JP5577659B2 - Photosensitive black resin composition, resin black matrix substrate, color filter substrate, and liquid crystal display device - Google Patents

Photosensitive black resin composition, resin black matrix substrate, color filter substrate, and liquid crystal display device Download PDF

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Description

本発明は、感光性黒色樹脂組成物とそれを用いて形成した着色パターンに関し、詳しくはカラーフィルター用感光性黒色樹脂組成物、およびこれを用いた樹脂ブラックマトリクス基板、カラーフィルター基板および液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a photosensitive black resin composition and a colored pattern formed using the same, and more specifically, a photosensitive black resin composition for a color filter, and a resin black matrix substrate, a color filter substrate and a liquid crystal display device using the same. It is about.

カラーフィルターは、通常、ブラックマトリクスを形成したガラス、プラスチックシートなどの透明基板表面に、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で製造されている。この遮光性膜として用いられるブラックマトリクスは画素間の光漏れによるコントラスト及び色純度の低下を防止する役割を果たしている。   A color filter is usually manufactured by a method in which different hues of red, green, and blue are sequentially formed in a striped or mosaic color pattern on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic sheet on which a black matrix is formed. Yes. The black matrix used as the light-shielding film plays a role of preventing a decrease in contrast and color purity due to light leakage between pixels.

従来、ブラックマトリクスとして、クロム、ニッケル、アルミニウム等の金属あるいは金属化合物の蒸着膜が用いられてきたが、その工程が複雑でかつ高価であり、また金属薄膜の表面が高反射性である等の問題点がある。そこで、この問題を解決するものとして、顔料を分散した樹脂組成物を用いる顔料分散法が現在主流となっている。   Conventionally, vapor deposition films of metals or metal compounds such as chromium, nickel, and aluminum have been used as the black matrix, but the process is complicated and expensive, and the surface of the metal thin film is highly reflective. There is a problem. Therefore, as a solution to this problem, a pigment dispersion method using a resin composition in which a pigment is dispersed is currently mainstream.

顔料分散法には、ネガ型とポジ型があるが、アクリルポリマー、アクリル系多官能モノマーあるいはオリゴマー、光開始剤、溶媒および顔料を主成分とするネガ型の感光性組成物が広く用いられている。遮光材としては、カーボンブラック、低次酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、その他有機顔料混色系が使用されているが、カーボンブラック及び酸窒化チタンが主流となっている。このような汎用的な顔料分散系の例として、特許文献1には、感光アクリル樹脂にカーボンブラックを分散した樹脂ブラックマトリクスが記載されている。   There are negative and positive pigment dispersion methods, but negative photosensitive compositions mainly composed of acrylic polymers, acrylic polyfunctional monomers or oligomers, photoinitiators, solvents and pigments are widely used. Yes. As the light shielding material, carbon black, titanium black such as low-order titanium oxide and titanium oxynitride, metal oxides such as iron oxide, and other organic pigment mixed colors are used, but carbon black and titanium oxynitride are the mainstream. It has become. As an example of such a general-purpose pigment dispersion system, Patent Document 1 describes a resin black matrix in which carbon black is dispersed in a photosensitive acrylic resin.

しかしながら、近年のカラーフィルターの薄膜化、高性能化の要求、及び液晶表示装置で使用されるバックライトの高輝度化に伴い、樹脂ブラックマトリクスの高OD値化への要求が高まっている中、このようなカーボンブラックを用いた従来の樹脂ブラックマトリクスではOD値が不十分であった。また、樹脂ブラックマトリクスが厚い場合、樹脂ブラックマトリクス上に乗り上げた色画素によって生じる表面段差が大きくなるためカラーフィルターの平坦性が低下し、液晶の配向が乱れるという問題が生じるため、樹脂ブラックマトリクス薄膜化の要求も高まっている。   However, with recent demands for color filter thinning, higher performance, and higher brightness of backlights used in liquid crystal display devices, there is an increasing demand for higher OD values for resin black matrices. The conventional resin black matrix using such carbon black has an insufficient OD value. In addition, when the resin black matrix is thick, the surface step generated by the color pixels mounted on the resin black matrix becomes large, so that the flatness of the color filter is deteriorated and the liquid crystal orientation is disturbed. There is also a growing demand for computerization.

一方、このような高OD値化及び薄膜化を達成するために遮光材の体積比率を増加させると、樹脂ブラックマトリクス中の樹脂比率を減少させることになり樹脂ブラックマトリクスとガラスとの密着性が低下し樹脂ブラックマトリクスが剥がれるといった問題や、十分な抵抗値が得られないという問題が生じる。さらに、遮光剤の高濃度化によって、十分な感度が得られず高精細なパターンの形成が難しくなるといった問題や、テーパー形状が急唆になるなどの問題があった。感光性樹脂組成物の高感度化のために、開始剤種や感光性樹脂の種類について様々な検討がなされている(特許文献2,3)。また、紫外領域(365nm)での光透過率が高い遮光材、例えばチタン酸窒化物を用いることで感度を高めるなどの検討もなされている(特許文献4)。しかしながら、OD値=5(光の透過率=0.001%)を越えるような非常に遮光性の高い塗膜のパターン加工は非常に困難であり、不十分であった。よって少量の含有率であってもより高いOD値を実現し、かつ紫外領域での光透過率が高い遮光材が必要であった。   On the other hand, if the volume ratio of the light shielding material is increased in order to achieve such a high OD value and thin film, the resin ratio in the resin black matrix is decreased, and the adhesion between the resin black matrix and the glass is reduced. There arises a problem that the resin black matrix is peeled off and a sufficient resistance value cannot be obtained. Further, there has been a problem that due to the high concentration of the light-shielding agent, sufficient sensitivity cannot be obtained and it becomes difficult to form a high-definition pattern, and a taper shape is urged. In order to increase the sensitivity of the photosensitive resin composition, various studies have been made on the types of initiators and photosensitive resins (Patent Documents 2 and 3). In addition, studies have been made to increase the sensitivity by using a light shielding material having a high light transmittance in the ultraviolet region (365 nm), for example, titanium oxynitride (Patent Document 4). However, it is very difficult and insufficient to pattern the coating film with a very high light-shielding property exceeding OD value = 5 (light transmittance = 0.001%). Therefore, a light shielding material that achieves a higher OD value and has a high light transmittance in the ultraviolet region is required even with a small content.

他の黒色顔料としては窒化チタンが挙げられ、感光性樹脂組成物中で用いられる技術が開示されているが(特許文献5,6)、ブラックマトリクスとして要求される可視光領域での透過率極小、すなわち黒色度と言う点では十分ではなく、また、黒色組成物として塗布・パターン形成するものではないため、簡便に基板上に形成することが困難であった。   Other black pigments include titanium nitride, and techniques used in photosensitive resin compositions have been disclosed (Patent Documents 5 and 6), but minimum transmittance in the visible light region required as a black matrix. That is, in terms of blackness, it is not sufficient, and it is difficult to form on a substrate simply because it is not applied and patterned as a black composition.

特開平10−300923号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-300923 特開2005−338328号公報JP 2005-338328 A 特開2005−77451号公報JP-A-2005-77451 WO2005−037926号公報WO2005-037926 特開2003−252955号公報JP 2003-252955 A 特開2004−339499号公報JP 2004-339499 A

本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み創案されたもので、その目的とするところは、高OD値でありながら、高い密着性、高い解像度、更には良好なテーパー形状を有するブラックマトリクスを容易に形成することが可能な黒色樹脂組成物を提供することにある。このような黒色樹脂組成物を用いることにより、薄膜で高ODかつ形状の良好な樹脂ブラックマトリクスが得られるため、そのような樹脂ブラックマトリクスを形成したカラーフィルターを用いることにより、表示特性の優れた液晶表示装置が得られる。   The present invention was devised in view of the drawbacks of the prior art. The object of the present invention is to easily produce a black matrix having a high OD value, a high adhesion, a high resolution, and a good taper shape. It is providing the black resin composition which can be formed in. By using such a black resin composition, a resin black matrix having a thin OD and a good shape can be obtained. By using a color filter in which such a resin black matrix is formed, display characteristics are excellent. A liquid crystal display device is obtained.

本発明者らは、従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、遮光材として以下のような特定のチタン窒化物粒子を選択し、感光性基を有する樹脂と組み合わせることにより、本発明の課題を解決できることを見いだした。   As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art, the present inventors have selected the following specific titanium nitride particles as a light-shielding material and combined them with a resin having a photosensitive group. I found that I could solve the problem.

すなわち、かかる本発明の目的は以下の構成により達成される。
(1) 少なくとも遮光材、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、反応性モノマーおよび有機溶剤を含有する感光性黒色樹脂組成物であって、前記遮光材として少なくともチタン窒化物粒子を含有し、前記黒色樹脂組成物を用いて形成された塗膜の光学濃度(OD値)が3である場合の光透過率について、550nmの光透過率に対する365nmの光透過率の比率が0.3以上であることを特徴とする感光性黒色樹脂組成物。
(2) 前記チタン窒化物粒子のCuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上42.8°以下であり、かつ(200)面に由来するピークの半値幅より求めた結晶子サイズが20nm以上50nm以下である(1)に記載の感光性黒色樹脂組成物。
(3) 前記遮光材の全重量に占めるチタン窒化物粒子の割合が10wt%以上であることを特徴とする(1)または(2)いずれかに記載の感光性黒色樹脂組成物。
(4) 前記のチタン窒化物粒子が熱プラズマ法により製造されたものであることを特徴とする(1)〜(3)いずれかに記載の感光性黒色樹脂組成物。
(5) 前記光重合開始剤として、(a)アルキルフェノン系化合物を少なくとも含有することを特徴とする(1)〜(4)いずれかに記載の感光性黒色樹脂組成物。
(6) 前記光重合開始剤として、(a)アルキルフェノン系化合物と(b)オキシムエステル系化合物の少なくとも2成分を含み、光重合開始剤量の全重量に占める(b)の含有量が30wt%以下であることを特徴とする(5)に記載の感光性黒色樹脂組成物。
(7) (1)〜(6)のいずれか1項に記載の黒色樹脂組成物を透明基板上に塗布し、パターン形成して得られた樹脂ブラックマトリックス基板であって、樹脂ブラックマトリックスの光学濃度(OD値)が膜厚1μmあたり4.0以上である樹脂ブラックマトリクス基板。
(8) (7)記載の樹脂ブラックマトリクス基板の開口部に赤、緑、青の画素が形成されていることを特徴とするカラーフィルター基板。
(9) (8)に記載のカラーフィルター基板を具備することを特徴とする液晶表示装置。

That is, the object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A photosensitive black resin composition containing at least a light shielding material, an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer and an organic solvent, wherein the light shielding material contains at least titanium nitride particles, and the black Regarding the light transmittance when the optical density (OD value) of the coating film formed using the resin composition is 3, the ratio of the light transmittance at 365 nm to the light transmittance at 550 nm is 0.3 or more. A photosensitive black resin composition characterized by the above.
(2) The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane when CuKα rays of the titanium nitride particles are used as an X-ray source is 42.5 ° or more and 42.8 ° or less, and the (200) plane The photosensitive black resin composition as described in (1) whose crystallite size calculated | required from the half width of the peak originating in is 20 nm or more and 50 nm or less.
(3) The photosensitive black resin composition according to either (1) or (2), wherein the ratio of titanium nitride particles in the total weight of the light shielding material is 10 wt% or more.
(4) The photosensitive black resin composition according to any one of (1) to (3), wherein the titanium nitride particles are produced by a thermal plasma method.
(5) The photosensitive black resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the photopolymerization initiator contains (a) an alkylphenone compound at least.
(6) The photopolymerization initiator includes at least two components (a) an alkylphenone compound and (b) an oxime ester compound, and the content of (b) in the total weight of the photopolymerization initiator is 30 wt. % Of the photosensitive black resin composition as described in (5).
(7) A resin black matrix substrate obtained by applying the black resin composition according to any one of (1) to (6) on a transparent substrate and forming a pattern, wherein the optical property of the resin black matrix A resin black matrix substrate having a concentration (OD value) of 4.0 or more per 1 μm thickness.
(8) A color filter substrate, wherein red, green, and blue pixels are formed in openings of the resin black matrix substrate according to (7).
(9) A liquid crystal display device comprising the color filter substrate according to (8).

本発明の黒色樹脂組成物を用いることにより、高遮光性、高密着性、高感度、良好なパターン形状とテーパー形状を有し、簡便に薄膜の樹脂ブラックマトリクスが得られるという効果が得られる。   By using the black resin composition of the present invention, there is obtained an effect that a thin resin black matrix can be easily obtained with high light-shielding properties, high adhesion, high sensitivity, good pattern shape and taper shape.

以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の黒色樹脂組成物は、少なくとも遮光材、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、反応性モノマーおよび有機溶剤を含み、遮光材として少なくとも特定の特性を有するチタン窒化物粒子を含有することが必要であり、以下にその望ましい特性を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The black resin composition of the present invention needs to contain at least a light shielding material, an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer, and an organic solvent, and at least titanium nitride particles having specific characteristics as the light shielding material. The desirable characteristics are shown below.

本発明の黒色樹脂組成物は、印刷インク、インクジェットインク、フォトマスク作製材料、印刷用プルーフ作製用材料、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、プラズマディスプレイパネル(PDP)の隔壁、誘電体パターン、電極(導体回路)パターン、電子部品の配線パターン、導電ペースト、導電フィルム、ブラックマトリックス等の遮光画像等の作製に用いることができる。好ましくは、カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルター、およびタッチパネルの表示特性向上のために、着色パターンの間隔部、周辺部分、及びTFTの外光側等に遮光画像(ブラックマトリックスを含む。)を設けるために好適に用いることができる。   The black resin composition of the present invention includes printing ink, inkjet ink, photomask preparation material, printing proof preparation material, etching resist, solder resist, plasma display panel (PDP) partition, dielectric pattern, electrode (conductor circuit) ) It can be used for the production of light-shielded images such as patterns, wiring patterns of electronic components, conductive pastes, conductive films, and black matrices. Preferably, in order to improve display characteristics of a color filter used in a color liquid crystal display device or the like and a touch panel, a light-shielded image (including a black matrix) is provided on the spacing portion of the coloring pattern, the peripheral portion, and the outside light side of the TFT. In order to provide, it can use suitably.

特に好ましくは、液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、無機ELを備えたEL表示装置、CRT表示装置などの表示装置の周辺部に設けられた黒色の縁や、赤、青、緑の着色画素間の格子状やストライプ状の黒色の部分、更に好ましくはTFT遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のブラックマトリックスとして好適に用いられる。   Particularly preferably, a liquid crystal display device, a plasma display device, an EL display device having an inorganic EL, a black edge provided at the periphery of a display device such as a CRT display device, or between red, blue and green colored pixels. It is suitably used as a black matrix such as a grid-like or stripe-like black portion, and more preferably a dot-like or linear black pattern for shielding the TFT.

本発明の黒色樹脂組成物は、遮光材として少なくともチタン窒化物粒子を用いることが重要であり、そのチタン窒化物とは、主成分として窒化チタンを含み、通常、副成分として酸化チタンTiO、Ti2n−1(1≦n≦20)で表せる低次酸化チタン及びTiN(0<x<2.0,0.1<y<2.0)で表せる酸窒化チタンを含有するものである。本発明の黒色樹脂組成物を用いて形成された塗膜の、光学濃度(OD値)が3である場合の紫外線透過率について、550nmの光透過率に対する365nmの光透過率の比率が0.3以上で有ることが好ましく、さらには1.0以上であることが好ましい。550nmの光透過率に対する365nmの光透過率の比率が0.3より小さくなると、OD値が5以上となる非常に遮光性の高い塗膜を形成した場合に、現像後の密着性が悪いために高精細な樹脂ブラックマトリクスを形成出来ないという問題や、樹脂ブラックマトリクスの形状が悪化するといった問題が生じるため好ましくない。遮光材としてカーボンブラックを用いた場合、その黒色樹脂組成物を用いて形成される塗膜の550nmの光透過率に対する365nmの光透過率の比率は0.01以下であることから、前述の通り、遮光材として少なくともチタン窒化物粒子を用いることで重要であると言える。このような黒色樹脂組成物を用いることにより、高いOD値を有しながら、高精細かつテーパー形状の良好なブラックマトリクスを形成することが可能となる。また、本発明の樹脂ブラックマトリクスは、膜厚当たりのOD値が高いため、実用的なOD値(4.0)で膜厚は1.0μm以下となる。その結果、樹脂ブラックマトリクスを用いた場合でも、保護膜無しで平坦性に実用上の問題のないカラーフィルターを得ることができるようになった。 In the black resin composition of the present invention, it is important to use at least titanium nitride particles as a light shielding material. The titanium nitride contains titanium nitride as a main component, and usually titanium oxide TiO 2 as a subcomponent. Contains low-order titanium oxide expressed by Ti n O 2n-1 (1 ≦ n ≦ 20) and titanium oxynitride expressed by TiN x O y (0 <x <2.0, 0.1 <y <2.0) To do. Regarding the ultraviolet transmittance when the optical density (OD value) of the coating film formed using the black resin composition of the present invention is 3, the ratio of the light transmittance at 365 nm to the light transmittance at 550 nm is 0.00. It is preferably 3 or more, more preferably 1.0 or more. When the ratio of the light transmittance at 365 nm to the light transmittance at 550 nm is smaller than 0.3, the adhesion after development is poor when a coating film having a very high light shielding property with an OD value of 5 or more is formed. In addition, there is a problem that a high-definition resin black matrix cannot be formed and a problem that the shape of the resin black matrix is deteriorated. When carbon black is used as the light shielding material, the ratio of the light transmittance of 365 nm to the light transmittance of 550 nm of the coating film formed using the black resin composition is 0.01 or less. It can be said that it is important to use at least titanium nitride particles as a light shielding material. By using such a black resin composition, it is possible to form a high-definition and taper-shaped black matrix having a high OD value. Further, since the resin black matrix of the present invention has a high OD value per film thickness, the film thickness is 1.0 μm or less at a practical OD value (4.0). As a result, even when a resin black matrix is used, a color filter having no practical problem in flatness without a protective film can be obtained.

本発明の効果を顕著なものとするため、本発明で使用するチタン窒化物のCuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θとしては、42.5°以上42.8°以下であることが好ましく、更には42.5°以上42.7°以下であることが更に好ましい。回折角θがこの範囲となるチタン窒化物粒子を遮光材として用いることにより、黒色樹脂組成中の遮光材濃度を低く保ったまま、高いOD値を達成することが可能となり、更には、高い紫外線透過率を有するため、高精細かつテーパー形状の良好な樹脂ブラックマトリクスを容易に形成できるようになる。   In order to make the effect of the present invention remarkable, the diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane when the CuKα ray of the titanium nitride used in the present invention is an X-ray source is 42.5 °. It is preferably 42.8 ° or less and more preferably 42.5 ° or more and 42.7 ° or less. By using titanium nitride particles having a diffraction angle θ in this range as a light shielding material, it becomes possible to achieve a high OD value while keeping the concentration of the light shielding material in the black resin composition low. Since it has a transmittance, it is possible to easily form a resin black matrix having a high definition and a good taper shape.

チタン化合物のX線回折スペクトルはCuKα線をX線源とした場合、最も強度の強いピークとしてTiNは(200)面に由来するピークが2θ=42.5°近傍に、TiOは(200)面に由来するピークが2θ=43.4°近傍にみられる。一方、最も強度の強いピークではないがアナターゼ型TiOは(200)面に由来するピークは2θ=48.1°近傍に、ルチル型TiOは(200)面に由来するピークは2θ=39.2°近傍に観測される。よって、窒素原子及び酸素原子を有する結晶構造をとるチタン化合物は回折角2θが42.5°から43.4°の範囲において最も強度の強いピークがみられ、酸素原子を多く含有する結晶状態であるほどピーク位置は42.5°に対して高角度側にシフトする。酸化チタンを窒化して得られる、窒化還元が不十分な酸窒化チタンにおいては回折角2θとして42.9°から43.2°に最も強度の強いピークが確認される(特開2006−209102号公報)ことから、本発明のチタン窒化物とは結晶構造が異なることがわかる。また、副成分として酸化チタンTiOを含有する場合、最も強度の強いピークとしてアナターゼ型TiO(101)に由来するピークが2θ=25.3°近傍に、ルチル型TiO(110)に由来するピークが2θ=27.4°近傍に見られる。しかし、TiOは白色でありブラックマトリクスの遮光性を低下させる要因となるため、ピークとして観察されない程度に低減されていることが好ましい。 The X-ray diffraction spectrum of the titanium compound shows that when CuKα ray is used as the X-ray source, TiN has a peak derived from the (200) plane as the strongest peak, and 2θ = 42.5 ° in the vicinity of TiO and (200) plane of TiO The peak derived from is seen in the vicinity of 2θ = 43.4 °. On the other hand, although not the strongest peak, the peak derived from the (200) plane of anatase TiO 2 is in the vicinity of 2θ = 48.1 °, and the peak derived from the (200) plane of rutile TiO 2 is 2θ = 39. Observed around 2 °. Therefore, a titanium compound having a crystal structure having nitrogen atoms and oxygen atoms has the strongest peak in the diffraction angle 2θ range of 42.5 ° to 43.4 °, and is in a crystalline state containing a large amount of oxygen atoms. The more the peak position is shifted to the higher angle side with respect to 42.5 °. In titanium oxynitride obtained by nitriding titanium oxide and insufficiently reduced by nitriding, the strongest peak is confirmed at a diffraction angle 2θ of 42.9 ° to 43.2 ° (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-209102). Thus, it can be seen that the crystal structure is different from the titanium nitride of the present invention. When titanium oxide TiO 2 is contained as an accessory component, the peak derived from anatase TiO 2 (101) as the strongest peak is in the vicinity of 2θ = 25.3 ° and derived from rutile TiO 2 (110). A peak is observed in the vicinity of 2θ = 27.4 °. However, since TiO 2 is white and causes a reduction in the light shielding properties of the black matrix, it is preferably reduced to such an extent that it is not observed as a peak.

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

Figure 0005577659
Figure 0005577659

Figure 0005577659
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ここで、K=0.9、λ(0.15418 nm)、βe:回折ピークの半値幅、βo:半値幅の補正値(0.12°)である。但し、β、βe及びβoはラジアンで計算される。 Here, K = 0.9, λ (0.15418 nm), β e : half width of diffraction peak, β o : correction value of half width (0.12 °). Where β, β e and β o are calculated in radians.

結晶子サイズとしては20nm以上であることが好ましく、更には20nm以上50nm以下であることが好ましい。結晶子サイズが20nm以上のチタン窒化物粒子を用いてブラックマトリクスを形成することにより、塗膜の透過光はそのピーク波長が475nm以下であるような青色から青紫色を呈し、高い遮光性と紫外線感度を併せ持つブラックマトリクスを得ることができる。   The crystallite size is preferably 20 nm or more, and more preferably 20 nm or more and 50 nm or less. By forming a black matrix using titanium nitride particles having a crystallite size of 20 nm or more, the transmitted light of the coating film exhibits a blue to violet color having a peak wavelength of 475 nm or less, and has high light shielding properties and ultraviolet rays. A black matrix having both sensitivity can be obtained.

窒化チタンの合成には一般的に気相反応法が用いられ、電気炉法や熱プラズマ法等が挙げられるが、不純物の混入が少なく、粒子径が揃いやすく、また生産性も高い熱プラズマ法による合成が好ましい。熱プラズマを発生させる方法としては、直流アーク放電、多層アーク放電、高周波(RF)プラズマ、ハイブリッドプラズマ等が挙げられ、電極からの不純物の混入が少ない高周波プラズマがより好ましい。熱プラズマ法による窒化チタン微粒子の具体的な製造方法としては、プラズマ炎中で四塩化チタンとアンモニアガスを反応させる方法(特開平2−22110号公報)や、チタン粉末を高周波熱プラズマにより蒸発させ窒素をキャリアーガスとして導入し冷却過程にて窒化させ合成する方法(特開昭61−11140号公報)や、プラズマの周縁部にアンモニアガスを吹き込む方法(特開昭63−85007号)等が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、所望とする物性を有するチタン窒化物粒子にできれば製造方法は問わない。なお、チタン窒化物粒子は種々のものが市販されており、本発明で規定される上記回折角及び上記酸素原子量、さらには、上記した好ましい結晶子サイズ及び比表面積を満足するものも複数市販されている。本発明において、それらの市販品を好ましく用いることができる。   A gas phase reaction method is generally used to synthesize titanium nitride, and examples include an electric furnace method and a thermal plasma method. The thermal plasma method has few impurities, has a uniform particle size, and has high productivity. The synthesis by is preferred. Examples of the method for generating thermal plasma include direct current arc discharge, multilayer arc discharge, radio frequency (RF) plasma, hybrid plasma, and the like, and high frequency plasma in which impurities from the electrode are less mixed is more preferable. Specific methods for producing titanium nitride fine particles by the thermal plasma method include a method of reacting titanium tetrachloride and ammonia gas in a plasma flame (Japanese Patent Laid-Open No. 22221/1990), or evaporating titanium powder by high-frequency thermal plasma. A method of introducing nitrogen as a carrier gas and nitriding and synthesizing it in the cooling process (Japanese Patent Laid-Open No. 61-11140), a method of blowing ammonia gas into the peripheral edge of plasma (Japanese Patent Laid-Open No. 63-85007), and the like. However, the present invention is not limited to these, and the production method is not limited as long as titanium nitride particles having desired physical properties can be obtained. Various titanium nitride particles are commercially available, and a plurality of particles satisfying the diffraction angle and the oxygen atom amount defined in the present invention, and further satisfying the preferred crystallite size and specific surface area described above are also commercially available. ing. In the present invention, those commercially available products can be preferably used.

本発明において、黒色被膜の色度調整のために、OD値が低下しない範囲でチタン窒化物の一部を他の顔料に変えることが可能であるが、良好なパターン加工性を得るためには、遮光材全量に対し前記チタン窒化物粒子を10重量%以上含有することが好ましく、更には30重量%以上含有することが好ましい。チタン窒化物以外の顔料としては、黒色有機顔料、混色有機顔料、および無機顔料等から用いることができる。黒色有機顔料としては、カーボンブラック、樹脂被覆カーボンブラック、ペリレンブラック、アニリンブラック等が、混色有機顔料としては、赤、青、緑、紫、黄色、マゼンダ、シアン等から選ばれる少なくとも2種類以上の顔料を混合して疑似黒色化されたものが、無機顔料としては、グラファイト、およびチタン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム、銀等の金属微粒子、金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物、金属窒化物等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。なかでも、カーボンブラックを使用すれば、黒色被膜のOD値の低下を最小限に抑えられるとともに、黒色被膜の抵抗値、色度などを調整することができる。すなわち、チタン窒化物粒子は高抵抗体であるのに対して、カーボンブラックは低抵抗であるため、両者の混合比率により黒色被膜の抵抗値をコントロールできることになる。また、カーボンブラックとして、表面処理されたものを使用すれば、さらに黒色被膜の抵抗値コントロールの幅が広がることになる。一方、色度に関しては、使用するチタン窒化物粒子の結晶子径にもよるが概して透過色が青色であるのに対して、カーボンブラックの透過色は赤色であるため、両者を混合すれば着色のない黒(ニュートラル・ブラック)が得られる。カーボンブラックを使用する場合、その含有量は適宜選択することができ、特に限定されないが、通常、チタン窒化物粒子の重量に対して5〜75重量%程度である。   In the present invention, in order to adjust the chromaticity of the black film, it is possible to change a part of the titanium nitride to another pigment within a range where the OD value does not decrease, but in order to obtain good pattern processability The titanium nitride particles are preferably contained in an amount of 10% by weight or more, more preferably 30% by weight or more based on the total amount of the light shielding material. As pigments other than titanium nitride, black organic pigments, mixed color organic pigments, inorganic pigments, and the like can be used. As the black organic pigment, carbon black, resin-coated carbon black, perylene black, aniline black, etc., and as the mixed color organic pigment, at least two kinds selected from red, blue, green, purple, yellow, magenta, cyan, etc. Inorganic pigments that have been pseudo-blackened by mixing pigments include graphite and fine metal particles such as titanium, copper, iron, manganese, cobalt, chromium, nickel, zinc, calcium, silver, metal oxides, and composites. Examples thereof include oxides, metal sulfides, and metal nitrides. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, if carbon black is used, the decrease in the OD value of the black coating can be minimized, and the resistance value, chromaticity, etc. of the black coating can be adjusted. That is, titanium nitride particles are high resistance, whereas carbon black has low resistance, so the resistance value of the black coating can be controlled by the mixing ratio of both. Moreover, if the surface-treated carbon black is used, the width of resistance value control of the black coating is further expanded. On the other hand, with regard to chromaticity, although depending on the crystallite size of the titanium nitride particles used, the transmitted color is generally blue, whereas the transmitted color of carbon black is red. Black without neutrality (neutral black) is obtained. When carbon black is used, its content can be appropriately selected and is not particularly limited, but is usually about 5 to 75% by weight with respect to the weight of the titanium nitride particles.

本発明では、アルカリ可溶性樹脂を必須成分とするが、顔料に対してバインダーとして作用し、かつカラーフィルタを製造する際に、その現像工程においてアルカリ現像液に可溶するものであれば、特に限定されるものではない。中でも、カルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましく、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸などのモノカルボン酸類、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのジカルボン酸またはその酸無水物、フタル酸モノ(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)などの多価カルボン酸モノエステル類などがあげられる。特に(メタ)アクリル酸から導かれる構成単位を含んでなるアクリル系ポリマーが好ましく、さらに、構成単位に含まれるカルボン酸に、エチレン性不飽和基とエポキシ基を含有してなる化合物を反応させて得られたアクリル系ポリマーを用いると、露光、現像の際の感度がよくなるので好ましく用いることができる。エチレン性不飽和基としては、アクリル基、メタクリル基が好ましい。   In the present invention, an alkali-soluble resin is an essential component, but it is particularly limited as long as it acts as a binder with respect to the pigment and is soluble in an alkali developer in the development process when producing a color filter. Is not to be done. Among these, an alkali-soluble resin having a carboxyl group is preferable, and a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and an ethylenically unsaturated compound can be preferably used. Examples of the unsaturated carboxylic acid include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and vinyl acetic acid, dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, or acid anhydrides thereof, phthalic acid mono (2 -(Meth) acryloyloxyethyl) and other polycarboxylic acid monoesters. In particular, an acrylic polymer containing a structural unit derived from (meth) acrylic acid is preferable, and a carboxylic acid contained in the structural unit is reacted with a compound containing an ethylenically unsaturated group and an epoxy group. When the obtained acrylic polymer is used, the sensitivity during exposure and development is improved, so that it can be preferably used. As an ethylenically unsaturated group, an acryl group and a methacryl group are preferable.

これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、トリシクロデカニル(メタ)アクリレートなどの(架橋)環式炭化水素基、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、1,3−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレートなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。とくに(メタ)アクリル酸およびベンジル(メタ)アクリレートを含んでなるアクリル系ポリマーは、分散安定性、パターン加工性の各観点から特に好ましい。   These may be used alone or in combination with other copolymerizable ethylenically unsaturated compounds. Specific examples of the copolymerizable ethylenically unsaturated compound include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-propyl methacrylate, methacryl Isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, iso-butyl acrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate N-pentyl acrylate, n-pentyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate and other unsaturated carboxylic acid alkyl esters, styrene, p-methyls Rene, aromatic vinyl compounds such as o-methylstyrene, m-methylstyrene, α-methylstyrene, (crosslinked) cyclic hydrocarbon groups such as tricyclodecanyl (meth) acrylate, and unsaturated carboxylic acids such as aminoethyl acrylate Acid aminoalkyl esters, unsaturated glycidyl esters such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile, methacrylonitrile and α-chloroacrylonitrile, 1 Aliphatic conjugated dienes such as 1,3-butadiene and isoprene, polystyrene, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polybutyl acrylate having acryloyl group or methacryloyl group at each end. Rate, and poly butyl methacrylate, but is not limited thereto. In particular, an acrylic polymer comprising (meth) acrylic acid and benzyl (meth) acrylate is particularly preferable from the viewpoints of dispersion stability and pattern processability.

上記アクリル系ポリマーを、顔料分散時に顔料に対して5〜50%、好ましくは7〜40%添加すると、高度に分散が安定した顔料分散体が得られる。   When the acrylic polymer is added in an amount of 5 to 50%, preferably 7 to 40%, based on the pigment at the time of pigment dispersion, a pigment dispersion having a highly stable dispersion can be obtained.

また、上記記載の構成単位に含まれる(メタ)アクリル酸に、エチレン性不飽和基とエポキシ基を含有してなる化合物を反応させて得られたアクリル系ポリマー以外にも、側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル系ポリマーを好ましく用いることができる。具体例としては、特許第3120476号公報、特開平8−262221号公報に記載されている共重合体、あるいは市販のアクリル系ポリマーである光硬化性樹脂「サイクロマー(登録商標)P」(ダイセル化学工業(株))、アルカリ可溶性カルド樹脂などが挙げられる。   In addition to the acrylic polymer obtained by reacting (meth) acrylic acid contained in the structural unit described above with a compound containing an ethylenically unsaturated group and an epoxy group, the side chain is ethylenic. An acrylic polymer having an unsaturated group can be preferably used. Specific examples include a copolymer described in Japanese Patent No. 3120476, JP-A-8-262221, or a photocurable resin “Cyclomer (registered trademark) P” (Daicel), which is a commercially available acrylic polymer. Chemical Industry Co., Ltd.), alkali-soluble cardo resin and the like.

アルカリ可溶性樹脂の平均分子量(Mw)としては、5千〜4万(テトラヒドロフランをキャリヤーとしてゲルパーミェーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算したもの)のものが好ましく、さらには平均分子量が8千〜3万であり、かつ酸価70〜150(mgKOH/g)のポリマーが感光特性、エステル系溶媒に対する溶解性、アルカリ現像液に対する溶解性、残渣抑制の各観点から最も好ましい。   The average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin is preferably 5,000 to 40,000 (measured by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran as a carrier and converted using a standard polystyrene calibration curve). Further, a polymer having an average molecular weight of 8,000 to 30,000 and an acid value of 70 to 150 (mg KOH / g) is from the viewpoints of photosensitive properties, solubility in an ester solvent, solubility in an alkali developer, and residue control. Most preferred.

モノマーとしては、多官能、単官能のアクリル系モノマーあるいはオリゴマーを用いることができる。多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、アジピン酸1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール(メタ)アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ(メタ)アクリレート、アルキッド変性(メタ)アクリレート、特許第3621533号公報や特開平8−278630号公報に記載されているようなフルオレンジアクリレート系オリゴマー、あるいはトリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びその酸変性体、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート及びその酸変性体、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びその酸変性体、2,2−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]エーテル、4,4′−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]シクロヘキサン、9,9−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[3−メチル−4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[3−クロロ−4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタアクリレート、ビスクレゾールフルオレンジアクリレート、ビスクレゾールフルオレンジメタアクリレート、などがあげられる。これらは単独または混合して用いることができる。   As the monomer, a polyfunctional or monofunctional acrylic monomer or oligomer can be used. Examples of the polyfunctional monomer include bisphenol A diglycidyl ether (meth) acrylate, poly (meth) acrylate carbamate, modified bisphenol A epoxy (meth) acrylate, adipic acid 1,6-hexanediol (meth) acrylate, anhydrous Phthalic acid propylene oxide (meth) acrylic acid ester, trimellitic acid diethylene glycol (meth) acrylic acid ester, rosin-modified epoxy di (meth) acrylate, alkyd-modified (meth) acrylate, Japanese Patent No. 3621533 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-278630 Or full propylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, bisphenol Nord A diglycidyl ether di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triacryl formal, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and its acid-modified product, dipentaerythritol hexa ( (Meth) acrylate and its acid-modified product, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and its acid-modified product, 2,2-bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] propane, bis [4- ( 3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl Ether, 4,4′-bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] cyclohexane, 9,9-bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, 9,9 -Bis [3-methyl-4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [3-chloro-4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, bis Examples thereof include phenoxyethanol full orange acrylate, bisphenoxyethanol full orange methacrylate, biscresol full orange acrylate, and biscresol full orange methacrylate. These can be used alone or in combination.

これらの多官能モノマーやオリゴマーの選択と組み合わせにより、レジストの感度や加工性の特性をコントロールすることが可能である。とくに感度を上げるためには、官能基が3以上、より好ましくは5以上ある化合物の使用が望ましく、とくにジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びその酸変性体が好ましい。また、2個のグリシジルエーテル基を有するエポキシ化合物とメタアクリル酸との反応物に多塩基酸カルボン酸又はその酸無水物を反応させて得られた不飽和基含有アルカリ可溶性モノマーも現像性、加工性の観点から好ましく用いられる。さらに、分子中に芳香環を多く含み撥水性が高いフルオレン環を有する(メタ)アクリレートの併用が現像時にパターンを望ましい形状にコントロールできるので好ましい。   By selecting and combining these polyfunctional monomers and oligomers, it is possible to control the sensitivity and processability characteristics of the resist. In particular, in order to increase sensitivity, it is desirable to use a compound having a functional group of 3 or more, more preferably 5 or more. preferable. In addition, an unsaturated group-containing alkali-soluble monomer obtained by reacting a polybasic carboxylic acid or its acid anhydride with a reaction product of an epoxy compound having two glycidyl ether groups and methacrylic acid is also developable and processed. It is preferably used from the viewpoint of sex. Further, the combined use of (meth) acrylate having a fluorene ring having a large amount of aromatic rings and high water repellency in the molecule is preferable because the pattern can be controlled to a desired shape during development.

本発明の効果を顕著なものとするために、光重合開始剤としては、少なくとも(a)アルキルフェノン系を含有することが好ましい。また、本発明の黒色樹脂組成物を露光・感光させる際の波長にあわせ、特に340nm以下の発光がない場合には、少なくとも(a)アルキルフェノン系かつ(b)オキシムエステル系の2成分以上を含むことが好ましく、その際の(b)オキシムエステル系光重合開始剤の含有量としては光重合開始剤全量に対してその含有量が30重量%以下とすることが好ましい。   In order to make the effect of the present invention remarkable, the photopolymerization initiator preferably contains at least (a) an alkylphenone series. In addition, in accordance with the wavelength at which the black resin composition of the present invention is exposed and exposed, particularly when there is no light emission of 340 nm or less, at least two components of (a) alkylphenone-based and (b) oxime ester-based are included. The content of (b) the oxime ester photopolymerization initiator at that time is preferably 30% by weight or less based on the total amount of the photopolymerization initiator.

アルキルフェノン系光重合開始剤として、α−アミノアルキルフェノン系あるいはα−ヒドロキシアルキルフェノン系などがあげられるが、特にα−アミノアルキルフェノン系が高感度の観点から好ましい。例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”369である2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379である2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホルニル)フェニル]−1−ブタノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンなどがあげられる。   Examples of the alkylphenone-based photopolymerization initiator include α-aminoalkylphenone and α-hydroxyalkylphenone, and α-aminoalkylphenone is particularly preferable from the viewpoint of high sensitivity. For example, 2,2-diethoxyacetophenone, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, Ciba Specialty Chemicals Inc. “Irgacure (registered trademark)” 369 A 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure®” 379 2- (dimethylamino) -2- [ (4-Methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, etc. Can be given.

オキシムエステル系光重合開始剤の具体例として、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”OXE01である1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”OXE02であるエタノン,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)、旭電化工業(株)製の “アデカ(登録商標)オプトマー”N−1818、N−1919などがあげられる。   As specific examples of the oxime ester-based photopolymerization initiator, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O, which is Ciba Specialty Chemical Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” OXE01 -Benzoyloxime)], an etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl], Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. "Irgacure (registered trademark)" OXE02 -, 1- (0-acetyloxime), “Adeka (registered trademark) optomer” N-1818, N-1919 and the like manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.

これらの光重合開始剤を選択することで、高OD領域でもパターン形状およびテーパー形状が良好なブラックマトリクスが得られる。特に、j線がカットされた露光機を使用した場合でも、アルキルフェノン系光重合開始剤を必須成分とし、オキシムエステル系光重合開始剤を全光重合開始剤量の30重量%以下となるように併用することで、高感度でテーパー形状に優れたパターンが得られる。オキシムエステル系の含有量が30重量%をこえるとパターン形状が悪化し、テーパー形状は垂直に近づき問題となる。   By selecting these photopolymerization initiators, a black matrix having a good pattern shape and tapered shape can be obtained even in a high OD region. In particular, even when an exposure machine with the j-line cut is used, an alkylphenone photopolymerization initiator is an essential component, and the oxime ester photopolymerization initiator is 30% by weight or less of the total photopolymerization initiator amount. By using in combination, a pattern with high sensitivity and excellent taper shape can be obtained. If the content of the oxime ester system exceeds 30% by weight, the pattern shape deteriorates, and the taper shape becomes a problem because it approaches the vertical.

また、これらの光重合開始剤に加えて、ベンゾフェノン系化合物、オキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、カルバゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物あるいはチタネート等の無機系光重合開始剤など公知の光重合開始剤を併用して用いることもできる。例えば、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、4−(p−メトキシフェニル)−2,6−ジ−(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどがあげられる。   In addition to these photopolymerization initiators, inorganic compounds such as benzophenone compounds, oxanthone compounds, imidazole compounds, benzothiazole compounds, benzoxazole compounds, carbazole compounds, triazine compounds, phosphorus compounds or titanates A known photopolymerization initiator such as a photopolymerization initiator can also be used in combination. For example, benzophenone, N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, α-hydroxyisobutylphenone Thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2,3-dichloroanthraquinone, 3-chloro-2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-Fe Nantraquinone, 1,2-benzoanthraquinone, 1,4-dimethylanthraquinone, 2-phenylanthraquinone, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2-me Mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 4-(p-methoxyphenyl) -2,6-- such as (trichloromethyl) -s-triazine and the like.

本発明の黒色組成物において、遮光材/樹脂成分の重量組成比は、80/20〜40/60の範囲であることが、高OD値の黒色被膜を得るために好ましい。また、遮光材/樹脂成分の重量組成比が75/25〜60/40の範囲であることが、密着性、パターン加工性およびOD値のバランスの点でより好ましい。ここで、樹脂成分とは、ポリマー、モノマーあるいはオリゴマーと高分子分散剤の合計とする。樹脂成分の量が少なすぎると、黒色被膜の基板との密着性が不良となり、逆に遮光材の量が少なすぎると厚み当たりの光学濃度(OD値/μm)が低くなり問題となる。   In the black composition of the present invention, the weight composition ratio of the light shielding material / resin component is preferably in the range of 80/20 to 40/60 in order to obtain a black film having a high OD value. Moreover, it is more preferable that the weight composition ratio of the light shielding material / resin component is in the range of 75/25 to 60/40 in terms of the balance of adhesion, pattern workability, and OD value. Here, the resin component is the total of the polymer, monomer or oligomer and the polymer dispersant. If the amount of the resin component is too small, the adhesion of the black coating to the substrate becomes poor. Conversely, if the amount of the light shielding material is too small, the optical density per unit thickness (OD value / μm) is lowered, causing a problem.

本発明の黒色樹脂組成物に用いられる溶媒としては特に限定はなく、分散する顔料の分散安定性および添加する樹脂等の溶解性に併せて、水および有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としては、特に限定されるものではなく、エステル類、脂肪族アルコール類、ケトン類などが使用できる。   The solvent used in the black resin composition of the present invention is not particularly limited, and water and an organic solvent can be used in accordance with the dispersion stability of the pigment to be dispersed and the solubility of the resin to be added. The organic solvent is not particularly limited, and esters, aliphatic alcohols, ketones and the like can be used.

具体的なエステル類としては、ベンジルアセテート(沸点214℃)、エチルベンゾエート(沸点213℃)、γ―ブチロラクトン(沸点204℃)、メチルベンゾエート(沸点200℃)、マロン酸ジエチル(沸点199℃)、2−エチルヘキシルアセテート(沸点199℃)、2−ブトキシエチルアセテート(沸点192℃)、3−メトキシ−3−メチル−ブチルアセテート(沸点188℃)、シュウ酸ジエチル(沸点185℃)、アセト酢酸エチル(沸点181℃)、シクロヘキシルアセテート(沸点174℃)、3−メトキシ−ブチルアセテート(沸点173℃)、アセト酢酸メチル(沸点172℃)、エチル−3−エトキシプロピオネート(沸点170℃)、2−エチルブチルアセテート(沸点162℃)、イソペンチルプロピオネート(沸点160℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート(沸点160℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点158℃)、酢酸ペンチル(沸点150℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(沸点146℃)などが挙げられるがこれらに限定されない。   Specific esters include benzyl acetate (boiling point 214 ° C.), ethyl benzoate (boiling point 213 ° C.), γ-butyrolactone (boiling point 204 ° C.), methyl benzoate (boiling point 200 ° C.), diethyl malonate (boiling point 199 ° C.), 2-ethylhexyl acetate (bp 199 ° C.), 2-butoxyethyl acetate (bp 192 ° C.), 3-methoxy-3-methyl-butyl acetate (bp 188 ° C.), diethyl oxalate (bp 185 ° C.), ethyl acetoacetate ( Boiling point 181 ° C.), cyclohexyl acetate (bp 174 ° C.), 3-methoxy-butyl acetate (bp 173 ° C.), methyl acetoacetate (bp 172 ° C.), ethyl-3-ethoxypropionate (boiling point 170 ° C.), 2- Ethyl butyl acetate (boiling point 162 ° C), isopentyl propio (Boiling point 160 ° C), propylene glycol monomethyl ether propionate (boiling point 160 ° C), propylene glycol monoethyl ether acetate (boiling point 158 ° C), pentyl acetate (boiling point 150 ° C), propylene glycol monomethyl ether acetate (boiling point 146 ° C) ) And the like, but is not limited thereto.

これらの溶媒のなかで、酢酸エステル系またはプロピオン酸エステル系の溶媒で、3−メトキシ−3−メチル−ブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、3−メトキシ−ブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートがとくに好ましい。   Among these solvents, acetate-type or propionate-type solvents include 3-methoxy-3-methyl-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, and 3-methoxy-butyl. Particularly preferred are acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate.

また、上記以外の溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点133℃)、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル(沸点153℃)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点188℃)などのプロピレングリコール誘導体などの脂肪族エーテル類、上記以外の脂肪族エステル類、例えば、酢酸エチル(沸点77℃)、酢酸ブチル(沸点126℃)、酢酸イソペンチル(沸点142℃)、あるいは、ブタノール(沸点118℃)、3−メチル−2−ブタノール(沸点112℃)、3―メチル―3―メトキシブタノール(沸点174℃)などの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、キシレン(沸点144℃)、エチルベンゼン(沸点136℃)、ソルベントナフサ(石油留分:沸点165〜178℃)などの溶媒を併用することも可能である。   In addition to the above solvents, propylene glycol monomethyl ether (boiling point 120 ° C.), propylene glycol monoethyl ether (boiling point 133 ° C.), propylene glycol tertiary butyl ether (boiling point 153 ° C.), dipropylene glycol monomethyl ether (boiling point 188 ° C.) Aliphatic ethers such as propylene glycol derivatives such as, aliphatic esters other than those described above, for example, ethyl acetate (boiling point 77 ° C.), butyl acetate (boiling point 126 ° C.), isopentyl acetate (boiling point 142 ° C.), or butanol ( Boiling point 118 ° C.), aliphatic alcohols such as 3-methyl-2-butanol (boiling point 112 ° C.), 3-methyl-3-methoxybutanol (boiling point 174 ° C.), ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone, xylene ( Boiling point 14 ° C.), ethylbenzene (boiling point 136 ° C.), solvent naphtha (petroleum fraction: it is also possible to use a solvent such as boiling point 165 to 178 ° C.).

さらに基板の大型化に伴いダイコーティング装置による塗布が主流になってきているので、適度の揮発性、乾燥性を実現するため、2成分以上の混合溶媒から構成するのが好ましい。該混合溶媒を構成する全ての溶媒の沸点が150℃以下の場合、膜厚の均一性が得られない、塗布終了部の膜厚が厚くなる、塗液をスリットから吐出する口金部に顔料の凝集物が生じ、塗膜にスジが発生するという多くの問題を生じる。一方、該混合溶媒の沸点が200℃以上の溶媒を多く含む場合、塗膜表面が粘着性となり、スティッキングを生じる。したがって沸点が150℃以上200℃の溶媒を30〜75質量%含有する混合溶媒が望ましい。   Furthermore, since application by a die coating apparatus has become mainstream with the increase in the size of the substrate, it is preferable to use a mixed solvent of two or more components in order to achieve appropriate volatility and drying properties. When the boiling points of all the solvents constituting the mixed solvent are 150 ° C. or less, film thickness uniformity cannot be obtained, the film thickness of the coating end part is increased, and the pigment is applied to the base part for discharging the coating liquid from the slit. Aggregates are formed, causing many problems that streaks occur in the coating film. On the other hand, when the mixed solvent contains a large amount of solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher, the surface of the coating film becomes sticky and sticking occurs. Therefore, a mixed solvent containing 30 to 75% by mass of a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and 200 ° C. is desirable.

本発明の黒色樹脂組成物に用いられる密着性改良剤として、シランカップリング剤を含むことが出来る。シランカップリング剤としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどが原料入手の容易さから好ましい。本発明で用いる上記化合物は少量で接着改良効果があるので、添加量としては多く添加する必要はなく、カラーレジスト全固形分に対して、好ましくは0.2〜20質量%、より好ましくは0.5〜5質量%である。   A silane coupling agent can be included as an adhesion improver used in the black resin composition of the present invention. Examples of silane coupling agents include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, vinyl Trimethoxysilane, vinyltriethoxysilane and the like are preferable because of easy availability of raw materials. Since the above-mentioned compound used in the present invention has an effect of improving adhesion in a small amount, it is not necessary to add a large amount, preferably 0.2 to 20% by mass, more preferably 0, based on the total solid content of the color resist. 0.5 to 5% by mass.

本発明の黒色樹脂組成物において、遮光材を樹脂溶液中に均一にかつ安定に分散させるために顔料分散剤を添加することが好ましい。顔料分散剤としては、ポリエステル系高分子顔料分散剤、アクリル系高分子顔料分散剤、ポリウレタン系高分子顔料分散剤、ポリアリルアミン系高分子分散剤、顔料誘導体、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カルボジイミド系顔料分散剤等が挙げられる。これらの顔料分散剤は、顔料の種類に応じて、適宜選択されて使用される。また、これらの顔料分散剤は、単独で用いてもよく、また、2種類以上組み合わせて用いてもよい。これらの高分子分散剤は感光性を有していないため、多量に添加すると目的のカラーレジストの感光性能を悪化させる懸念があり、分散安定性、感光性能を加味した適正な添加量にすることが望ましい。顔料に対して1〜50(質量%)添加、さらに好ましくは3〜30(質量%)添加すると、感光性能を悪化させずに、高度に分散を安定化させる効果があり、より一層好ましい。   In the black resin composition of the present invention, it is preferable to add a pigment dispersant in order to disperse the light shielding material uniformly and stably in the resin solution. Examples of pigment dispersants include polyester polymer pigment dispersants, acrylic polymer pigment dispersants, polyurethane polymer pigment dispersants, polyallylamine polymer dispersants, pigment derivatives, cationic surfactants, and nonionic interfaces. Examples thereof include an activator, an anionic surfactant, and a carbodiimide pigment dispersant. These pigment dispersants are appropriately selected and used according to the type of pigment. These pigment dispersants may be used alone or in combination of two or more. Since these polymer dispersants do not have photosensitivity, there is a concern that the photosensitivity of the target color resist may be deteriorated if added in a large amount. Therefore, an appropriate addition amount considering dispersion stability and photosensitivity is required. Is desirable. Addition of 1 to 50 (mass%), more preferably 3 to 30 (mass%) with respect to the pigment is more preferable because it has the effect of highly stabilizing dispersion without deteriorating the photosensitive performance.

また、本発明の黒色樹脂組成物には、塗布性、着色被膜の平滑性やベナードセルを防止する目的で、界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤の添加量は通常、顔料の0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%である。添加量が少なすぎると塗布性、着色被膜の平滑性やベナードセルを防止効果がなく、多すぎると逆に塗膜物性が不良となる場合がある。界面活性剤の具体例としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレートなどの非イオン界面活性剤、ポリジメチルシロキサンなどを主骨格とするシリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。本発明では、これらに限定されずに、界面活性剤を1種または2種以上用いることができる。   In addition, a surfactant can be added to the black resin composition of the present invention for the purpose of preventing coating properties, smoothness of the colored coating, and Benard cell. The addition amount of the surfactant is usually 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass of the pigment. If the amount added is too small, the coating properties, smoothness of the colored coating and Benard cell are not effective, and if too large, the physical properties of the coating film may be poor. Specific examples of the surfactant include anionic surfactants such as ammonium lauryl sulfate and polyoxyethylene alkyl ether sulfate triethanolamine, cationic surfactants such as stearylamine acetate and lauryltrimethylammonium chloride, lauryldimethylamine oxide, Amphoteric surfactants such as lauryl carboxymethyl hydroxyethyl imidazolium betaine, nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, sorbitan monostearate, and silicones based on polydimethylsiloxane Surfactants, fluorosurfactants and the like can be mentioned. In the present invention, the surfactant is not limited to these, and one or more surfactants can be used.

本発明の黒色樹脂組成物において樹脂成分(モノマーやオリゴマー、光重合開始剤等の添加剤も含む)と遮光材をあわせた固形分濃度としては、塗工性・乾燥性の観点から2%以上30%以下が好ましく、更には5%以上20%以下であることが好ましい。従って、本発明の黒色組成物は、好ましくは、溶媒と、樹脂成分と遮光材とから本質的に成り、樹脂成分と遮光材との合計量が好ましくは2%以上30%以下、さらに好ましくは5%以上20%以下であり、残部が溶媒である。上記のとおり、界面活性剤をさらに上記した濃度で含有していてもよい。   In the black resin composition of the present invention, the solid content concentration of the resin component (including additives such as monomers, oligomers and photopolymerization initiators) and the light shielding material is 2% or more from the viewpoint of coating properties and drying properties. It is preferably 30% or less, and more preferably 5% or more and 20% or less. Therefore, the black composition of the present invention preferably consists essentially of a solvent, a resin component and a light shielding material, and the total amount of the resin component and the light shielding material is preferably 2% or more and 30% or less, more preferably 5% or more and 20% or less, and the balance is the solvent. As described above, a surfactant may be further contained at the concentration described above.

本発明での黒色樹脂組成物では、分散機を用いて樹脂溶液中に直接顔料を分散させる方法や、分散機を用いて水または有機溶媒中に顔料を分散して顔料分散液を作製し、その後樹脂溶液と混合する方法などにより製造される。顔料の分散方法には特に限定はなく、ボールミル、サンドグラインダー、3本ロールミル、高速度衝撃ミルなど、種々の方法をとりうるが、分散効率と微分散化からビーズミルが好ましい。ビーズミルとしては、コボールミル、バスケットミル、ピンミル、ダイノーミルなどを用いることができる。ビーズミルのビーズとしては、チタニアビーズ、ジルコニアビーズ、ジルコンビーズなどを用いるのが好ましい。分散に用いるビーズ径としては0.01mm以上5.0mm以下が好ましく、更に好ましくは0.03mm以上1.0mm以下である。顔料の一次粒子径及び一次粒子が凝集して形成された二次粒子の粒子径が小さい場合には、0.03mm以上0.10mm以下といった微小な分散ビーズを用いる事が好ましい。この場合、微小な分散ビーズと分散液とを分離することが可能な遠心分離方式によるセパレーターを有するビーズミルを用いて分散することが好ましい。一方、サブミクロン程度の粗大な粒子を含む顔料を分散させる際には、0.10mm以上の分散ビーズを用いる事により十分な粉砕力が得られ顔料を微細に分散できるため好ましい。   In the black resin composition in the present invention, a method of dispersing a pigment directly in a resin solution using a disperser, or a pigment dispersion is prepared by dispersing a pigment in water or an organic solvent using a disperser, Thereafter, it is manufactured by a method of mixing with a resin solution. The method for dispersing the pigment is not particularly limited, and various methods such as a ball mill, a sand grinder, a three-roll mill, and a high speed impact mill can be used, but a bead mill is preferred from the viewpoint of dispersion efficiency and fine dispersion. As the bead mill, a coball mill, a basket mill, a pin mill, a dyno mill, or the like can be used. As the beads of the bead mill, titania beads, zirconia beads, zircon beads and the like are preferably used. The bead diameter used for dispersion is preferably 0.01 mm to 5.0 mm, more preferably 0.03 mm to 1.0 mm. When the primary particle diameter of the pigment and the secondary particles formed by agglomeration of the primary particles are small, it is preferable to use fine dispersed beads of 0.03 mm or more and 0.10 mm or less. In this case, it is preferable to disperse using a bead mill having a centrifugal separator capable of separating fine dispersion beads and dispersion. On the other hand, when dispersing a pigment containing coarse particles of about submicron, it is preferable to use dispersed beads of 0.10 mm or more because sufficient pulverization force can be obtained and the pigment can be finely dispersed.

本発明の黒色樹脂組成物を用いたダイコーティング装置によるカラーフィルターの製造方法の例を説明する。基板としては通常、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどの透明基板などが用いられるが、特にこれらに限定されない。ダイコーティング装置としては、例えば特許第3139358号公報、特許第3139359号公報などに開示されている枚葉塗布装置を挙げることができる。この装置により、本発明の黒色樹脂組成物(塗液)を口金から吐出させ、基板を移動させることにより、基板上に黒色樹脂組成物を塗布することができる。この場合、基板は枚葉で多数枚塗布されるため、長時間運転すると、塗液をスリットから吐出する口金部に顔料の凝集物が生じ、これが塗布欠点となり収率低下を招くことがある。この場合、該装置の吐出口である口金を上記150℃以上の沸点を有するエステル系の溶媒を全溶媒に対して40質量%以上含む溶媒で拭き取る工程を設けることにより、塗布欠点が解消され収率が向上する。上記により、基板上に黒色樹脂組成物を塗布した後、風乾、減圧乾燥、加熱乾燥などにより、溶媒を除去し、黒色樹脂組成物の塗膜を形成する。とくに減圧乾燥工程を設けた後、オーブンあるいはホットプレートで追加の加熱乾燥することにより、対流によって生じる塗布欠点が解消され収率が向上する。減圧乾燥は常温〜100℃、5秒〜10分、減圧度500〜10(Pa)、より好ましくは減圧度150〜50(Pa)の範囲で行うのが好ましい。加熱乾燥はオーブン、ホットプレートなどを使用し、50〜120℃の範囲で10秒〜30分行うのが好ましい。   The example of the manufacturing method of the color filter by the die coating apparatus using the black resin composition of this invention is demonstrated. As the substrate, a transparent substrate such as soda glass, non-alkali glass, or quartz glass is usually used, but is not particularly limited thereto. Examples of the die coating apparatus include a single wafer coating apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3139358 and Japanese Patent No. 3139359. By this apparatus, the black resin composition (coating liquid) of the present invention is discharged from the die and the substrate is moved, whereby the black resin composition can be applied on the substrate. In this case, since a large number of substrates are applied in a single sheet, when the apparatus is operated for a long time, agglomerates of pigments are formed in the base part for discharging the coating liquid from the slits, which may cause a coating defect and reduce the yield. In this case, by providing a step of wiping the base, which is a discharge port of the apparatus, with a solvent containing 40% by mass or more of the ester solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher with respect to the total solvent, the coating defects are eliminated and the base is removed. The rate is improved. After applying a black resin composition on a board | substrate by the above, a solvent is removed by air drying, reduced pressure drying, heat drying, etc., and the coating film of a black resin composition is formed. In particular, after providing a vacuum drying step, additional heating and drying in an oven or a hot plate eliminates coating defects caused by convection and improves the yield. The drying under reduced pressure is preferably performed in the range of room temperature to 100 ° C., 5 seconds to 10 minutes, and a degree of vacuum of 500 to 10 (Pa), more preferably a degree of vacuum of 150 to 50 (Pa). Heat drying is preferably performed using an oven, a hot plate or the like at a temperature of 50 to 120 ° C. for 10 seconds to 30 minutes.

続いて該被膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。ついでアルカリ性現像液で現像を行う。非イオン系界面活性剤などの界面活性剤を0.1〜5%添加したアルカリ性現像液を使用すると、より良好なパターンが得られて好ましい。アルカリ性現像液に用いるアルカリ性物質としては特に限定はしないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の3級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン等の4級アンモニウム塩、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール等のアルコールアミン類、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノナン、モルホリン等の環状アミン類などの有機アルカリ類が挙げられる。   Subsequently, a mask is placed on the coating and irradiated with ultraviolet rays using an exposure apparatus. Next, development is performed with an alkaline developer. It is preferable to use an alkaline developer added with 0.1 to 5% of a surfactant such as a nonionic surfactant because a better pattern can be obtained. Although it does not specifically limit as an alkaline substance used for an alkaline developing solution, For example, inorganic alkalis, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n- Primary amines such as propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, and tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) , Quaternary ammonium salts such as choline, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol and other alcohol amines, pyrrole, piperidine, 1,8-dia Bicyclo [5,4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonane, organic alkalis such as cyclic amines such as morpholine.

アルカリ性物質の濃度は0.01質量%から50質量%である。好ましくは0.02質量%から10質量%、さらに好ましくは0.02から1質量%である。また現像液がアルカリ水溶液の場合、現像液にエタノール、γーブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の水溶性有機溶媒を適宜加えても良い。   The concentration of the alkaline substance is 0.01% by mass to 50% by mass. Preferably it is 0.02 mass% to 10 mass%, More preferably, it is 0.02 to 1 mass%. In the case where the developer is an alkaline aqueous solution, a water-soluble organic solvent such as ethanol, γ-butyrolactone, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone may be appropriately added to the developer.

これら現像液の中では作業環境、廃現像液処理の点から、アルカリ水溶液の水系現像液が好ましい。   Among these developers, an aqueous developer of an alkaline aqueous solution is preferable from the viewpoint of working environment and waste developer treatment.

現像方式は浸漬法、スプレー法、パドル法等を用いるが特に限定しない。現像後、純水などによる洗浄工程を加える。   The development method uses an immersion method, a spray method, a paddle method or the like, but is not particularly limited. After development, a washing process with pure water or the like is added.

得られた黒色樹脂組成物の塗膜パターンは、その後、加熱処理(ポストベーク)することによってパターンニングされる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、150〜300℃、好ましくは180〜250℃の温度のもとで、0.25〜5時間、連続的または段階的に行われる。   The coating film pattern of the obtained black resin composition is then patterned by heat treatment (post-baking). The heat treatment is usually performed in air, in a nitrogen atmosphere, or in a vacuum at 150 to 300 ° C, preferably 180 to 250 ° C, continuously or stepwise for 0.25 to 5 hours. Done.

このように、本発明の黒色樹脂組成物から得られた樹脂ブラックマトリクスの光学濃度(optical density、OD値)としては、波長380〜700nmの可視光域において膜厚1.0μmあたり4.0以上であることが好ましく、より好ましくは4.5以上、更には5.0以上であることが好ましい。なお、OD値は顕微分光器(大塚電子製MCPD2000)を用いて測定を行い、下記の関係式(3)より求めることができる。   Thus, the optical density (optical density, OD value) of the resin black matrix obtained from the black resin composition of the present invention is 4.0 or more per 1.0 μm film thickness in the visible light range of 380 to 700 nm. Preferably, it is 4.5 or more, more preferably 5.0 or more. The OD value can be obtained from the following relational expression (3) by measuring using a microspectroscope (MCPD2000 manufactured by Otsuka Electronics).

OD値 = log10(I /I) (3)
ここで、I;入射光強度、I;透過光強度となる。
OD value = log 10 (I 0 / I) (3)
Here, I 0 is incident light intensity, and I is transmitted light intensity.

本発明においては、前述の樹脂ブラックマトリクスを使用して液晶表示用カラーフィルターを製造することができる。すなわち、本発明は、上記本発明の樹脂ブラックマトリクスを具備することを特徴とするカラーフィルターをも提供する。該カラーフィルターは、透明基板と、該透明基板の一部領域上に形成された樹脂ブラックマトリクスと、前記透明基板上の、前記樹脂ブラックマトリックスが形成されていない領域に形成された画素を少なくとも具備するカラーフィルターであって、前記樹脂ブラックマトリックスが、上記本発明の樹脂ブラックマトリックスであるものである。   In the present invention, a color filter for liquid crystal display can be manufactured using the above-described resin black matrix. That is, the present invention also provides a color filter comprising the resin black matrix of the present invention. The color filter includes at least a transparent substrate, a resin black matrix formed on a partial region of the transparent substrate, and a pixel formed on a region of the transparent substrate where the resin black matrix is not formed. The resin black matrix is the resin black matrix of the present invention.

本発明の樹脂ブラックマトリクスを液晶表示用カラーフィルターに用いる場合、通常の製造工程としては、例えば特公平2−1311号公報に示されているように、まず透明基板上にブラックマトリクス、次いで赤(R)、緑(G)、青(B)の色選択性を有する画素を形成させ、この上に必要に応じてオーバーコート膜形成させるものである。なお、画素の具体的な材質としては、任意の光のみを透過するように膜厚制御された無機膜や、染色、染料分散あるいは顔料分散された着色樹脂膜などがある。また、画素の形成順は必要に応じて任意に変更可能である。さらに、必要に応じて、3原色の着色層を形成後または、3原色の着色層の上にオーバーコート膜を形成後に透明導電膜を形成することができる。透明導電膜としてはITOなどの酸化物薄膜が採用され、通常0.1μm程度のITO膜がスパッタリング法や真空蒸着法などで作成される。   When the resin black matrix of the present invention is used for a color filter for liquid crystal display, as a normal manufacturing process, for example, as shown in Japanese Patent Publication No. 2-1311, a black matrix is first formed on a transparent substrate and then red ( Pixels having color selectivity of R), green (G), and blue (B) are formed, and an overcoat film is formed thereon as necessary. Specific materials of the pixel include an inorganic film whose film thickness is controlled so as to transmit only arbitrary light, and a colored resin film in which dyeing, dye dispersion, or pigment dispersion is performed. Further, the pixel formation order can be arbitrarily changed as necessary. Further, if necessary, a transparent conductive film can be formed after forming the three primary color layers or after forming the overcoat film on the three primary color layers. An oxide thin film such as ITO is employed as the transparent conductive film, and an ITO film of about 0.1 μm is usually formed by sputtering or vacuum deposition.

本発明のカラーフィルターの画素に用いられる顔料には特に制限はないが、耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れた物が望ましい。代表的な顔料の具体的な例をカラーインデックス(CI)ナンバーで示すと、次のようなものが好ましく使用されるが、いずれもこれらに限定されるものではない。   The pigment used for the pixel of the color filter of the present invention is not particularly limited, but a pigment excellent in light resistance, heat resistance and chemical resistance is desirable. When specific examples of typical pigments are indicated by color index (CI) numbers, the following are preferably used, but they are not limited to these.

赤色顔料の例としては、ピグメントレッド(以下PRと略す)9、PR48、PR97、PR122、PR123、PR144、PR149、PR166、PR168、PR177、PR179、PR180、PR190、PR192、PR209、PR215、PR216、PR217、PR220、PR223、PR224、PR226、PR227、PR228、PR240、PR254などが使用される。   Examples of the red pigment include pigment red (hereinafter abbreviated as PR) 9, PR48, PR97, PR122, PR123, PR144, PR149, PR166, PR168, PR177, PR179, PR180, PR190, PR192, PR209, PR215, PR216, PR217. PR220, PR223, PR224, PR226, PR227, PR228, PR240, PR254, etc. are used.

オレンジ色顔料の例としては、ピグメントオレンジ(以下POと略す)13、PO31、PO36、PO38、PO40、PO42、PO43、PO51、PO55、PO59、PO61、PO64、PO65、PO71などが使用される。   Examples of orange pigments include pigment orange (hereinafter abbreviated as PO) 13, PO31, PO36, PO38, PO40, PO42, PO43, PO51, PO55, PO59, PO61, PO64, PO65, and PO71.

黄色顔料の例としては、ピグメントイエロー(以下PYと略す)PY12、PY13、PY14、PY17、PY20、PY24、PY83、PY86、PY93、PY94、PY95、PY109、PY110、PY117、PY125、PY129、PY137、PY138、PY139、PY147、PY148、PY150、PY153、PY154、PY166、PY168、PY173、PY180、PY185などが使用される。
また、紫色顔料の例としては、ピグメントバイオレット(以下PVと略す)19、PV23、PV29、PV30、PV32、PV36、PV37、PV38、PV40、PV50などが使用される。
Examples of yellow pigments include pigment yellow (hereinafter abbreviated as PY) PY12, PY13, PY14, PY17, PY20, PY24, PY83, PY86, PY93, PY94, PY95, PY109, PY110, PY117, PY125, PY129, PY137, PY138. , PY139, PY147, PY148, PY150, PY153, PY154, PY166, PY168, PY173, PY180, PY185, and the like are used.
Examples of purple pigments include pigment violet (hereinafter abbreviated as PV) 19, PV23, PV29, PV30, PV32, PV36, PV37, PV38, PV40, and PV50.

また、青色顔料の例としては、ピグメントブルー(以下PBと略す)15、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PB22、PB60、PB64などが使用される。   Examples of blue pigments include pigment blue (hereinafter abbreviated as PB) 15, PB15: 3, PB15: 4, PB15: 6, PB22, PB60, and PB64.

また、緑色顔料の例としては、ピグメントグリーン(以下PGと略す)7、PG10、PG36、などが使用される。   Examples of green pigments include pigment green (hereinafter abbreviated as PG) 7, PG10, and PG36.

これらの顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理などの表面処理がされていてもかまわず、分散剤として顔料誘導体を添加することもできる。
本発明のカラーフィルターの画素に用いられるマトリクス樹脂には特に制限は無いが、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミドなどを使用することができる。製造プロセスの簡便さや、耐熱性、耐光性などの面から画素としては顔料分散された樹脂膜を用いることが好ましい。パターン形成の容易さの点からは顔料分散された感光性のアクリル樹脂を用いることが好ましい。しかし、耐熱性、耐薬品性の面からは、顔料分散されたポリイミド膜を用いることが好ましい。
These pigments may be subjected to surface treatment such as rosin treatment, acidic group treatment, basic treatment, etc., if necessary, and a pigment derivative may be added as a dispersant.
Although there is no restriction | limiting in particular in the matrix resin used for the pixel of the color filter of this invention, Acrylic resin, polyvinyl alcohol, polyamide, a polyimide, etc. can be used. It is preferable to use a pigment-dispersed resin film as a pixel from the viewpoint of simplicity of the manufacturing process, heat resistance, and light resistance. From the viewpoint of ease of pattern formation, it is preferable to use a photosensitive acrylic resin in which a pigment is dispersed. However, it is preferable to use a pigment-dispersed polyimide film from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance.

本発明の液晶表示装置用基板カラーフィルターでは、画素間にブラックマトリクスが配置される。また、画素の額縁部にもブラックマトリクスが配置される。ブラックマトリクスの配置により、液晶表示装置のコントラストを向上させることができることに加え、光による液晶表示装置の駆動素子の誤作動を防止することができる。   In the substrate color filter for a liquid crystal display device of the present invention, a black matrix is arranged between pixels. A black matrix is also arranged in the frame portion of the pixel. The arrangement of the black matrix can improve the contrast of the liquid crystal display device and can prevent malfunction of the drive element of the liquid crystal display device due to light.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルター上に固定されたスペーサーを形成してもよい。固定されたスペーサーとは、特開平4−318816号公報に示されるように液晶表示装置用基板の特定の場所に固定され、液晶表示装置を作製した際に対向基板と接するものである。これにより対向基板との間に、一定のギャップが保持され、このギャップ間に液晶が注入される。固定されたスペーサーを配することにより、液晶表示装置の製造工程において球状スペーサーを散布する行程や、シール剤内にロッド状のスペーサーを混練りする工程を省略することができる。   A spacer fixed on the color filter for a liquid crystal display device of the present invention may be formed. The fixed spacer is fixed to a specific location of a substrate for a liquid crystal display device as disclosed in JP-A-4-318816, and is in contact with a counter substrate when the liquid crystal display device is manufactured. As a result, a constant gap is maintained between the counter substrate and liquid crystal is injected between the gaps. By arranging the fixed spacer, it is possible to omit the step of dispersing the spherical spacer in the manufacturing process of the liquid crystal display device and the step of kneading the rod-shaped spacer in the sealing agent.

固定されたスペーサーの形成は、フォトリソグラフィーや印刷、電着などの方法でよって行われる。スペーサーを容易に設計通りの位置に形成できるので、フォトリソグラフィーによって形成することが好ましい。また、該スペーサーはR、G、B画素の作製と同時に積層構造で形成してもR、G、B画素作製後に形成しても良い。   The fixed spacer is formed by a method such as photolithography, printing, or electrodeposition. Since the spacer can be easily formed at the designed position, it is preferable to form the spacer by photolithography. The spacer may be formed in a laminated structure at the same time as the R, G, and B pixels are manufactured, or may be formed after the R, G, and B pixels are manufactured.

本発明においては、上述のとおり樹脂ブラックマトリクスを薄膜に形成する事が可能なため、ブラックマトリクス上に乗り上げた色画素高さが低くなり、オーバーコート膜を形成しなくても平坦性の高いカラーフィルターを作製することが可能となる。しかし、より高い平坦性が求められる場合や、色画素に加工された穴や段差を平坦化する場合、また色画素に含有される成分の液晶層への溶出を防ぐ目的としてはオーバーコート膜を形成することが好ましい。オーバーコート膜の材質としては、エポキシ膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜等が挙げられる。オーバーコート膜の形成は樹脂ブラックマトリクス形成後、あるいは画素形成後、あるいは固定されたスペーサー配置後のいずれであっても良い。加熱硬化後の該オーバーコートの厚みは、凹凸のある基板上に塗布された場合、オーバーコート剤のレベリング性により、凹部(周囲より低い部分)では厚く、凸部(周囲より高い部分)では薄くなる傾向がある。本発明においてのオーバーコートの厚みには、特に制限がないが、0.01〜5μm、好ましくは0.03〜4μm、さらに好ましくは0.04〜3μmである。   In the present invention, since the resin black matrix can be formed into a thin film as described above, the color pixel height mounted on the black matrix is reduced, and a color with high flatness can be obtained without forming an overcoat film. A filter can be produced. However, when higher flatness is required, or when flattening holes and steps processed in color pixels, and for the purpose of preventing elution of components contained in color pixels into the liquid crystal layer, an overcoat film is used. It is preferable to form. Examples of the material for the overcoat film include an epoxy film, an acrylic epoxy film, an acrylic film, a siloxane polymer film, a polyimide film, a silicon-containing polyimide film, and a polyimidesiloxane film. The overcoat film may be formed after the resin black matrix is formed, after the pixel is formed, or after the fixed spacer is arranged. The thickness of the overcoat after heat-curing, when applied on an uneven substrate, is thicker at the concave portion (lower portion than the surroundings) and thinner at the convex portion (higher than the surrounding portion) due to the leveling property of the overcoat agent. Tend to be. Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the overcoat in this invention, 0.01-5 micrometers, Preferably it is 0.03-4 micrometers, More preferably, it is 0.04-3 micrometers.

本発明はさらに、上記本発明のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置をも提供する。本発明の液晶表示装置は、上記本発明のカラーフィルターと、該カラーフィルターに対向して配置される電極基板と、該カラーフィルター及び該電極基板上にそれぞれ設けられた液晶配向膜と、これらの液晶配向膜間に空間を確保するスペーサーと、該空間内に充填された液晶とを具備する。   The present invention further provides a liquid crystal display device comprising the color filter of the present invention. The liquid crystal display device of the present invention includes the color filter of the present invention, an electrode substrate disposed to face the color filter, a liquid crystal alignment film provided on the color filter and the electrode substrate, and A spacer for ensuring a space between the liquid crystal alignment films and a liquid crystal filled in the space are provided.

カラーフィルターを用いて作成した上記液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフィルターと電極基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させて貼りあわせる。なお、電極基板上には、薄膜トランジスタ(TFT)素子や薄膜ダイオード(TFD)素子、および走査線、信号線などを設け、TFT液晶表示装置やTFD液晶表示装置を作成することができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。次に、ICドライバー等を実装することにより液晶表示装置が完成する。   An example of the liquid crystal display device prepared using a color filter will be described. The color filter and the electrode substrate are bonded to each other through a liquid crystal alignment film that has been subjected to a rubbing treatment for liquid crystal alignment provided on the substrate and a spacer for maintaining a cell gap. Note that a thin film transistor (TFT) element, a thin film diode (TFD) element, a scanning line, a signal line, or the like can be provided over the electrode substrate, whereby a TFT liquid crystal display device or a TFD liquid crystal display device can be manufactured. Next, after injecting liquid crystal from the injection port provided in the seal portion, the injection port is sealed. Next, a liquid crystal display device is completed by mounting an IC driver or the like.

以下、実施例および比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

<評価方法>
「X線回折」
X線回折は粉末試料をアルミ製標準試料ホルダーに詰め、広角X線回折法(理学電機社製 RU−200R)により測定した。測定条件としては、X線源はCuKα線とし、出力は50kV/200mA、スリット系は1°−1°−0.15mm−0.45mm、測定ステップ(2θ)は0.02°、スキャン速度は2°/分とした。
<Evaluation method>
"X-ray diffraction"
X-ray diffraction was measured by a wide-angle X-ray diffraction method (RU-200R manufactured by Rigaku Corporation) with a powder sample packed in an aluminum standard sample holder. As measurement conditions, the X-ray source is CuKα ray, the output is 50 kV / 200 mA, the slit system is 1 ° -1 ° -0.15 mm-0.45 mm, the measurement step (2θ) is 0.02 °, and the scan speed is It was 2 ° / min.

回折角2θ=46°付近に観察される(200)面に由来するピークの回折角を測定した。更に、この(200)面に由来するピークの半値幅より、前述の式(1)、(2)のシェラーの式を用いて、粒子を構成する結晶子サイズを求めた。   The diffraction angle of the peak derived from the (200) plane observed near the diffraction angle 2θ = 46 ° was measured. Further, from the half width of the peak derived from the (200) plane, the crystallite size constituting the particle was determined using the Scherrer equation of the above-described equations (1) and (2).

「組成分析」
チタン原子の含有量はICP発光分光分析法(セイコーインスツルメンツ社製 ICP発光分光分析装置SPS3000)により測定した。
"Composition analysis"
The content of titanium atoms was measured by ICP emission spectroscopic analysis (ICP emission spectroscopic analyzer SPS3000 manufactured by Seiko Instruments Inc.).

酸素原子及び窒素原子の含有量は(堀場製作所製 酸素・窒素分析装置 EMGA−620W/C)用いて測定し、不活性ガス融解−赤外線吸収法により酸素原子を、不活性ガス融解−熱伝導度法により窒素原子を求めた。   The content of oxygen atoms and nitrogen atoms was measured using (Horiba oxygen / nitrogen analyzer EMGA-620W / C), and the oxygen atoms were converted into inert gas by infrared gas absorption-infrared absorption method. The nitrogen atom was determined by the method.

[OD値]
無アルカリガラス上に膜厚1.0μmの樹脂ブラックマトリクスを形成させ、顕微分光器(大塚電子製MCPD2000)を用いて上述の式(3)より求めた。
[OD value]
A resin black matrix having a film thickness of 1.0 μm was formed on an alkali-free glass and obtained from the above formula (3) using a microspectroscope (MCPD2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

[光透過光率]
無アルカリガラス上に樹脂ブラックマトリクスを形成させ、紫外・可視・近赤外分光光時計(島津分光光度計UV−2500PC)を用いて測定した。(測定条件は、測定波長領域;300〜780nm、サンプリングピッチ;1.0nm、スキャン速度;低速、スリット幅;2.0nm。)
[密着性]
解像度テスト用マスクを用い、未露光部分が溶解する時間の1.7倍の現像を行い、基板上の8ミクロンのレジストパターンが剥離しないものを○、8ミクロンのレジストパターンは剥離するが、10ミクロンのレジストパターンは剥離しないものを△、10ミクロンのレジストパターンが剥離するものを×とした。
[Light transmittance]
A resin black matrix was formed on an alkali-free glass, and measurement was performed using an ultraviolet / visible / near infrared spectrophotometer (Shimadzu spectrophotometer UV-2500PC). (Measurement conditions are measurement wavelength region; 300 to 780 nm, sampling pitch: 1.0 nm, scan speed; low speed, slit width; 2.0 nm.)
[Adhesion]
Using a resolution test mask, development is performed 1.7 times as long as the unexposed portion dissolves, and the 8 micron resist pattern on the substrate does not peel off, while the 8 micron resist pattern peels off. The micron resist pattern was not peeled and Δ was the 10 micron resist pattern peeled.

[感度]
現像しても表面荒れがないパターンを形成するのに必要な最低必要露光量を示す。フォトマスク(HOYA(株)製、ネガマスク、ストライプ設計線幅50μm、100μmギャップ)を介して、塗膜にi線:365nm、h線:405nmおよびg線436nmの各波長を含む紫外線を、200mJ/cmを最大露光量として、随時露光量を下げて露光していき、現像後にパターン表面に荒れが生じない範囲の最低必要露光量を感度とした。
[sensitivity]
The minimum required exposure amount necessary to form a pattern having no surface roughness even when developed is shown. Through a photomask (manufactured by HOYA Co., Ltd., negative mask, stripe design line width 50 μm, 100 μm gap), ultraviolet rays containing wavelengths of i-line: 365 nm, h-line: 405 nm and g-line 436 nm were applied to the coating film at 200 mJ / Exposure was carried out by reducing the exposure amount as needed, with the maximum exposure amount being cm 2, and the minimum required exposure amount in a range where the pattern surface was not roughened after development was defined as sensitivity.

[パターン形状]
オリンパス(株)製BH3−C1410を用いて、パターン形状を観察した。直線性があるものは○、蛇行や形状端部に欠けのみられるものは程度に応じて△、×とした。
[Pattern shape]
The pattern shape was observed using Olympus BH3-C1410. Those with linearity were marked with ◯, and those with meandering or chipping at the end of the shape were marked with Δ or x depending on the degree.

[テーパー形状]
テーパー形状は、電界放出系走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製 S−4800形)により観察した。テーパー角が60°以下のものを○とし、60〜80°を△、になったものを×とした。
[Taper shape]
The taper shape was observed with a field emission scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). A taper angle of 60 ° or less was evaluated as “◯”, and a taper angle of 60-80 ° was evaluated as “Δ”.

アクリルポリマー(P−1)の合成
メタクリル酸/ベンジルメタクリレート/シクロデカニルメタクリレート共重合体(重量組成比40/30/30)を合成後、グリシジルメタクリレート25重量部を付加させ、精製水で再沈、濾過、乾燥することにより、平均分子量(Mw)49000、酸価110(mgKOH/g)の特性を有するアクリルポリマー(P−1)粉末を得た。
Synthesis of acrylic polymer (P-1) After synthesizing a methacrylic acid / benzyl methacrylate / cyclodecanyl methacrylate copolymer (weight composition ratio 40/30/30), 25 parts by weight of glycidyl methacrylate was added and reprecipitated with purified water. By filtration and drying, an acrylic polymer (P-1) powder having properties of an average molecular weight (Mw) of 49000 and an acid value of 110 (mgKOH / g) was obtained.

アクリルポリマー(P−2)の合成
アクリルポリマー(P−1)と同様の方法で、平均分子量(Mw)36500、酸価104(mgKOH/g)の特性を有するアクリルポリマー(P−2)粉末を得た。
Synthesis of acrylic polymer (P-2) An acrylic polymer (P-2) powder having the characteristics of an average molecular weight (Mw) of 36500 and an acid value of 104 (mgKOH / g) in the same manner as the acrylic polymer (P-1) Obtained.

アクリルポリマー(P−3)の合成
アクリルポリマー(P−1)と同様の方法で、平均分子量(Mw)12000、酸価100(mgKOH/g)の特性を有するアクリルポリマー(P−3)粉末を得た。
Synthesis of acrylic polymer (P-3) An acrylic polymer (P-3) powder having the characteristics of an average molecular weight (Mw) of 12000 and an acid value of 100 (mgKOH / g) in the same manner as the acrylic polymer (P-1). Obtained.

アクリルポリマー(P−4)の合成
アクリルポリマー(P−1)と同様の方法で、平均分子量(Mw)7700、酸価110(mgKOH/g)の特性を有するアクリルポリマー(P−4)粉末を得た。
Synthesis of acrylic polymer (P-4) An acrylic polymer (P-4) powder having the characteristics of an average molecular weight (Mw) of 7700 and an acid value of 110 (mgKOH / g) was obtained in the same manner as the acrylic polymer (P-1). Obtained.

アクリルポリマー(P−5)の合成
アクリルポリマー(P−1)と同様の方法で、平均分子量(Mw)3000、酸価102(mgKOH/g)の特性を有するアクリルポリマー(P−5)粉末を得た。
Synthesis of Acrylic Polymer (P-5) An acrylic polymer (P-5) powder having the characteristics of an average molecular weight (Mw) of 3000 and an acid value of 102 (mgKOH / g) is obtained in the same manner as the acrylic polymer (P-1). Obtained.

実施例1
熱プラズマ法により製造したチタン窒化物粒子(試料1、日清エンジニアリング(株)製、TiN UFP Lot13406810)の(200)面に由来するピークの回折角2θは42.61°、このピークの半値幅より求めた結晶子サイズは25.6nmであった。また、TiOに起因するX線回折ピークが25.23°及び27.50°に僅かに見られた。
Example 1
The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of titanium nitride particles (sample 1, manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd., TiN UFP Lot 13406810) manufactured by the thermal plasma method is 42.61 °, the half-value width of this peak The crystallite size obtained was 25.6 nm. Further, X-ray diffraction peaks attributed to TiO 2 were slightly observed at 25.23 ° and 27.50 °.

試料1(200g)、アクリルポリマー(P−3)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45重量%溶液(115g)、高分子分散剤としてビックケミー・ジャパンBYK2001、20重量%溶液(43.3g)およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(659g)をタンクに仕込み、ホモミキサー(特殊機化製)で1時間撹拌し、予備分散液1を得た。その後、0.05mmφジルコニアビーズ(ニッカトー製、YTZボール)を70%充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミル(寿工業製)に予備分散液1を供給し、回転速度8m/sで2時間分散を行い、固形分濃度25重量%、顔料/樹脂(重量比)=80/20の顔料分散液1を得た。   Sample 1 (200 g), propylene glycol monomethyl ether acetate 45 wt% solution (115 g) of acrylic polymer (P-3), Big Chemie Japan BYK 2001 as polymer dispersant, 20 wt% solution (43.3 g) and propylene glycol monomethyl Ether acetate (659 g) was charged into a tank, and stirred for 1 hour with a homomixer (made by Tokushu Kika) to obtain a preliminary dispersion 1. Thereafter, the preliminary dispersion 1 was supplied to an ultra apex mill (manufactured by Kotobuki Industries) equipped with a centrifugal separator filled with 70% 0.05 mmφ zirconia beads (manufactured by Nikkato, YTZ ball), and rotated for 2 hours at a rotational speed of 8 m / s. Dispersion was performed to obtain Pigment Dispersion Liquid 1 having a solid content concentration of 25% by weight and a pigment / resin (weight ratio) = 80/20.

この顔料分散液1(654.6g)に多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)製DPHA)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50重量%溶液(33.9g)、光重合開始剤としてチバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379EG(13.0g)、密着性改良剤として信越化学(株)製KBM503(6.0g)、シリコーン系界面活性剤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10重量%溶液(3.2g)を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(196.2g)に溶解した溶液を添加し、全固形分濃度20重量%、顔料/樹脂(重量比)=70/30の黒色樹脂組成物1を得た。   This pigment dispersion 1 (654.6 g) was mixed with 50% by weight of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution (33.9 g) of dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator. Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” 379EG (13.0 g), Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KBM503 (6.0 g), silicone surfactant, propylene glycol monomethyl A solution obtained by dissolving a 10 wt% ether acetate solution (3.2 g) in propylene glycol monomethyl ether acetate (196.2 g) was added, and the total solid concentration was 20 wt%. Pigment / resin (weight ratio) = 70/30 The black resin composition 1 was obtained.

この黒色樹脂組成物1を無アルカリガラスAN100基板上にミカサ(株)製スピンナー1H−DSで塗布し、100℃で10分間プリベイクして塗膜を作製した。 ユニオン光学(株)製マスクアライナーPEM−6Mを用い、フォトマスクを介して露光(200mJ/cm)し、0.045質量%KOH水溶液を用いて現像し、続いて純水洗浄することにより、パターンニング基板を得た。さらに、230℃で30分間キュアした。このようにして、OD値が5.0となるように厚み1.00μmのブラックマトリクス1を作成した。 This black resin composition 1 was coated on a non-alkali glass AN100 substrate with a spinner 1H-DS manufactured by Mikasa Co., Ltd. and prebaked at 100 ° C. for 10 minutes to prepare a coating film. By using a mask aligner PEM-6M manufactured by Union Optical Co., Ltd., exposure (200 mJ / cm 2 ) through a photomask, development using a 0.045 mass% KOH aqueous solution, and subsequent pure water cleaning, A patterned substrate was obtained. Furthermore, it was cured at 230 ° C. for 30 minutes. Thus, a black matrix 1 having a thickness of 1.00 μm was prepared so that the OD value was 5.0.

実施例2
熱プラズマ法により製造したチタン窒化物粒子(試料2、日清エンジニアリング(株)製、TiN UFP Lot13307215)の(200)面に由来するピークの回折角2θは42.62°、このピークの半値幅より求めた結晶子サイズは29.4nmであった。また、TiOに起因するX線回折ピークは全く見られなかった。
Example 2
The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of titanium nitride particles (sample 2, manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd., TiN UFP Lot 13307215) produced by the thermal plasma method is 42.62 °, the half-value width of this peak The crystallite size obtained was 29.4 nm. Further, no X-ray diffraction peak attributed to TiO 2 was observed.

使用する顔料として試料1の代わりに試料2を用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分散液2および黒色樹脂組成物2を得た。   A pigment dispersion 2 and a black resin composition 2 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the sample 2 was used instead of the sample 1 as the pigment to be used.

また、黒色樹脂組成物2を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス2を作成した。   Further, a black matrix 2 having a thickness of 0.85 μm was prepared using the black resin composition 2 so as to have an OD value of 5.0 in the same manner as in Example 1.

実施例3
熱プラズマ法により製造したチタン窒化物粒子(試料3、日清エンジニアリング(株)製、TiN UFP Lot13307218)の(200)面に由来するピークの回折角2θは42.60°、このピークの半値幅より求めた結晶子サイズは38.3nmであった。また、TiOに起因するX線回折ピークは全く見られなかった。
Example 3
The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of titanium nitride particles (sample 3, Nisshin Engineering Co., Ltd., TiN UFP Lot 13307218) produced by the thermal plasma method is 42.60 °, the half-value width of this peak The crystallite size obtained was 38.3 nm. Further, no X-ray diffraction peak attributed to TiO 2 was observed.

使用する顔料として試料1の代わりに試料3を用いた以外は実施例1と同様にして顔料分散液3および黒色樹脂組成物3を得た。   A pigment dispersion 3 and a black resin composition 3 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the sample 3 was used instead of the sample 1 as a pigment to be used.

また、黒色樹脂組成物3を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み0.90μmのブラックマトリクス3を作成した。   Further, a black matrix 3 having a thickness of 0.90 μm was prepared using the black resin composition 3 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 1.

実施例4
市販の窒化チタン試薬(試料4、和光純薬工業(株)製、窒化チタン50nm)の(200)面に由来するピークの回折角2θは42.57°、このピークの半値幅より求めた結晶子サイズは44.6nmであった。また、TiOに起因するX線回折ピークは全く見られなかった。
Example 4
The peak diffraction angle 2θ derived from the (200) plane of a commercially available titanium nitride reagent (Sample 4, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., titanium nitride 50 nm) is 42.57 °, and the crystal obtained from the half width of this peak The child size was 44.6 nm. Further, no X-ray diffraction peak attributed to TiO 2 was observed.

使用する顔料として試料1の代わりに試料4を用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分散液4および黒色樹脂組成物4を得た。   A pigment dispersion 4 and a black resin composition 4 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the sample 4 was used instead of the sample 1 as the pigment to be used.

また、黒色樹脂組成物4を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み0.95μmのブラックマトリクス4を作成した。   Further, a black matrix 4 having a thickness of 0.95 μm was prepared using the black resin composition 4 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 1.

実施例5
顔料分散液2(560.1g)にアクリルポリマーとして(P−3)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45重量%溶液(27.6g)、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート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50重量%溶液(38.3g)、光重合開始剤としてチバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379EG(10.45g)、密着性改良剤として信越化学(株)製KBM503(4.7g)、シリコーン系界面活性剤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10重量%溶液(2.5g)を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(105.0g)に溶解した溶液を添加し、全固形分濃度20重量%、顔料/樹脂(重量比)=60/40の黒色樹脂組成物5を得た。
Example 5
In pigment dispersion 2 (560.1 g), a propylene glycol monomethyl ether acetate solution (27.6 g) of (P-3) as an acrylic polymer (27.6 g) as an acrylic polymer, and propylene glycol monomethyl ether acetate 50 of dipentaerythritol hexaacrylate as a polyfunctional monomer Weight% solution (38.3 g), Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” 379EG (10.45 g) as a photopolymerization initiator, Shinetsu Chemical Co., Ltd. KBM503 (4 7 g), a 10% by weight solution of propylene glycol monomethyl ether acetate (2.5 g) of a silicone surfactant dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (105.0 g) was added, and the total solid content concentration was 20 wt. %, Charge / resin to obtain a black resin composition 5 (weight ratio) = 60/40.

また、黒色樹脂組成物5を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み1.10μmのブラックマトリクス5を作成した。   Further, a black matrix 5 having a thickness of 1.10 μm was prepared using the black resin composition 5 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 1.

実施例6
光重合開始剤として、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379EGの代わりに、379EGを11.3g、“アデカ(登録商標)オプトマー”N−1919を1.7g混ぜたものを用いた以外は、実施例2と同様にして黒色樹脂組成物6を得た。
Example 6
As a photopolymerization initiator, 11.3 g of 379EG and 1.7 g of “Adeka (registered trademark) Optomer” N-1919 were mixed instead of Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” 379EG. A black resin composition 6 was obtained in the same manner as in Example 2 except that was used.

また、黒色樹脂組成物6を用いて実施例2と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス6を作成した。   Further, a black matrix 6 having a thickness of 0.85 μm was prepared using the black resin composition 6 so that the OD value was 5.0 as in Example 2.

実施例7
光重合開始剤として、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379EGの代わりに、379EGを9.5g、“アデカ(登録商標)オプトマー”N−1919を3.5g混ぜたものを用いた以外は、実施例2と同様にして黒色樹脂組成物7を得た。
Example 7
As a photopolymerization initiator, instead of Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” 379EG, 379 EG mixed with 9.5 g and “Adeka (registered trademark) Optomer” N-1919 mixed with 3.5 g A black resin composition 7 was obtained in the same manner as in Example 2 except that was used.

また、黒色樹脂組成物7を用いて実施例2と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス7を作成した。   Further, a black matrix 7 having a thickness of 0.85 μm was prepared using the black resin composition 7 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 2.

実施例8
光重合開始剤として、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379EGの代わりに、379EGを7.8g、“アデカ(登録商標)オプトマー”N−1919を5.2g混ぜたものを用いた以外は、実施例2と同様にして黒色樹脂組成物8を得た。
Example 8
As a photopolymerization initiator, instead of Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” 379EG, 379 EG was mixed with 7.8 g and “Adeka (registered trademark) Optomer” N-1919 mixed with 5.2 g. A black resin composition 8 was obtained in the same manner as in Example 2 except that was used.

また、黒色樹脂組成物8を用いて実施例2と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス8を作成した。   Further, a black matrix 8 having a thickness of 0.85 μm was prepared using the black resin composition 8 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 2.

実施例9
光重合開始剤として、チバ・スペシャルティ・ケミカル(株)“イルガキュア(登録商標)”379EGの代わりに、“アデカ(登録商標)オプトマー”N−1919を5.2g混ぜたものを用いた以外は、実施例2と同様にして黒色樹脂組成物9を得た。
Example 9
As a photopolymerization initiator, instead of using Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “Irgacure (registered trademark)” 379EG, a mixture of 5.2 g of “Adeka (registered trademark) Optmer” N-1919 was used. A black resin composition 9 was obtained in the same manner as in Example 2.

また、黒色樹脂組成物9を用いて実施例2と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス9を作成した。   In addition, a black matrix 9 having a thickness of 0.85 μm was prepared using the black resin composition 9 so that the OD value was 5.0 as in Example 2.

実施例10
アクリルポリマーとして、(P−3)の代わりに(P−2)を用いた以外は、実施例2と同様にして黒色樹脂組成物10を得た。
Example 10
A black resin composition 10 was obtained in the same manner as in Example 2 except that (P-2) was used instead of (P-3) as the acrylic polymer.

また、黒色樹脂組成物10を用いて実施例2と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス10を作成した。   Moreover, the black matrix 10 of thickness 0.85 micrometer was created so that OD value might be set to 5.0 similarly to Example 2 using the black resin composition 10. FIG.

実施例11
アクリルポリマーとして、(P−3)の代わりに(P−4)を用いた以外は、実施例2と同様にして黒色樹脂組成物11を得た。
Example 11
A black resin composition 11 was obtained in the same manner as in Example 2 except that (P-4) was used instead of (P-3) as the acrylic polymer.

また、黒色樹脂組成物11を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス11を作成した。   Further, a black matrix 11 having a thickness of 0.85 μm was prepared using the black resin composition 11 so that the OD value was 5.0 as in Example 1.

比較例1
熱プラズマ法により製造したチタン化合物粒子(試料5、日清エンジニアリング(株)製、TiN UFP Lot13306B10)の(200)面に由来するピークの回折角2θは42.68°、このピークの半値幅より求めた結晶子サイズは14.3nmであった。また、TiOに起因するX線回折ピークが25.31°及び27.52°に僅かに見られた。
Comparative Example 1
The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of titanium compound particles (sample 5, manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd., TiN UFP Lot 13306B10) produced by the thermal plasma method is 42.68 °, from the half-value width of this peak The obtained crystallite size was 14.3 nm. X-ray diffraction peaks attributed to TiO 2 were slightly seen at 25.31 ° and 27.52 °.

使用する顔料として試料1の代わりに試料5を用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分散液5および黒色樹脂組成物12を得た。   A pigment dispersion 5 and a black resin composition 12 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the sample 5 was used instead of the sample 1 as the pigment to be used.

また、黒色樹脂組成物12を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み1.20μmのブラックマトリクス12を作成した。   Further, a black matrix 12 having a thickness of 1.20 μm was prepared using the black resin composition 12 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 1.

比較例2
市販のチタンブラック顔料“13−MC”(試料6、三菱マテリアル(株)製)の(200)面に由来するピークの回折角2θは42.91°、このピークの半値幅より求めた結晶子サイズは29.6nmであった。また、TiOに起因するX線回折ピークが25.28°及び27.44°に見られた。
Comparative Example 2
The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of the commercially available titanium black pigment “13-MC” (sample 6, manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) is 42.91 °, and the crystallite obtained from the half width of this peak The size was 29.6 nm. In addition, X-ray diffraction peaks attributed to TiO 2 were observed at 25.28 ° and 27.44 °.

使用する顔料として試料1の代わりに試料6を用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分散液6および黒色樹脂組成物13を得た。   A pigment dispersion 6 and a black resin composition 13 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the sample 6 was used instead of the sample 1 as the pigment to be used.

また、黒色樹脂組成物13を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み1.20μmのブラックマトリクス13を作成した。   Further, a black matrix 13 having a thickness of 1.20 μm was prepared using the black resin composition 13 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 1.

評価結果を表1に示す。酸窒化チタンでは、チタン窒化物粒子で顔料/樹脂の重量組成比が同じ場合に比べて、OD値および感度は低くなった。   The evaluation results are shown in Table 1. With titanium oxynitride, the OD value and sensitivity were lower than when titanium nitride particles had the same pigment / resin weight composition ratio.

比較例3
カーボンブラック(“9930CF”大同化成製、160g)に、分散剤として“アジスパー(登録商標)”PB821(味の素ファインテクノ(株)製)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20質量%溶液80.0g、アクリルポリマー(P―3)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40質量%溶液120.0g、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート640.0gを秤量し、0.40mmφジルコニアビーズを80%充填したミル型分散機を用いて2000rpm、回転速度8m/sで2時間分散を行い、固形分濃度22.4重量%、顔料/樹脂(重量比)=71/29の顔料分散液7を得た。
Comparative Example 3
Carbon black (“9930CF” manufactured by Daido Kasei, 160 g), 80.0 g of 20% by weight solution of propylene glycol monomethyl ether acetate of “Ajisper (registered trademark)” PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) as a dispersant, acrylic polymer Using a mill-type disperser in which 120.0 g of a 40 mass% propylene glycol monomethyl ether acetate solution of (P-3) and 640.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were weighed and filled with 80% 0.40 mmφ zirconia beads. Then, dispersion was performed at a rotational speed of 8 m / s for 2 hours to obtain a pigment dispersion 7 having a solid content concentration of 22.4% by weight and a pigment / resin (weight ratio) = 71/29.

この顔料分散液7(639.1g)にビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート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50重量%溶液(40.9g)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート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50重量%溶液(13.6g)、光重合開始剤としてアデカオプトマー”N−1919(23.2g)、密着性改良剤としてKBM503(12.0g)、シリコーン系界面活性剤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10重量%溶液(4.00g)を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(267.2g)に溶解した溶液を添加し、全固形分濃度20重量%、顔料/樹脂(重量比)=60/40の黒色樹脂組成物14を得た。   This pigment dispersion 7 (639.1 g) was mixed with a 50 wt% solution of propylene glycol monomethyl ether acetate in bisphenoxyethanol fluorenediacrylate (40.9 g) and a 50 wt% solution of propylene glycol monomethyl ether acetate in dipentaerythritol hexaacrylate (13. 6 g), Adekaoptomer “N-1919 (23.2 g) as a photopolymerization initiator, KBM503 (12.0 g) as an adhesion improver, 10% by weight solution of propylene glycol monomethyl ether acetate in a silicone surfactant (4 0.0000 g) in propylene glycol monomethyl ether acetate (267.2 g) was added to obtain a black resin composition 14 having a total solid content concentration of 20 wt% and pigment / resin (weight ratio) = 60/40. The

また、黒色樹脂組成物14を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み1.20μmのブラックマトリクス14を作成した。   Further, a black matrix 14 having a thickness of 1.20 μm was prepared using the black resin composition 14 so that the OD value was 5.0 in the same manner as in Example 1.

比較例4
アクリルポリマーとして、(P−3)の代わりに(P−1)を用いた以外は、実施例2と同様にして顔料分散を行ったが、粘度上昇が見られ、安定した分散体は得られなかった。
Comparative Example 4
Except that (P-1) was used instead of (P-3) as the acrylic polymer, pigment dispersion was carried out in the same manner as in Example 2, but an increase in viscosity was observed and a stable dispersion was obtained. There wasn't.

比較例5
アクリルポリマーとして、(P−3)の代わりに(P−5)を用いた以外は、実施例2と同様にして顔料分散を行ったが、分散初期で激しく増粘し、安定した分散体は得られなかった。
Comparative Example 5
Except that (P-5) was used instead of (P-3) as the acrylic polymer, pigment dispersion was carried out in the same manner as in Example 2. It was not obtained.

実施例12
顔料分散液1の代わりに顔料分散液2と顔料分散液6を重量比50/50で混合したものを用いた以外は実施例1と同様にして黒色樹脂組成物15を得た。
Example 12
A black resin composition 15 was obtained in the same manner as in Example 1 except that instead of the pigment dispersion 1, a mixture of the pigment dispersion 2 and the pigment dispersion 6 was used at a weight ratio of 50/50.

また、黒色樹脂組成物15を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み0.90μmのブラックマトリクス15を作成した。   Further, using the black resin composition 15, a black matrix 15 having a thickness of 0.90 μm was prepared so that the OD value was 5.0 as in Example 1.

実施例13
顔料分散液1の代わりに顔料分散液2と顔料分散液6を重量比25/75で混合したものを用いた以外は実施例1と同様にして黒色樹脂組成物16を得た。
Example 13
A black resin composition 16 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pigment dispersion 2 and the pigment dispersion 6 were mixed in a weight ratio of 25/75 instead of the pigment dispersion 1.

また、黒色樹脂組成物16を用いて実施例1と同様にOD値が5.0となるように厚み1.00μmのブラックマトリクス16を作成した。   Further, using the black resin composition 16, a black matrix 16 having a thickness of 1.00 μm was prepared so that the OD value was 5.0 similarly to Example 1.

参考例1
露光時にJ線カットフィルター(旭テクノグラス製UV35)を挿入した以外は、実施例2と同様にして、OD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス17を作成した。
Reference example 1
A black matrix 17 having a thickness of 0.85 μm was prepared in the same manner as in Example 2 except that a J-ray cut filter (Asahi Techno Glass UV35) was inserted during exposure so that the OD value was 5.0.

実施例14
露光時にJ線カットフィルター(旭テクノグラス製UV35)を挿入した以外は、実施例6と同様にして、OD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス18を作成した。
Example 14
Except that a J-ray cut filter (Asahi Techno Glass UV35) was inserted at the time of exposure, a black matrix 18 having a thickness of 0.85 μm was prepared so that the OD value was 5.0.

実施例15
露光時にJ線カットフィルター(旭テクノグラス製UV35)を挿入した以外は、実施例7と同様にして、OD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス19を作成した。
Example 15
Except that a J-ray cut filter (Asahi Techno Glass UV35) was inserted at the time of exposure, a black matrix 19 having a thickness of 0.85 μm was prepared so that the OD value was 5.0.

実施例16
露光時にJ線カットフィルター(旭テクノグラス製UV35)を挿入した以外は、実施例8と同様にして、OD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス20を作成した。
Example 16
A black matrix 20 having a thickness of 0.85 μm was prepared so as to have an OD value of 5.0 in the same manner as in Example 8 except that a J-ray cut filter (UV35 manufactured by Asahi Techno Glass Co., Ltd.) was inserted during exposure.

実施例17
露光時にJ線カットフィルター(旭テクノグラス製UV35)を挿入した以外は、実施例9と同様にして、OD値が5.0となるように厚み0.85μmのブラックマトリクス21を作成した。
Example 17
A black matrix 21 having a thickness of 0.85 μm was prepared in the same manner as in Example 9 except that a J-ray cut filter (UV35 manufactured by Asahi Techno Glass Co., Ltd.) was inserted during the exposure.

評価結果を表1に示す。実施例に示す樹脂組成物は紫外線透過率が高いため、感度および現像後の密着性が良好で有ることが判る。一方、遮光材としてチタン窒化物粒子を使用していても、光学濃度(OD値)が3である場合の光透過率について、550nmの光透過率に対する365nmの光透過率の比率が0.5以下の性質を示すブラックマトリクスでは、紫外領域での光透過率が低くなるため、感度が低く、現像後の密着性が不良であった。   The evaluation results are shown in Table 1. Since the resin composition shown in the Examples has high ultraviolet transmittance, it can be seen that the sensitivity and adhesion after development are good. On the other hand, even when titanium nitride particles are used as the light shielding material, the ratio of the light transmittance at 365 nm to the light transmittance at 550 nm is 0.5 when the optical density (OD value) is 3. In the black matrix having the following properties, the light transmittance in the ultraviolet region is low, so the sensitivity is low and the adhesion after development is poor.

また、実施例のチタン窒化物粒子は紫外光透過率が高いため、N1919などのオキシムエステル系光重合開始剤をある一定量以上使用すると感度が高くなり過ぎ、パターン形状が蛇行したり、テーパーが垂直にきりたつなど加工性が悪化していることが判る。   In addition, since the titanium nitride particles of the examples have a high ultraviolet light transmittance, the sensitivity becomes too high when the oxime ester photopolymerization initiator such as N1919 is used in a certain amount or more, the pattern shape is meandering, or the taper is tapered. It can be seen that workability has deteriorated, such as vertical cutting.

顔料/樹脂の重量組成比が同じ条件のチタン窒化物粒子の系と比べて、カーボンではOD値と感度が共に非常に低くなった。また、チタン窒化物粒子の場合より高感度品のオキシムエステルを使用したにも関わらず感度が不十分であり、密着性、形状とも不良であった。   Compared to the titanium nitride particle system having the same pigment / resin weight composition ratio, both the OD value and sensitivity of carbon were very low. In addition, despite the use of a highly sensitive oxime ester than in the case of titanium nitride particles, the sensitivity was insufficient and the adhesion and shape were poor.

光透過性によるファクター以外にも、比重がカーボンに比べ高いため、同じ重量比でもカーボンより樹脂の被覆率が高くなるなどの理由から、比較的高い顔料濃度でのパターン加工性に優れるものと考えられる。   In addition to the light transmittance factor, the specific gravity is higher than that of carbon, so even with the same weight ratio, the resin coverage is higher than that of carbon. It is done.

Figure 0005577659
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本発明の感光性黒色樹脂組成物は、液晶表示装置用カラーフィルター基板のブラックマトリックスに利用できる。   The photosensitive black resin composition of this invention can be utilized for the black matrix of the color filter substrate for liquid crystal display devices.

Claims (8)

少なくとも遮光材、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、反応性モノマーおよび有機溶剤を含有する感光性黒色樹脂組成物であって、前記遮光材として少なくともチタン窒化物粒子を含有し、前記黒色樹脂組成物を用いて形成された塗膜の光学濃度(OD値)が3である場合の光透過率について、550nmの光透過率に対する365nmの光透過率の比率が0.3以上であり、前記チタン窒化物粒子のCuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上42.8°以下であり、かつ(200)面に由来するピークの半値幅より求めた結晶子サイズが20nm以上50nm以下であることを特徴とする感光性黒色樹脂組成物。 A photosensitive black resin composition containing at least a light shielding material, an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer, and an organic solvent, wherein the black resin composition contains at least titanium nitride particles as the light shielding material. the light transmittance in the case the optical density (OD value) of 3 of the formed coating film by using a state, and are ratios of 365nm light transmittance of 0.3 or more with respect to the light transmittance of 550 nm, the titanium The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane when CuKα rays of the nitride particles are used as an X-ray source is 42.5 ° or more and 42.8 ° or less, and the peak derived from the (200) plane photosensitive black resin composition crystallite size determined from the half bandwidth is characterized der Rukoto than 50nm or less 20 nm. 前記遮光材の全重量に占めるチタン窒化物粒子の割合が10wt%以上であることを特徴とする請求項1に記載の感光性黒色樹脂組成物。 2. The photosensitive black resin composition according to claim 1, wherein a ratio of titanium nitride particles in the total weight of the light shielding material is 10 wt% or more. 前記のチタン窒化物粒子が熱プラズマ法により製造されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載の感光性黒色樹脂組成物。 Photosensitive black resin composition according to claim 1 or 2, wherein the titanium nitride particles are those prepared by thermal plasma method. 前記光重合開始剤として、(a)アルキルフェノン系化合物を少なくとも含有することを特徴とする請求項1〜いずれかに記載の感光性黒色樹脂組成物。 The photosensitive black resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the photopolymerization initiator contains at least (a) an alkylphenone compound. 前記光重合開始剤として、(a)アルキルフェノン系化合物と(b)オキシムエステル系化合物の少なくとも2成分を含み、光重合開始剤量の全重量に占める(b)の含有量が30wt%以下であることを特徴とする請求項に記載の感光性黒色樹脂組成物。 The photopolymerization initiator includes at least two components (a) an alkylphenone compound and (b) an oxime ester compound, and the content of (b) in the total weight of the photopolymerization initiator is 30 wt% or less. The photosensitive black resin composition according to claim 4 , wherein the photosensitive black resin composition is present. 請求項1〜いずれかに記載の黒色樹脂組成物を透明基板上に塗布し、パターン形成して得られた樹脂ブラックマトリックス基板であって、樹脂ブラックマトリックスの光学濃度(OD値)が膜厚1μmあたり4.0以上である樹脂ブラックマトリクス基板。 A resin black matrix substrate obtained by applying the black resin composition according to any one of claims 1 to 5 on a transparent substrate and forming a pattern, wherein the optical density (OD value) of the resin black matrix is a film thickness. Resin black matrix substrate having a value of 4.0 or more per 1 μm. 請求項6に記載の樹脂ブラックマトリクス基板の開口部に赤、緑、青の画素が形成されていることを特徴とするカラーフィルター基板。 7. A color filter substrate, wherein red, green and blue pixels are formed in openings of the resin black matrix substrate according to claim 6 . 請求項に記載のカラーフィルター基板を具備することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device comprising the color filter substrate according to claim 7 .
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