペース=10μm/10μm、及び20μm/20μmのネガ型フォトマスクを被せ、i線照度30mW/cm2の超高圧水銀ランプで80mj/cm2の紫外線を照射して感光部分の光硬化反応を行った。 Each photosensitive resin composition for black resist according to Example 9, Reference Examples 1 to 8, 10 and Comparative Examples 1 to 6 obtained by uniformly mixing the components described in Table 1 was used with a spin coater. The film was applied on a 125 mm × 125 mm glass substrate (Corning 1737) so that the film thickness after post-baking was 1.1 μm, and prebaked at 80 ° C. for 2 minutes. After that, the exposure gap was adjusted to 80 μm, and a negative photomask with line / space = 10 μm / 10 μm and 20 μm / 20 μm was put on the dried coating film, and an ultrahigh pressure mercury lamp with i-line illuminance of 30 mW / cm 2 A photocuring reaction of the photosensitive portion was performed by irradiating with 80 mj / cm 2 of ultraviolet rays.

Figure 0005529370
Figure 0005529370

次に、この露光済みの塗板(ガラス基板に感光性樹脂組成物を塗布して感光部分を光硬化させたもの)を23℃、0.04%水酸化カリウム水溶液中、1kgf/cm2のシャワー現像圧にて、パターンが現れ始める現像時間(ブレイクタイム=BT)から+30秒の現像後、5kgf/cm2のスプレー水洗を行い、塗膜の未露光部を除去しガラス基板上に画素パターンを形成した。その後、熱風乾燥機を用いて230℃、30分間熱ポストベークした後のそれぞれのマスク幅に対する線幅及び飽和露光量を測定した。結果を表2に示す。 Next, this exposed coated plate (photosensitive resin composition coated on a glass substrate and photocured photosensitive portion) was showered at 23 ° C. in 0.04% potassium hydroxide aqueous solution at 1 kgf / cm 2 . After developing for 30 seconds from the development time (break time = BT) at which the pattern begins to appear at the development pressure, spray with 5 kgf / cm 2 of spray water to remove the unexposed areas of the paint film and form the pixel pattern on the glass substrate. Formed. Then, the line | wire width and saturation exposure amount with respect to each mask width | variety after heat-baking for 30 minutes at 230 degreeC using a hot air dryer were measured. The results are shown in Table 2.

Figure 0005529370
Figure 0005529370

また、実施例9、参考例1〜8、10、及び比較例1〜6に係る各ブラックレジスト用感光性樹脂組成物を、室温(22℃〜24℃)で2週間、及び1ヶ月間保存したものをライン/スペース=20μm/20μmのネガ型フォトマスクを用いて、同様にして露光、現像し、線幅・線幅減率及び表面の概観を評価した。結果を表3に示す。 Moreover, each photosensitive resin composition for black resists according to Example 9, Reference Examples 1 to 8, 10 and Comparative Examples 1 to 6 is stored at room temperature (22 ° C. to 24 ° C.) for 2 weeks and 1 month. The resulting film was exposed and developed in the same manner using a negative photomask of line / space = 20 μm / 20 μm, and the line width / line width reduction ratio and surface appearance were evaluated. The results are shown in Table 3.

Figure 0005529370
Figure 0005529370

実施例及び比較例で得られたブラックマトリックスの評価項目と方法は以下の通りであり、結果を表2及び3に示す。
線幅:パターンが現れ始める現像時間(ブレイクタイム)から、さらに+30秒、現像した後、側長顕微鏡((株)ニコン性 商品名XD-20)を用いて測定した。
OD:厚さ1μmに換算したときの光学濃度
表面の外観:現像、焼成後の塗膜の表面粗度(Ra)の値が、150Å未満を○<良好>、150Å以上を×<不良>と評価した。
Evaluation items and methods of the black matrix obtained in Examples and Comparative Examples are as follows, and the results are shown in Tables 2 and 3.
Line width: Development was further performed for +30 seconds from the development time (break time) at which the pattern began to appear, and then measurement was performed using a side length microscope (Nikon Corporation, trade name: XD-20).
OD: Appearance of optical density surface when converted to a thickness of 1 μm: Surface roughness (Ra) of the coating film after development and baking is less than 150 mm ○ <good>, 150 mm or more x <bad> evaluated.

一級チオール化合物を添加した比較例5、6と2級チオール化合物を添加した実施例9(及び参考例1〜8、10)とを比較した場合、1級チオール化合物を添加したものは経時期間2週間でブレイクタイムから+30秒で20μmパターンで大幅な線細りを示し、1ヶ月で20μmパターンが残らなかった。しかし、2級チオール化合物を添加したものは経時期間2週間、1ヶ月でも良好な線幅を残すことが可能である。また、開始剤に対してチオール化合物を過剰に添加した比較例3においては経時安定性が不良であり、さらに過剰に添加した比較例4ではパターン形成自体が困難となる。 When Comparative Examples 5 and 6 to which a primary thiol compound was added were compared with Examples 9 (and Reference Examples 1 to 8 and 10) to which a secondary thiol compound was added, those to which a primary thiol compound was added had a aging period of 2 The weekly breakage time +30 seconds from the break time showed a significant thinning of the 20 μm pattern, and no 20 μm pattern remained in one month. However, the addition of the secondary thiol compound can leave a good line width even with a aging period of 2 weeks or 1 month. Further, in Comparative Example 3 in which the thiol compound is excessively added to the initiator, the temporal stability is poor, and in Comparative Example 4 in which the thiol compound is excessively added, pattern formation itself is difficult.

また、表2及び表3の結果から明らかなように、チオール化合物未添加である比較例1、2と比較して実施例9(及び参考例1〜8、10)の結果によれば、多官能チオール化合物を添加することにより大幅な線幅向上を示すことが明らかとなった。 Further, as is apparent from the results of Tables 2 and 3, according to the results of Example 9 (and Reference Examples 1 to 8, 10) compared with Comparative Examples 1 and 2 in which no thiol compound was added, It was clarified that the addition of a functional thiol compound shows a significant improvement in line width.

Claims (3)

下記(A)〜(E)成分、
(A)フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物からなるアルカリ可溶性樹脂、
(B)少なくとも1個以上のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー、
(C)アシルオキシム系化合物の光重合開始剤、
(D)下記化学式(III)で表される多官能チオール化合物
Figure 0005529370
、及び
(E)黒色有機顔料、混色有機顔料及び遮光材から選ばれる1種以上の着色材を必須成分として含むブラックレジスト用感光性樹脂組成物であって、
溶剤を除いた全固形分に対して(D)成分を0.8〜6.4重量%含有すると共に、(A)成分と(B)成分との重量割合(A/B)が60/40〜90/10であり、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して(C)成分を20〜45重量部含有し、(A)〜(E)成分における溶剤を除いた固形分に対して(E)成分を重量分率で50〜60重量%含有することを特徴とするブラックレジスト用感光性樹脂組成物。
The following components (A) to (E),
(A) an alkali-soluble resin comprising an acid anhydride polycondensate of an epoxy acrylate having a fluorene skeleton,
(B) a photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond,
(C) an acyloxime compound photopolymerization initiator,
(D) Polyfunctional thiol compound represented by the following chemical formula (III)
Figure 0005529370
And (E) a photosensitive resin composition for a black resist containing, as an essential component, one or more colorants selected from black organic pigments, mixed color organic pigments and light-shielding materials,
The component (D) is contained in an amount of 0.8 to 6.4% by weight based on the total solid content excluding the solvent, and the weight ratio (A / B) between the component (A) and the component (B) is 60/40. ~ 90/10, containing 20 to 45 parts by weight of component (C) with respect to a total of 100 parts by weight of component (A) and component (B), and removing the solvents in components (A) to (E). A photosensitive resin composition for a black resist, comprising 50 to 60% by weight of the component (E) based on the solid content.
請求項1に記載のブラックレジスト用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布し、乾燥した後、(a)紫外線露光装置による露光、(b)アルカリ水溶液による現像及び(c)熱焼成の各工程を経て得られたことを特徴とするカラーフィルター用ブラックマトリクス。 The photosensitive resin composition for black resist according to claim 1 is applied on a transparent substrate and dried, and then each of (a) exposure with an ultraviolet exposure device, (b) development with an alkaline aqueous solution, and (c) thermal baking is performed. A black matrix for a color filter, which is obtained through a process. 請求項2に記載のブラックマトリクスを有することを特徴とするカラーフィルター。 A color filter comprising the black matrix according to claim 2 .
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