JPH01282504A - Formation of color filter - Google Patents

Formation of color filter

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JPH01282504A
JPH01282504A JP63111552A JP11155288A JPH01282504A JP H01282504 A JPH01282504 A JP H01282504A JP 63111552 A JP63111552 A JP 63111552A JP 11155288 A JP11155288 A JP 11155288A JP H01282504 A JPH01282504 A JP H01282504A
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acrylamide
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pattern
copolymer
patterns
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Shozo Miyazawa
宮澤 祥三
Hisashi Nakane
中根 久
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To execute dyeing to a high density by forming patterns on a substrate by using a photosensitive material prepd. by adding a specific diazonium salt to a specific copolymer soln. having 30,000-300,000 average mol.wt., then by dyeing the patterns with water soluble dyes. CONSTITUTION:The patterns are formed on the substrate by using the photosensitive agent prepd. by adding 10-30wt.% diazonium salt to the soln. of the copolymer which is obtd. by copolymerizing acrylamide at the ratio higher by 4mol or over per 1mol N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide and has 30,000-300,000 average mol.wt. The patterns are thereafter dyed by the water soluble dyes. The dyeing to the high density is executed by the dyes according to this method; in addition, the color filters have heat resistance and the adhesiveness thereof to the substrates consisting of glass, resins such as acryl and silicon wafers is improved. Exfoliation of the patterns is substantially obviated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーデイスプレー、カラーイメージセンサ−
等によシ、カラー画像の転送、解析などの処理を行う場
合に用いられる色分解用カラーフィルターの作成方法に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to color displays, color image sensors, etc.
The present invention relates to a method for creating color filters for color separation, which are used in processing such as transferring and analyzing color images.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、液晶デイスプレー、カラーイメージセンサ−など
に用いられているカラーフィルターの作成方法としては
、染色法、印刷法、電着法、干渉膜法、染料蒸着法など
の方法があるが、これらの中では染色法が最も簡便で確
実な方法として一般的に実用化されている。
Currently, methods for producing color filters used in liquid crystal displays, color image sensors, etc. include dyeing methods, printing methods, electrodeposition methods, interference film methods, and dye vapor deposition methods. Among them, the dyeing method is generally put into practical use as the simplest and most reliable method.

染色法によるカラーフィルターの作成は、まずガラス、
アクリル等の透明樹脂、シリコンウェハなどの基体上に
被着色材である水溶性高分子を水に溶解し、光架橋剤を
添加した感光液を所定の膜厚に塗布し、加熱乾燥して被
膜を形成する。次にこの被膜にマスクを介して紫外線を
照射し、現像してストライプ状あるいはモザイク状の微
細パターンを形成する。そして所定の染料により染色し
着色パターンとする。
To create a color filter using the dyeing method, first, glass,
A water-soluble polymer to be colored is dissolved in water and a photosensitive solution containing a photo-crosslinking agent is applied to a substrate such as a transparent resin such as acrylic or a silicon wafer to a predetermined thickness, and then heated and dried to form a film. form. Next, this film is irradiated with ultraviolet rays through a mask and developed to form a fine pattern in the form of stripes or mosaics. Then, it is dyed with a predetermined dye to form a colored pattern.

次に光硬化性あるいは熱硬化性のアクリル樹脂、ウレタ
ン樹脂、エポキシ樹脂などの硬化性樹脂を着色パターン
上に中間層として設け、同様な方法で2層目、3層目を
形成し、最上層に保護膜を設けてカラーフィルターが作
成される。
Next, a curable resin such as a photocurable or thermosetting acrylic resin, urethane resin, or epoxy resin is provided as an intermediate layer on the colored pattern, and the second and third layers are formed in the same manner, and the top layer is A color filter is created by providing a protective film on the

カラーフィルターの作成に用いられる着色パターンとし
ての被着色材は、水溶性染料で染色可能な水溶性高分子
化合物、例えばゼラチン、カゼインなどが用いられてい
る。これらの弱アルカリ性コロイド溶液に重クロム酸塩
を加えて感光液とし、これにより着色パターンを得てい
る。
The material to be colored as a coloring pattern used to create a color filter is a water-soluble polymer compound that can be dyed with a water-soluble dye, such as gelatin or casein. Dichromate is added to these weakly alkaline colloidal solutions to form a photosensitive solution, thereby obtaining colored patterns.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかるにゼラチン、カゼインなどは天然の蛋白質である
ため、次に述べるようないくつかの問題点がある。
However, since gelatin, casein, etc. are natural proteins, they have several problems as described below.

(1)原料となる生物の種類、季節、場所により、得ら
れる高分子化合物の組成に微妙な違いが生じるため、一
定の染色性、感度、解像度、被膜上したときの平滑性を
得るのが困難である。
(1) Since the composition of the polymer compound obtained varies depending on the type of raw material, season, and location, it is important to obtain a certain level of stainability, sensitivity, resolution, and smoothness when applied to the film. Have difficulty.

(2)蛋白質であるから、細菌、バクテリアなどの微生
物によって分解されやすく、また微生物の分a、する蛋
白質分解酵素あるいは老廃物によって変質しやすい。さ
らにゼラチン、カゼインなどの弱アルカリ性コロイド溶
液は保存中にコロイドの凝集が起りやすく不安定であり
、保存安定性が悪い。
(2) Since it is a protein, it is easily decomposed by microorganisms such as bacteria, and it is also easily deteriorated by the proteolytic enzymes or waste products of microorganisms. Furthermore, weakly alkaline colloid solutions such as gelatin and casein are unstable because colloids tend to aggregate during storage, and storage stability is poor.

(3)ゼラチン、カゼインなどの被膜はガラス、アクリ
ル等のプラスチック基板に対して接着性が悪く剥離しや
すい。
(3) Films such as gelatin and casein have poor adhesion to plastic substrates such as glass and acrylic and are easily peeled off.

(4)天然の蛋白質であるゼラチン、カゼインなどには
、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、
鉄、銅等の金属類が含まれておシ、これらを除去するの
は非常に困難であり、除去しないままカラーフィルター
に使用すると液晶デイスプレーに用いた場合には液晶中
にこれらの金属類が拡散し、誤動作や故障の原因となる
(4) Natural proteins such as gelatin and casein contain sodium, potassium, calcium, magnesium,
It is very difficult to remove metals such as iron and copper, and if used in a color filter without removing them, these metals may be contained in the liquid crystal when used in a liquid crystal display. may spread, causing malfunctions and failures.

(5)耐熱性が悪く、加熱乾燥工程で剥離する場合 、
がある。
(5) If heat resistance is poor and peels off during the heating drying process,
There is.

(6)染料によってはほとんど染色しないものもあシ、
また着色むらを生じゃすぐ、染色性が悪い。
(6) Some dyes hardly dye;
Also, if you leave the dye uneven, the dyeing properties will be poor.

ところで特開昭57−168248号公報には高濃度の
染色性および高解像力を得ることを目的として、アクリ
ルアミドとジアセトンアクリルアミド(例えばN−(1
,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド)
の共重合体に、ジアゾ樹脂を2〜10重量係添加した感
光液が開示されている。しかしながら、この感光液は製
版、印刷、製図分野に用いるために開発されたものであ
るため、少なくとも10μm以下の高解像度および高感
度を必要とされるカラーフィルターの作成には適さない
。また染料の種類によっては高濃度に染色できないとい
う問題がある。
By the way, in JP-A-57-168248, acrylamide and diacetone acrylamide (for example, N-(1
, 1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide)
A photosensitive liquid is disclosed in which a diazo resin is added in an amount of 2 to 10% by weight to a copolymer. However, since this photosensitive liquid was developed for use in the fields of plate making, printing, and drawing, it is not suitable for producing color filters that require high resolution of at least 10 μm or less and high sensitivity. Another problem is that depending on the type of dye, it may not be possible to dye at a high concentration.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らはこのような問題点を解決すべく鋭意研究を
重ねた結果、ゼラチン、カゼインなどの天然の蛋白質の
代わりに、アクリルアミドとN−(1,1−ジメチル−
3−オキソブチル)アクリルアミドを特定のモル比で共
重合せ′しめた特定の平均分子量を有する共重合体に対
して10〜30重@係のジアゾニウム塩または20〜4
0重量%の重クロム酸塩を添加した感光剤を用いて基板
上にパターンを形成したのち、水溶性染料で染色するか
、または必要により無水クロム酸水溶液で処理したのち
染色することにより、前記問題点を解決できるという知
見に基づき本発明を完成した。
As a result of extensive research to solve these problems, the present inventors found that acrylamide and N-(1,1-dimethyl-
A diazonium salt having a molecular weight of 10 to 30 or 20 to 4 to a copolymer having a specific average molecular weight obtained by copolymerizing 3-oxobutyl acrylamide at a specific molar ratio.
After forming a pattern on the substrate using a photosensitive agent containing 0% by weight of dichromate, dyeing it with a water-soluble dye, or if necessary, treating it with an aqueous chromic acid anhydride solution and then dyeing it, The present invention was completed based on the knowledge that the problems could be solved.

すなわち本発明はN−(1,1−ジメチル−3=オキソ
ブチル)アクリルアミド1モルに対して1モルを超える
アクリルアミドを共重合させて得られた平均分子量が3
0.000〜300.000の共重合体溶液に、共重合
体に対して10〜30重量%のジアゾニウム塩又は20
〜40重量%の重クロム酸塩を添加して成る感光剤を用
いて基板上にパターンを形成したのち、必要により無水
クロム酸水溶液で処理したのち、水溶性染料で染色する
ことを特徴とするカラーフィルターの作成方法である。
That is, the present invention is based on copolymerization of more than 1 mol of acrylamide per 1 mol of N-(1,1-dimethyl-3=oxobutyl)acrylamide, with an average molecular weight of 3
0.000 to 300.000 copolymer solution, 10 to 30% by weight of diazonium salt or 20% by weight based on the copolymer
It is characterized by forming a pattern on a substrate using a photosensitive agent containing ~40% by weight of dichromate, then treating it with an aqueous chromic acid anhydride solution if necessary, and then dyeing it with a water-soluble dye. This is a method of creating a color filter.

従来用いられているゼラチン、カゼインなどの代わりに
2種以上の単量体の組み合わせによる共重合体を用いよ
うとすると、さまざまな単量体の組み合わせが考えられ
る。しかしながら本発明のカラーフィルターに用いる場
合は水溶性であることが望ましく、またガラス、アクリ
ルなどの樹脂、シリコンウェハ等の基板に対する良好な
接着性も要求される。
When trying to use a copolymer made of a combination of two or more monomers in place of conventionally used gelatin, casein, etc., various combinations of monomers can be considered. However, when used in the color filter of the present invention, it is desirable to be water-soluble, and also requires good adhesion to resins such as glass and acrylic, and substrates such as silicon wafers.

このような条件に合う単量体の組み合わせとして、最も
好ましいのはアクリルアミドとN−(1,1−ジメチル
−3−オキソブチル)アクリルアミドの組み合わせであ
る。アクリルアミドは水溶性であり、N−(1,1−ジ
メチル−3−オキソブチル)アクリルアミドの重合体は
被膜としたときに、アクリルなどの樹脂基板に対して優
れた接着性を有しているので、これらの共重合体は両方
の性質を有する。またアクリルアミドとN−(1,1−
ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミドの共重合
体は経済性や取扱いやすさの点からも優れている。
The most preferred combination of monomers that meets these conditions is a combination of acrylamide and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide. Acrylamide is water-soluble, and when a polymer of N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is formed into a film, it has excellent adhesion to resin substrates such as acrylic. These copolymers have both properties. Also, acrylamide and N-(1,1-
Copolymers of dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide are also excellent in terms of economy and ease of handling.

アクリルアミドとN−(1,1−ジメチル−3−オキソ
ブチル)アクリルアミドの共重合体はアクリルアミドの
含有量が多い程、水に対する溶解性は良くなるが、アク
リルなどの樹脂基板に対する接着性が低下する。またN
−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルア
ミドの含有量が多い程、アクリルなどの樹脂基板に対す
る接着性が向上し、感光液としたときの解像度が向上す
るが、水溶性は低下する。これらの点からアクリルアミ
ドとN−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アク
リルアミドの配合割合は好1しくはN−(1,1−ジメ
チル−3−オキソブチル)アクリルアミド1モルに対し
てアクリルアミドが4モルを超える範囲であり、さらに
好ましくは10モル以下の範囲である。
The higher the acrylamide content of a copolymer of acrylamide and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide, the better the solubility in water, but the lower the adhesion to resin substrates such as acrylic. Also N
The higher the content of -(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide, the better the adhesion to resin substrates such as acrylic, and the higher the resolution when used as a photosensitive liquid, but the water solubility is lower. From these points of view, the blending ratio of acrylamide and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is preferably 1 mole of N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide to 4 mols of acrylamide. The amount is more than 1 mole, more preferably 10 moles or less.

アクリルアミドが10モルを超える範囲の場合、得られ
たパターンにしわが発生する場合がある。
If the amount of acrylamide exceeds 10 moles, wrinkles may occur in the resulting pattern.

また共重合体の分子量は平均分子量で30,000〜3
00.000の範囲が好ましく、特に好ましくは30.
000〜200.000の範囲である。この範囲より小
さいと被膜としたときの強度が低下し、大きいと感光液
として用いたときの解像度が低下して実用的でない。
In addition, the average molecular weight of the copolymer is 30,000 to 3.
A range of 00.000 is preferred, particularly preferably 30.000.
The range is from 000 to 200.000. If it is smaller than this range, the strength when formed into a film will be reduced, and if it is larger than this range, the resolution will be reduced when used as a photosensitive liquid, making it impractical.

上記共重合体は水溶液としたのち、光架、橋剤を添加し
て感光液とする。光架橋剤としては従来公知のものが使
用できるが、代表的なものとしては重クロム酸アンモニ
ウム、重クロム酸カリウム等の重クロム酸塩、p−ジア
ゾニウムジフェニル硫酸塩あるいは塩化物、ピリジンス
ルホン酸塩、塩化亜鉛複塩およびこれらのホルマリン縮
合物等のジアゾニウム塩があり、重クロム酸、ジアゾニ
ウム塩は得られる被膜・のパターンがほとんど着色しな
いので特に好ましい。まだジアゾニウム塩は重クロム酸
塩に比べて感度が高く解像度が優れているので、より微
細なパターンを得ることができる。重クロム酸塩は安価
であり、保存安定性に優れるという利点がある。
The above-mentioned copolymer is made into an aqueous solution, and then a photosensitive liquid is prepared by adding a photocrosslinking agent and a crosslinking agent. Conventionally known photocrosslinking agents can be used, but typical ones include dichromates such as ammonium dichromate and potassium dichromate, p-diazonium diphenyl sulfate or chloride, and pyridine sulfonate. , zinc chloride double salt, and formalin condensates of these salts, and dichromic acid and diazonium salts are particularly preferred since the resulting coating pattern is hardly colored. However, diazonium salts have higher sensitivity and better resolution than dichromate salts, making it possible to obtain finer patterns. Dichromate has the advantage of being inexpensive and having excellent storage stability.

光架橋剤の添加量は、用いる光架橋剤の種類によって異
なるが、例えば重クロム酸塩を用いる場合は、感光液の
固形分に対し、20〜40重量%の範囲が好ましく、ジ
アゾニウム塩類の場合は、感光液の固形分に対し、10
〜30重量%の範囲が好ましい。
The amount of photocrosslinking agent added varies depending on the type of photocrosslinking agent used, but for example, when using dichromate, it is preferably in the range of 20 to 40% by weight based on the solid content of the photosensitive liquid, and in the case of diazonium salts. is 10% based on the solid content of the photosensitive liquid.
A range of 30% by weight is preferred.

カラーフィルターの作成に用いられる水溶性染料はさま
ざまな種類があり、染料の種類によって同系統の色でも
染色したときのパターンの色の濃さが異なる。また色の
種類によっては染色しにくいものがあり、特にシアン、
グリーンなどの色は染色しにくい。シアン、グリ゛−ン
など染色しにくい色を高濃度に染色する必要がある場合
は、染色工程の前に、基板上に形成された被膜を無水ク
ロム酸の水溶液に浸漬処理すれば高濃度に染色すること
ができる。
There are various types of water-soluble dyes used to create color filters, and depending on the type of dye, the color depth of the pattern differs even when dyed with the same color. Also, some colors are difficult to dye, especially cyan,
Colors such as green are difficult to dye. If it is necessary to dye a color that is difficult to dye, such as cyan or green, at a high concentration, the film formed on the substrate can be immersed in an aqueous solution of chromic anhydride before the dyeing process. Can be dyed.

無水クロム酸水溶液は該水溶液中にパターンが形成され
た基板を浸漬することにより、パターン被膜中にクロム
が浸透し、染料の着色性を良くするという効果がある。
An aqueous solution of chromic acid anhydride has the effect that by immersing a substrate on which a pattern has been formed in the aqueous solution, chromium permeates into the pattern coating and improves the colorability of the dye.

無水クロム酸水溶液は1〜20重量係の範囲の濃度で用
いることが好ましく、浸漬時間は10〜60秒程度で十
分な効果′を得ることができる。
It is preferable to use the aqueous chromic acid anhydride solution at a concentration in the range of 1 to 20 parts by weight, and sufficient effects can be obtained with an immersion time of about 10 to 60 seconds.

一般的な処理方法としては基板上に前記感光液を塗布し
、加熱乾燥したのち、マスクを介して露光、現像、乾燥
し、パターンが形成された被膜を得る。次に無水クロム
酸水溶液中に数十秒間浸漬して無水クロム酸水溶液を被
膜中に浸透させたのち、乾燥して染色する。
A general processing method is to apply the photosensitive liquid onto a substrate, heat and dry it, then expose it to light through a mask, develop it, and dry it to obtain a film in which a pattern is formed. Next, the film is immersed in a chromic anhydride aqueous solution for several tens of seconds to allow the chromic anhydride aqueous solution to penetrate into the film, and then dried and dyed.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明
する。
Next, examples of the present invention will be shown to explain the present invention in more detail.

実施例1 水90009にアクリルアミド677り、N−(1,1
−ジメチル−3−オキノブチル)アクリルアミド32:
M (モル比5:1)を溶解し、ろ過したのち三ロフラ
スコに移し、攪拌しながら加熱し、50℃になったとこ
ろでアゾビス系重合開始剤であるVA−044(和光紬
薬社製)302を水1002に溶解した溶液を添加して
66℃まで昇温してから2時間重合反応を行った。室温
に戻し、さらに水で希釈して樹脂濃度が3.8重量係の
樹脂溶液とした。これをろ過して無色透明な水溶性高分
子化合物溶液を得た。このときの粘度は5QcP(25
℃)、液体クロマトグラフによる分子量測定で平均分子
量150,000であった。
Example 1 Acrylamide 677 in water 90009, N-(1,1
-dimethyl-3-okinobutyl)acrylamide 32:
M (molar ratio 5:1) was dissolved, filtered, transferred to a three-ring flask, heated while stirring, and when the temperature reached 50°C, azobis-based polymerization initiator VA-044 (manufactured by Wako Tsumugi Yakuhin Co., Ltd.) 302 was added. A solution prepared by dissolving 1002 in water was added, the temperature was raised to 66°C, and a polymerization reaction was carried out for 2 hours. The mixture was returned to room temperature and further diluted with water to obtain a resin solution having a resin concentration of 3.8% by weight. This was filtered to obtain a colorless and transparent water-soluble polymer compound solution. The viscosity at this time is 5QcP (25
℃), and the average molecular weight was 150,000 as determined by liquid chromatography.

上記水溶性高分子化合物溶液1001にlO重重量型ク
ロム酸アンモニウム水溶液209を加えて感光液を調製
した。
A photosensitive solution was prepared by adding a 1O heavy weight type ammonium chromate aqueous solution 209 to the above water-soluble polymer compound solution 1001.

これを脱脂洗浄した1、2■厚のガラス板および2m厚
のアクリル板にそれぞれ回転塗布し、1μm厚の乾燥被
膜を得た。次に被膜にマスクを介して波長330nmで
100 mJ〜の強さの紫外線を照射したのち、純水で
10秒間シャワー現像し、乾燥してパターンを形成した
This was spin-coated onto a 1- and 2-inch thick glass plate and a 2-meter thick acrylic plate that had been degreased and cleaned to obtain a 1-μm-thick dry film. Next, the film was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 330 nm and an intensity of 100 mJ through a mask, followed by shower development with pure water for 10 seconds and drying to form a pattern.

染料としてシアン2F、マジェンタ10P1イエロー2
P、レッド14P1グリーンIP。
Cyan 2F, magenta 10P1 yellow 2 as dyes
P, Red 14P1 Green IP.

ブルー5P(いずれも日本化薬社製の商品名)のそれぞ
れ0.5重量%水溶液に酢酸を0.2重量係となるよう
に加えて染色液とした。
Acetic acid was added to a 0.5% by weight aqueous solution of Blue 5P (all trade names manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) to give a staining solution of 0.2% by weight.

この染色液に先にパターンを形成した基板を1分間寝潰
した後、水で洗浄し乾燥した。染色されたパターンを観
察したが、ガラス板、アクリル板ともにパターンの剥れ
はなかった。染色の結果を第1表に示す。第1表から明
らかなように、シアン2P、グリーンIPを除いてはい
ずれも良好な染色性を示した。
The substrate on which a pattern was previously formed in this dyeing solution was left to rest for 1 minute, then washed with water and dried. The dyed patterns were observed, but no peeling of the patterns was observed on either the glass plate or the acrylic plate. The staining results are shown in Table 1. As is clear from Table 1, all except Cyan 2P and Green IP exhibited good dyeing properties.

別に、上記と同様にしてパターンを形成したガラス板と
アクリル板を用意し、10重量係無水クロム酸水溶液に
30秒間浸漬し、水洗、乾燥した後、シアン2P、グリ
ーンIPを用いて同様に染色したところ、良好な染色性
を示した。
Separately, prepare a glass plate and an acrylic plate with patterns formed in the same manner as above, immerse them in a 10% weight chromic acid anhydride aqueous solution for 30 seconds, wash with water, dry, and then stain in the same manner using Cyan 2P and Green IP. As a result, it showed good dyeability.

比較例1 カゼインの3.8重量係水溶液1001に10重重量型
クロム酸アンモニウム水溶液52を加えて感光液とした
。これを用いて実施例1と同様の方法でパターン形成、
染色を行ったところ、アクリル板上に形成したパターン
には浮き上がりが見られた。染色の結果を第1表に示す
Comparative Example 1 A 10 weight type ammonium chromate aqueous solution 52 was added to a 3.8 weight type aqueous solution 1001 of casein to prepare a photosensitive solution. Using this, pattern formation was performed in the same manner as in Example 1.
When dyeing was performed, the pattern formed on the acrylic plate showed some lifting. The staining results are shown in Table 1.

(以  下  余  白  ) 第    1   表 但し、△は染まりにくい、○は普通、◎は良く染まるこ
とを示す。
(Margins below) Table 1. However, △ indicates that it is difficult to dye, ○ indicates that it is normal, and ◎ indicates that it dyes well.

()内は10重量%無水クロム酸水溶液に浸漬したもの
についての結果を示す。
The numbers in parentheses show the results for those immersed in a 10% by weight chromic anhydride aqueous solution.

実施例2〜5 水9000りにアクリルアミド、N−(1,1−ジメチ
ル−3−オキソブチル)アクリルアミドを第2表に示す
配合割合でそれぞれ溶解し、ろ過したのちに三ロフラス
コに移し、攪拌しながら加熱して35℃になったところ
で、2−の酢酸、!=200’−のイノプロピルアルコ
ールを加え、次に過硫酸アンモニウム61を水30?に
溶解した水溶液を加えた。最後に亜硫酸アンモニウム5
2を水302に溶解した水溶液を加えて重合反応を開始
し、62℃で2時間反応したのち、室温に戻し、ろ過し
てイオン交換し、4種の無色透明な水溶性高分子化合物
を得た。
Examples 2 to 5 Acrylamide and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide were dissolved in 9,000 ml of water at the mixing ratios shown in Table 2, and after filtering, the mixture was transferred to a three-lens flask and mixed with stirring. When heated to 35℃, 2-acetic acid,! = 200'- inopropyl alcohol is added, then 61 parts of ammonium persulfate is added to 30 parts of water. An aqueous solution dissolved in was added. Finally, ammonium sulfite 5
A polymerization reaction was started by adding an aqueous solution of 2 dissolved in water 302, and after reacting at 62°C for 2 hours, the mixture was returned to room temperature, filtered, and ion-exchanged to obtain four types of colorless and transparent water-soluble polymer compounds. Ta.

第   2   表 ■はアクリルアミド、■はN−(1,1−ジメチル−3
−ルアミン硫酸塩のホルマリン縮合物を水溶性高分子化
合物に対して10重@チとなるように加えて感光液とし
、実施例1と同じ方法でパターンを形成したところいず
れも良好なパターンが得られた。
Table 2 ■ indicates acrylamide, ■ indicates N-(1,1-dimethyl-3
-Formalin condensate of amine sulfate was added to a water-soluble polymer compound in an amount of 10 parts by weight to make a photosensitive solution, and patterns were formed in the same manner as in Example 1. Good patterns were obtained in all cases. It was done.

次に実施例1と同じ方法で染色した結果を第3表に示す
。さらに、別にパターン形成後に10重量%無水クロム
酸水溶液に30秒間浸漬したものをシアン2Pとグリー
ンIPで染色したところ、さらに良好な結果が得られた
Next, the results of dyeing using the same method as in Example 1 are shown in Table 3. Furthermore, even better results were obtained when the pattern was formed and then immersed in a 10% by weight chromic anhydride aqueous solution for 30 seconds and dyed with Cyan 2P and Green IP.

第   3   表 但し、△は染まりにくい、◎は良く染まることを示す。Table 3 However, △ indicates that it is difficult to dye, and ◎ indicates that it is well dyed.

()内は10重量%無水クロム酸水溶液に浸漬したもの
についての結果を示す。
The numbers in parentheses show the results for those immersed in a 10% by weight chromic anhydride aqueous solution.

実施例6〜9、比較例2 実施例2〜5と同様の方法で重合した水溶性高分子化合
物水溶液をそれぞれp−ジアゾニウムジフェニルアミン
硫酸塩のホルマリン縮合物を水溶性高分子化合物に対し
、5重量幅、10重量%、20重量%、30重量%とな
るようにそれぞれ加えて感光液とし、実施例6〜9とし
た。
Examples 6 to 9, Comparative Example 2 Aqueous solutions of water-soluble polymer compounds polymerized in the same manner as in Examples 2 to 5 were added by adding 5 weight of formalin condensate of p-diazonium diphenylamine sulfate to the water-soluble polymer compound. Examples 6 to 9 were prepared by adding photosensitive liquids in such amounts as 10% by weight, 20% by weight, and 30% by weight.

さらにアクリルアミド2952とN−(1,1−ジメチ
ル−3−オキソブチル)アクリルアミド705F(モル
比1:l)を用いて同様に感光液を調製し、比較例2と
した。
Furthermore, a photosensitive solution was similarly prepared using acrylamide 2952 and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide 705F (molar ratio 1:l), and Comparative Example 2 was prepared.

それぞれの感光液をシリコンウェハー上に回転塗布し、
90℃で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥して膜厚
1μmの被膜を得た。それぞれについてマスクを介して
縮小投影露光装置N5R−1505G4D (日本光学
工業社製NA=0.42)で露光し、現像したのち解像
度を調べた結果を第4表に示す。表よジアクリルアミド
とN−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリ
ルアミドのモル比が4,2 : 1〜20:1の範囲で
あり、p−ジアゾニウムジフェニルアミン硫酸塩のホル
マリン縮合物の添加量が10〜30重量係の範囲では良
好な解像度が得られることが確認された。またパターン
の剥れや浮き上がシは全くなかった。
Spin coat each photosensitive solution onto a silicon wafer,
It was dried by heating on a hot plate at 90° C. for 90 seconds to obtain a film with a thickness of 1 μm. Each was exposed through a mask using a reduction projection exposure device N5R-1505G4D (manufactured by Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd., NA=0.42), developed, and then examined for resolution. Table 4 shows the results. The molar ratio of diacrylamide and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is in the range of 4,2:1 to 20:1, and the amount of formalin condensation of p-diazonium diphenylamine sulfate added is It was confirmed that good resolution could be obtained in the range of 10 to 30 weight ratio. Furthermore, there was no peeling or lifting of the pattern.

第   4   表 但しく)内はパターン形成できる最少の露光時間であシ
、露光時間が短いほど感度が高いことを表わす。
In Table 4, the values in () are the minimum exposure times that can form a pattern, and the shorter the exposure time, the higher the sensitivity.

実施例10〜13、比較例3 実施例2〜5と同様の方法で重合した水溶性高分子化合
物水溶液をそれぞれ重クロム酸アンモニウムを水溶性高
分子化合物に対して10重量%、20重量%、30重量
%、40重量%となるように、それぞれ加えて感光液と
し、それぞれ実施例10〜13とした。
Examples 10 to 13, Comparative Example 3 A water-soluble polymer compound aqueous solution polymerized in the same manner as Examples 2 to 5 was prepared by adding ammonium dichromate to the water-soluble polymer compound in an amount of 10% by weight, 20% by weight, respectively. They were added in amounts of 30% by weight and 40% by weight, respectively, to form a photosensitive solution, which was used as Examples 10 to 13, respectively.

さらに比較例2と同じ配合割合の水溶性高分子化合物を
用いて同様にして感光液を調製し比較例3とした。
Furthermore, a photosensitive liquid was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 using a water-soluble polymer compound in the same proportion as Comparative Example 3.

それぞれの感光液をシリコンウェハー上に回転塗布し、
70ビで20分間オーブンで加熱乾燥して膜厚1μmの
被膜を得た。それぞれについてマスクを介して露光、現
像したが、パターンの剥れや浮き上がりはなかった。そ
れぞれについて解像度を調べた結果を第5表に示す。表
よυモル比1 : 4,2〜1:20の範囲であり、重
クロム酸アンモニウムの添加量が20〜40重量%の範
囲では良好な解像度を示すことが確認された。
Spin coat each photosensitive solution onto a silicon wafer,
It was dried by heating in an oven at 70 mm for 20 minutes to obtain a film with a thickness of 1 μm. Each was exposed to light through a mask and developed, but there was no peeling or lifting of the pattern. Table 5 shows the results of examining the resolution for each. As shown in the table, the molar ratio was in the range of 1:4.2 to 1:20, and it was confirmed that good resolution was exhibited when the amount of ammonium dichromate added was in the range of 20 to 40% by weight.

(以  下  余  白  ) 第   5   表 但し、()内はパターン形成できる最小の露光時間であ
り、露光時間が短いほど感度が高いことを表す。
(Margin below) Table 5 However, the value in parentheses is the minimum exposure time that can form a pattern, and the shorter the exposure time, the higher the sensitivity.

実施例14〜23 水900fにアクリルアミド、N−(1,1−ジメチル
−3−オキソブチル)アクリルアミドを第6表に示す配
合割合でそれぞれ溶解し、ろ過したのちに三ロフラスコ
に移し、攪拌しながら加熱し、35℃になったところで
2−の酢酸と200−のインプロパツールを加え、次に
過硫酸アンモニウムおよび亜硫酸アンモニウムをそれぞ
れ5〜202の範囲で適宜調節した水溶液を加えて、実
施例2〜5と同様にしてモル比および平均分子量の異な
る水溶性高分子化合物を得た。
Examples 14-23 Acrylamide and N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide were dissolved in 900 f of water at the mixing ratios shown in Table 6, filtered, transferred to a three-ring flask, and heated with stirring. Then, when the temperature reached 35°C, 2-acetic acid and 200-propanol were added, and then an aqueous solution of ammonium persulfate and ammonium sulfite each adjusted in the range of 5 to 202 was added to prepare Examples 2 to 5. In the same manner as above, water-soluble polymer compounds having different molar ratios and average molecular weights were obtained.

第   6   表 ■はアクリルアミド、■はN−(1,1−ジメチル−3
−オキソブチル)アクリルアミドを示す。
Table 6 ■ indicates acrylamide, ■ indicates N-(1,1-dimethyl-3
-oxobutyl)acrylamide.

これらの溶液にそれぞれp−ジアゾニウムジフェニルア
ミンピリジンスルホン酸塩のホルマリン縮合物を、水溶
性高分子化合物に対して、それぞれ10.20.30重
量%となるように加えて感光液とし、実施例6〜9と同
じ方法でシリコンウェハー上にパターンを形成したとこ
ろ、いずれも良好なパターンが得られた。得られたパタ
ーンの解像度を調べた結果を第7表に示す。表より水溶
性高分子化合物の分子量が30 、000〜300 、
000の範囲では8μm以下の良好な解像度が得られる
ことが確認された。
A formalin condensate of p-diazonium diphenylamine pyridine sulfonate was added to each of these solutions in an amount of 10.20.30% by weight, based on the water-soluble polymer compound, to prepare a photosensitive solution. When patterns were formed on silicon wafers using the same method as in Example 9, good patterns were obtained in all cases. Table 7 shows the results of examining the resolution of the obtained patterns. From the table, the molecular weight of the water-soluble polymer compound is 30,000 to 300,
It was confirmed that good resolution of 8 μm or less could be obtained in the range of 000.

第    7   表 第  7  表   つづき 〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、染料によって高濃度に染色がで
きる上、耐熱性があり、ガラス、アクリルなどの樹脂、
シリコンウェハーなどの基板に対する接着性が良好であ
るので、パターンの剥れなどがなく、また天然の蛋白質
であるゼラチン、カゼインなどを用いないので保存安定
性があり、金属イオンによる悪影響のないカラーフィル
ターを作成することができる。
Table 7 Table 7 Continued [Effects of the Invention] According to the method of the present invention, it is possible to dye with a dye at a high concentration, and it is heat resistant and can be used for resins such as glass and acrylic.
This color filter has good adhesion to substrates such as silicon wafers, so there is no pattern peeling, and since it does not use natural proteins such as gelatin or casein, it is storage stable and has no adverse effects from metal ions. can be created.

特許出願人  東京応化工業株式会社Patent applicant: Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)ア
クリルアミド1モルに対して4モルを超えるアクリルア
ミドを共重合させて得られた平均分子量が30,000
〜300,000の共重合体溶液に、共重合体に対して
10〜30重量%のジアゾニウム塩を添加して成る感光
剤を用いて基板上にパターンを形成したのち、水溶性染
料で染色することを特徴とするカラーフィルターの作成
方法。
(1) The average molecular weight obtained by copolymerizing more than 4 mol of acrylamide per 1 mol of N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is 30,000.
A pattern is formed on the substrate using a photosensitive agent made by adding 10 to 30% by weight of diazonium salt to the copolymer solution to ~300,000 ml of copolymer, and then dyed with a water-soluble dye. A method for creating a color filter characterized by the following.
(2)N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)ア
クリルアミド1モルに対して4モルを超えるアクリルア
ミドを共重合させて得られた平均分子量が30,000
〜300,000の共重合体溶液に、共重合体に対して
20〜40重量%の重クロム酸塩を添加して成る感光剤
を用いて基板上にパターンを形成したのち、水溶性染料
で染色することを特徴とするカラーフィルターの作成方
法。
(2) The average molecular weight obtained by copolymerizing more than 4 mol of acrylamide per 1 mol of N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is 30,000.
After forming a pattern on a substrate using a photosensitizer made by adding 20 to 40% by weight of dichromate based on the copolymer to a copolymer solution of ~300,000, a pattern is formed on a substrate using a water-soluble dye. A method of creating a color filter characterized by dyeing.
(3)N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)ア
クリルアミド1モルに対して4モルを超えるアクリルア
ミドを共重合させて得られた平均分子量が30,000
〜300,000の共重合体溶液に、共重合体に対して
10〜30重量%のジアゾニウム塩を添加して成る感光
剤を用いて基板上にパターンを形成し、無水クロム酸水
溶液に浸漬したのち、水溶性染料で染色することを特徴
とするカラーフィルターの作成方法。
(3) The average molecular weight obtained by copolymerizing more than 4 mol of acrylamide per 1 mol of N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is 30,000.
A pattern was formed on the substrate using a photosensitizer made by adding 10 to 30% by weight of diazonium salt to the copolymer to a copolymer solution of ~300,000, and immersed it in an aqueous chromic acid anhydride solution. A method for creating color filters that is then dyed with a water-soluble dye.
(4)N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)ア
クリルアミド1モルに対して4モルを超えるアクリルア
ミドを共重合させて得られた平均分子量が30,000
〜300,000の共重合体溶液に、共重合体に対して
20〜40重量%の重クロム酸塩を添加して成る感光剤
を用いて基板上にパターンを形成し、無水クロム酸水溶
液に浸漬したのち、水溶性染料で染色することを特徴と
するカラーフィルターの作成方法。
(4) The average molecular weight obtained by copolymerizing more than 4 mol of acrylamide per 1 mol of N-(1,1-dimethyl-3-oxobutyl)acrylamide is 30,000.
A pattern was formed on the substrate using a photosensitizer made by adding dichromate in an amount of 20 to 40% by weight based on the copolymer to a copolymer solution of ~300,000 chromic acid anhydride. A method for creating a color filter characterized by immersing it and then dyeing it with a water-soluble dye.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57168248A (en) * 1981-04-09 1982-10-16 Kimoto & Co Ltd Formation of image with nonsilver photoresist composition
JPS62283339A (en) * 1986-05-31 1987-12-09 Nippon Kayaku Co Ltd Method for dyeing film mounted on surface of base material
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