JPH06148888A - Positive photosensitive material for formation of color filter - Google Patents

Positive photosensitive material for formation of color filter

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JPH06148888A
JPH06148888A JP29320092A JP29320092A JPH06148888A JP H06148888 A JPH06148888 A JP H06148888A JP 29320092 A JP29320092 A JP 29320092A JP 29320092 A JP29320092 A JP 29320092A JP H06148888 A JPH06148888 A JP H06148888A
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JP
Japan
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photosensitive material
color filter
group
carbon atoms
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP29320092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Tsutsumi
義高 堤
Teruhisa Kamimura
輝久 上村
Masazumi Hasegawa
正積 長谷川
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a color filter pattern of high resolution and to shorter processes and to obtain a thin film by using a positive photosensitive material consisting of thermosetting agent, dye, and photosensitive agent consisting of alkali soluble resin and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonate. CONSTITUTION:This positive photosensitive material to form a color filter consists of polymer, photosensitive agent, thermosetting agent, dye, and solvent. The polymer used is an alkali-soluble resin. The photosensitive agent is 1,2- naphthoquinonediazide sulfonate. The thermosetting agent is such a compd. that can give heat resistance and solvent resistance to the photosensitive material by heat treatment after patterning. The alkali-soluble resin is not limited as far as it is soluble with a solvent and can form a film. It is preferable that the alkali-soluble resin is a vinylphenol polymer or novolac resin which is polymer condensate of phenols and aldehydes with addition of hydrogen and/or partly modified hydroxyl groups so that the resin maintains its transparency when heated again.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、液晶表
示素子等のカラー化に用いられる色分解カラーフィルタ
ーを形成する際に使用可能なポジ型感光材料に関するも
のであり、さらに詳しくは、高解像度を実現し、工程の
簡略化とともに安定に均一なカラーフィルターパターン
を形成できるカラーフィルター形成用ポジ型感光材料に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photosensitive material which can be used for forming a color separation color filter used for colorization of a solid-state image pickup device, a liquid crystal display device and the like. The present invention relates to a positive-type photosensitive material for forming a color filter, which realizes high resolution and can form a stable and uniform color filter pattern while simplifying the process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体撮像素子のカラー化のための
色分解カラーフィルターとしては、ゼラチンやカゼイン
等の天然蛋白に重クロム酸塩を混合することによって感
光性を付与した感光膜に露光、現像を行い、パターンを
形成した後に、各色の染色液中で染色することにより作
成している。図1(a)〜(e)にその1例を示す。す
なわち、Siウエハに撮像素子が形成された凹凸のある
シリコン基板上に、平坦化層を作成する(a)。その上
に感光性カゼイン膜を塗布し、1色目を染色する所望の
箇所のみをフォトマスクを通して紫外光を露光する
(b)。現像を行い、1層目のパターンを作成し、次い
で所定の染色液に浸漬して染色を行い、1色目の色パタ
ーンを形成する(c)。その後、中間膜を塗布し、染色
防止層を作成する(d)。その後、(b)〜(d)の工
程を数回繰返し、色分離カラーフィルターを作成してい
る(e)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a color separation color filter for colorizing a solid-state image pickup device, exposure is applied to a photosensitive film provided with photosensitivity by mixing a dichromate with a natural protein such as gelatin or casein. It is created by developing and forming a pattern, and then dyeing in a dyeing solution of each color. One example thereof is shown in FIGS. That is, a flattening layer is formed on a silicon substrate having an unevenness in which an image sensor is formed on a Si wafer (a). A photosensitive casein film is applied thereon, and only a desired portion where the first color is to be dyed is exposed to ultraviolet light through a photomask (b). Development is carried out to create a pattern for the first layer, and then it is immersed in a prescribed dyeing solution for dyeing to form a color pattern for the first color (c). After that, an intermediate film is applied to form a dyeing prevention layer (d). After that, the steps (b) to (d) are repeated several times to produce a color separation color filter (e).

【0003】このように、従来法では、工程数が多く複
雑であるばかりでなく、フィルター層の厚みも数層積層
するために厚膜にならざるをえない状況であった。
As described above, in the conventional method, not only the number of steps is large and complicated, but also the thickness of the filter layer is several layers so that the film has to be a thick film.

【0004】そのため、最近、天然蛋白の代替としての
合成高分子系のカラーフィルター材が種々検討されてい
る。合成高分子系は、天然品における問題点であるロッ
ト間ばらつき、経時安定性及び感光成分としての毒性の
強いクロムの使用を回避できるという特色を有してお
り、徐々に天然品から置き換わろうとしている。
Therefore, recently, various synthetic polymer type color filter materials have been studied as an alternative to natural proteins. Synthetic polymer systems have the characteristics of lot-to-lot variation, stability over time, and avoidance of the use of highly toxic chromium as a photosensitive component, which are problems in natural products, and gradually replace natural products. I am trying.

【0005】しかし、現状の合成高分子系は天然品と同
様に、露光、現像によるパターニング後、染色するとい
う工程を行う必要があり工程はなお複雑である。さら
に、天然蛋白及び合成高分子系ともに、染色時の制御が
微妙で、一定の色調に合わせるために、染色液濃度、温
度、時間、pH等の条件を極めて精度よく管理する必要
がある。
However, as in the case of natural products, current synthetic polymer systems require a step of dyeing after patterning by exposure and development, and the steps are still complicated. Furthermore, both natural protein and synthetic polymer systems are delicately controlled at the time of dyeing, and it is necessary to control conditions such as dyeing solution concentration, temperature, time and pH with extremely high accuracy in order to achieve a constant color tone.

【0006】このような背景を基に、1)特開平4−1
28703号においては、樹脂に感光剤と色素を溶解し
た色材が提案されており、上記の問題点の解決を図ろう
としており、また、2)特開平3−230101号にお
いては、カラーフィルターパターンが積層しない単層で
形成でき、かつパターン自身が集光能力を具備したマイ
クロレンズ形状が提案されており、薄膜化への対応が可
能になりつつある。
Based on such a background, 1) Japanese Patent Laid-Open No. 4-1
In 28703, a color material in which a photosensitizer and a dye are dissolved in a resin is proposed, and an attempt is made to solve the above problems. Further, in 2) JP-A-3-230101, a color filter pattern is proposed. A microlens shape has been proposed which can be formed by a single layer that is not laminated, and the pattern itself has a light-collecting ability, and it is becoming possible to cope with thinning.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、1)で
は、材料管理の容易化及びパターン精度の向上が実現で
きているが、形成パターンが硬化されていないために防
染膜としての中間層が必要となり、最近の薄膜化への要
求がはたせない状況である。また、2)では、パターン
形成においては天然蛋白を使用しているために、染色工
程を必要としていること及び単層で形成するための手法
が天然蛋白のレンズパターンをフォトレジスト等で保護
し染色部のみを穴あけして染色するという工程が複雑に
ならざるをえない状況である。
However, in 1), although the material management and the pattern accuracy can be improved, the intermediate layer as the dye-proof film is required because the formed pattern is not cured. Therefore, the recent demand for thin film cannot be met. Further, in 2), since a natural protein is used in the pattern formation, a dyeing step is required, and a method for forming a single layer is that the lens pattern of the natural protein is protected by a photoresist or the like and dyed. The process of perforating only the parts and dyeing is inevitably complicated.

【0008】一方、液晶表示素子の場合、染色方式によ
るカラーフィルター形成は固体撮像素子の場合とまった
く同様の課題をかかえている。また、近年、主流になり
つつある顔料分散型カラーフィルター材は、染色工程が
省略できるという特色とともに耐熱性に優れた材料構成
になっているが、ネガタイプの感光材料であるため、充
分な解像度が得られない状況であった。
On the other hand, in the case of a liquid crystal display device, forming a color filter by the dyeing method has the same problems as in the case of a solid-state image pickup device. Further, in recent years, the pigment-dispersed color filter material, which is becoming mainstream, has a material configuration excellent in heat resistance together with a feature that a dyeing step can be omitted, but since it is a negative type photosensitive material, it has a sufficient resolution. It was a situation that I could not get it.

【0009】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、固体撮像素子、液晶表示
素子等において、高解像度を実現し、積層の必要がなく
薄膜化が達成でき、工程の簡略化とともに安定に均一な
カラーフィルターパターンを形成できるポジ型感光材料
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize high resolution in a solid-state image pickup device, a liquid crystal display device, etc., and to achieve thinning without the need for lamination. Another object of the present invention is to provide a positive-type photosensitive material that can be formed and can form a stable and uniform color filter pattern while simplifying the process.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、以上の課
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリマー、
感光剤、熱硬化剤、色素及び溶媒からなるポジ型感光材
料において最適な組合わせ組成を見出し、本発明を完成
するに至ったものである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that polymers,
The present invention has been completed by finding an optimum combination composition in a positive-type photosensitive material composed of a photosensitizer, a thermosetting agent, a dye and a solvent.

【0011】すなわち、本発明は、ポリマー、感光剤、
熱硬化剤、色素及び溶媒からなるカラーフィルター形成
用ポジ型感光材料において、該ポリマーとしてアルカリ
可溶性樹脂、該感光剤として1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホン酸エステル、該熱硬化剤としてパターニン
グ後加熱処理により耐熱性及び耐溶剤性を付与できる熱
硬化剤を用いることを特徴とするカラーフィルター形成
用ポジ型感光材料である。
That is, the present invention relates to a polymer, a photosensitizer,
In a positive photosensitive material for forming a color filter, which comprises a thermosetting agent, a dye and a solvent, an alkali-soluble resin as the polymer, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester as the photosensitizing agent, and heat treatment after patterning as the thermosetting agent A positive-type photosensitive material for forming a color filter, which comprises a thermosetting agent capable of imparting heat resistance and solvent resistance.

【0012】以下、本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0013】本発明におけるアルカリ可溶性樹脂とは、
溶媒に可溶であり、皮膜形成可能であれば特に限定する
ものではない。これは、感光材料としてのバインダー及
びアルカリ現像液溶解性の付与のためである。
The alkali-soluble resin in the present invention means
There is no particular limitation as long as it is soluble in a solvent and can form a film. This is because the binder as a light-sensitive material and the solubility in an alkali developing solution are imparted.

【0014】特に、本発明のアルカリ可溶性樹脂は、再
加熱時においても透明性を維持するために、下記一般式
(1)又は一般式(2)で示されるマレイン酸及び/又
は(メタ)アクリル酸等のカルボン酸成分を有する構造
単位からなる樹脂であることが好ましい。
In particular, the alkali-soluble resin of the present invention has a maleic acid and / or (meth) acryl represented by the following general formula (1) or (2) in order to maintain transparency even when reheated. It is preferable that the resin is composed of a structural unit having a carboxylic acid component such as an acid.

【0015】[0015]

【化4】 [Chemical 4]

【0016】[式中、R1は水素又はメチル基を示し、
AはOA1又はNA23(A1,A2,A3はそれぞれ水
素、炭素数1から6までのアルキル基、炭素数6から1
2までのアリル基又は炭素数7から12までのアラルキ
ル基を示す。)を示し、k,l,nはそれぞれ0又は1
以上の整数を示し、mは1以上の整数を示す。]
[Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group,
A is OA 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 , and A 3 are hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 6 to 1 carbon atoms, respectively)
An allyl group having up to 2 or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms is shown. ), And k, l, and n are 0 or 1 respectively.
The above integers are shown, and m is an integer of 1 or more. ]

【0017】[0017]

【化5】 [Chemical 5]

【0018】[式中、R1は水素又はメチル基を示し、
2,R3はそれぞれ水素、メチル基、塩素又は臭素を示
し、AはOA1又はNA23(A1,A2,A3はそれぞれ
水素、炭素数1から6までのアルキル基、炭素数6から
12までのアリル基又は炭素数7から12までのアラル
キル基を示す。)を示し、x,yはそれぞれ0又は1以
上の整数を示し、zは1以上の整数を示す。]なお、上
式におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ
ブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル
基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基等があげられ、
アリル基としては、フェニル基、トリル基、キシリル
基、エチルフェニル基、ナフチル基等があげられ、ベン
ゼン環は塩素、臭素等のハロゲン、ニトロ基、シアノ基
等で置換されていてもよい。また、アラルキル基として
はベンジル基、フェネチル基等があげられ、ベンゼン環
は塩素、臭素等のハロゲン、ニトロ基、シアノ基等で置
換されていてもよい。
[In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group,
R 2 and R 3 each represent hydrogen, a methyl group, chlorine or bromine, A is OA 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 and A 3 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Represents an allyl group having 6 to 12 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, x and y each represent an integer of 0 or 1 or more, and z represents an integer of 1 or more. ] In addition, as the alkyl group in the above formula, a methyl group, an ethyl group,
n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-amyl group, isoamyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group and the like,
Examples of the allyl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, an ethylphenyl group and a naphthyl group, and the benzene ring may be substituted with a halogen such as chlorine and bromine, a nitro group, a cyano group and the like. Examples of the aralkyl group include benzyl group and phenethyl group, and the benzene ring may be substituted with halogen such as chlorine and bromine, nitro group and cyano group.

【0019】また、アルカリ可溶性樹脂は、再加熱時に
おいても透明性を維持するためにビニルフェノール系重
合体又はフェノール類とアルデヒド類との重縮合物であ
るノボラック樹脂の水素添加物及び/又は水酸基の一部
を変性した樹脂であることが好ましい。
Further, the alkali-soluble resin is a hydrogenated product and / or a hydroxyl group of a novolak resin which is a vinylphenol polymer or a polycondensation product of a phenol and an aldehyde in order to maintain transparency even when reheated. It is preferable that the resin is a partially modified resin.

【0020】ビニルフェノール重合体又はノボラック樹
脂に水素添加する方法は特に限定するものではないが、
例えば、特開平1−103604号、特開平2−425
4号、特開平2−29751号、特開平2−29752
号等の方法で合成できる。ビニルフェノール重合体又は
ノボラック樹脂の水酸基の変性に関しては、アルキル
化、アシル化、スルホニル化、グリシジル化等の反応に
より合成できる。例えば、アルキル化は樹脂とハロゲン
化アルキルとを塩基性触媒下にて反応することにより合
成でき、同様にグリシジル化もエピクロルヒドリン等と
の反応により合成できる。アシル化、スルホニル化は樹
脂とカルボン酸、スルホン酸、カルボニルハライド又は
スルホニルハライドとを酸触媒又は塩基性触媒下にて反
応することにより合成できる。また、ビニルフェノール
重合体は他のラジカル共重合可能な2重結合を有する単
量体との共重合も可能であり、例えば、アクリル酸メチ
ルメタクリル酸メチル、メタクリル酸ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸グリシジル等の (メタ)アクリル酸
エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド等の酸ア
ミド類、スチレン、アクリロニトリル等を例示できる。
The method of hydrogenating the vinylphenol polymer or novolac resin is not particularly limited,
For example, JP-A-1-103604 and JP-A-2-425
4, JP-A-2-29751, and JP-A-2-29752.
No. etc. can be used for synthesis. The modification of the hydroxyl group of the vinylphenol polymer or novolac resin can be synthesized by a reaction such as alkylation, acylation, sulfonylation, glycidylation. For example, alkylation can be synthesized by reacting a resin with an alkyl halide under a basic catalyst, and similarly, glycidylation can be synthesized by reacting with epichlorohydrin or the like. Acylation and sulfonylation can be synthesized by reacting a resin with a carboxylic acid, a sulfonic acid, a carbonyl halide or a sulfonyl halide under an acid catalyst or a basic catalyst. The vinylphenol polymer can also be copolymerized with another radically copolymerizable monomer having a double bond. For example, methyl acrylate, methyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, etc. Examples thereof include (meth) acrylic acid ester, acid amides such as acrylamide and methacrylamide, and styrene and acrylonitrile.

【0021】本発明における熱硬化剤は、加熱処理によ
り耐熱性及び耐溶剤性を付与できるものであり、例え
ば、メラミン化合物、フェノール系化合物、アゾ系化合
物、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物等があ
げられる。
The thermosetting agent in the present invention can impart heat resistance and solvent resistance by heat treatment, and examples thereof include a melamine compound, a phenol compound, an azo compound, an isocyanate compound and an epoxy compound. To be

【0022】なお、上述のような特性を示す熱硬化剤と
しては下記一般式(3)に示される構造単位からなるメ
ラミン系硬化剤及び/又はエポキシ系硬化剤が好まし
い。
As the thermosetting agent having the above-mentioned characteristics, a melamine type curing agent and / or an epoxy type curing agent having a structural unit represented by the following general formula (3) is preferable.

【0023】[0023]

【化6】 [Chemical 6]

【0024】[式中、Wは−NY56{Y5,Y6はそれ
ぞれ水素又は−CH2OZ(Zは水素又は炭素数1ない
し6のアルキル基を示す。)を示す。}又はフェニル基
を示し、Y1ないしY4はそれぞれ水素又は−CH2OZ
(Zは水素又は炭素数1ないし6のアルキル基を示
す。)を示す。]上式におけるZのアルキル基として
は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n
−アミル基、イソアミル基、n−ヘキシル基、シクロヘ
キシル基等があげられる。
[In the formula, W represents --NY 5 Y 6 {Y 5 , Y 6 are each hydrogen or --CH 2 OZ (Z represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). } Or a phenyl group, and Y 1 to Y 4 are each hydrogen or —CH 2 OZ.
(Z represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). ] As the alkyl group of Z in the above formula, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, n
Examples thereof include an amyl group, an isoamyl group, an n-hexyl group and a cyclohexyl group.

【0025】これらの熱硬化剤の具体例として、例え
ば、メラミン系硬化剤としては、ヘキサメチロールメラ
ミン及びアルキル化ヘキサメチロールメラミン、部分メ
チロール化メラミン及びそのアルキル化体、テトラメチ
ロールベンゾグアナミン及びアルキル化テトラメチロー
ルベンゾグアナミン、部分メチロール化ベンゾグアナミ
ン及びそのアルキル化体等をあげることができる。ま
た、エポキシ系硬化剤としては、分子中に平均して1個
以上のエポキシ基をもつ化合物であり、例えば、n−ブ
チルグリシジルエーテル、2−エトキシヘキシルグリシ
ジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグ
リシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、
ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセ
ロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリ
シジルエーテル等のグリシジルエーテル、アジピン酸ジ
グリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステ
ル等のグリシジルエステル、3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル(3,4−エポキシシクロヘキサン)カル
ボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘ
キシルメチル(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘ
キサン)カルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−
6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシク
ロペンタジエンオキサイド、ビス(2,3−エポキシシ
クロペンチル)エーテル等の脂環式エポキシ等があげら
れる。
Specific examples of these thermosetting agents include, for example, melamine-based curing agents such as hexamethylolmelamine and alkylated hexamethylolmelamine, partially methylolated melamine and its alkylated products, tetramethylolbenzoguanamine and alkylated tetramethylol. Examples thereof include benzoguanamine, partially methylolated benzoguanamine and alkylated products thereof. The epoxy-based curing agent is a compound having an average of one or more epoxy groups in the molecule, and examples thereof include n-butyl glycidyl ether, 2-ethoxyhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, Ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether,
Glycidyl ethers such as neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, o-phthalic acid diglycidyl ester, etc., 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4 -Epoxycyclohexane) carboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl (3,4-epoxy-6-methylcyclohexane) carboxylate, bis (3,4-epoxy-)
Examples thereof include alicyclic epoxies such as 6-methylcyclohexylmethyl) adipate, dicyclopentadiene oxide, and bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether.

【0026】また、熱硬化剤として、メラミン系熱硬化
剤及びエポキシ系熱硬化剤を用いる場合は、以上に掲げ
たメラミン及びエポキシ熱硬化剤を適宜組み合わせて用
いればよい。
When a melamine-based thermosetting agent and an epoxy-based thermosetting agent are used as the thermosetting agent, the melamine and epoxy thermosetting agents listed above may be used in appropriate combination.

【0027】本発明における感光剤は1,2−ナフトキ
ノンジアジドスルホン酸エステルであり、これはアルカ
リ現像液に対して、未露光部では溶解阻止、露光部では
溶解促進効果を付与するためである。そのエステル成分
としては、特性を維持できる範囲内であれば特に限定す
るものではないが、例えば、2,4−ジヒドロキシベン
ゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,3,4,4´−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,2´,3,4,4´−ペンタヒドロキシベンゾ
フェノン、フェノール、1,3,5−トリヒドロキシベ
ンゼン、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸フ
ェニル等があげられる。
The sensitizer used in the present invention is 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester, which is for imparting a dissolution-inhibiting effect to the alkali developer in the unexposed area and a dissolution-accelerating effect in the exposed area. The ester component is not particularly limited as long as the properties can be maintained, but, for example, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4 '. -Tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 3,4,4'-pentahydroxybenzophenone, phenol, 1,3,5-trihydroxybenzene, methyl gallate, ethyl gallate, phenyl gallate and the like.

【0028】本発明におけるポジ型感光材料に、さら
に、比較的低温でかつ短時間で硬化を終了させるため
に、硬化助剤を添加することが好ましい。ここに、硬化
助剤としては、保存安定性が良好で充分な熱硬化性を有
すれば特に限定するものではなく、例えば、潜在性熱酸
発生剤、潜在性光酸発生剤、多価カルボン酸無水物、多
価カルボン酸、アミン化合物、ポリアミン化合物等が使
用できる。特に、保存安定性が良好で、硬化特性に優れ
ており、取扱いやすいため、潜在性熱酸発生剤、多価カ
ルボン酸無水物、多価カルボン酸が好ましい。具体的に
は、熱酸発生剤としては、有機ハロゲン化合物、オニウ
ム塩があげられ、各々、有機ハロゲン化合物ではトリハ
ロメチル基含有トリアジン化合物やオキサジアゾール化
合物等があげられ、オニウム塩ではアリルジアゾニウム
塩、(ジ)アリルヨードニウム塩、(ジ、トリ)アリル
スルホニウム塩等が使用できる。また、カルボン酸無水
物は、芳香族としては無水フタル酸、無水トリメリット
酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸等があげられ、脂肪族としては無水コハク酸、
無水マレイン酸等が、脂環族としては無水メチルナジッ
ク酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フ
タル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテト
ラヒドロ無水フタル酸等があげられる。カルボン酸は上
記酸無水物の開環体が例示できる。
Further, it is preferable to add a curing aid to the positive photosensitive material of the present invention in order to complete the curing at a relatively low temperature in a short time. Here, the curing aid is not particularly limited as long as it has good storage stability and sufficient thermosetting property, and examples thereof include a latent thermal acid generator, a latent photoacid generator and a polycarboxylic acid. An acid anhydride, a polycarboxylic acid, an amine compound, a polyamine compound, etc. can be used. In particular, a latent thermal acid generator, a polycarboxylic acid anhydride, and a polycarboxylic acid are preferable because they have good storage stability, excellent curing characteristics, and are easy to handle. Specific examples of the thermal acid generator include organic halogen compounds and onium salts. Examples of the organic halogen compounds include trihalomethyl group-containing triazine compounds and oxadiazole compounds, and onium salts include allyldiazonium salts. , (Di) allyl iodonium salt, (di, tri) allyl sulfonium salt and the like can be used. Further, carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, etc. as aromatic, succinic anhydride as aliphatic,
Examples of maleic anhydride and the like include alicyclic groups such as methyl nadic acid anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, and methyltetrahydrophthalic anhydride. Examples of the carboxylic acid include ring-opened products of the above acid anhydrides.

【0029】本発明における色素としては、感光材料中
で均一に溶解又は分散可能で、パターニング時における
露光波長の光に対して透過し、かつパターニング後の各
色の分光特性を満足できる色素であれば特に限定するも
のではなく、例えば、染料、顔料等があげられる。
The dye in the present invention may be any dye that can be uniformly dissolved or dispersed in the light-sensitive material, is transparent to the light of the exposure wavelength at the time of patterning, and satisfies the spectral characteristics of each color after patterning. It is not particularly limited, and examples thereof include dyes and pigments.

【0030】本発明のポジ型感光材料は上記したように
ポリマー、感光剤、熱硬化剤、色素及び溶媒から構成さ
れるものであり、その組み合わせに特徴がある。すなわ
ち、ポリマーは、マレイン酸及び/又は(メタ)アクリ
ル酸等のカルボン酸成分を有する構造単位からなる樹
脂、ビニルフェノール系重合体又はフェノール類とアル
デヒド類との重縮合物であるノボラック樹脂の水素添加
物及び/又は水酸基の一部を変性した樹脂を用いること
によって、アルカリ可溶性で、可視光域での透明性が良
好でかつ耐熱性、耐光性に優れて透明性の低下がないた
めに色素が本来示す色調を忠実に写し出せることが可能
となる。感光剤は1,2−ナフトキノンジアジドスルホ
ン酸エステルを用い、上記のアルカリ可溶性樹脂と混合
することによって、アルカリ現像液に膨潤しない高解像
度のレジストが実現できる。また、熱硬化剤はパターン
の形状を維持するため、すなわち、耐熱性、耐溶剤性を
付与するために必要である。
The positive-working light-sensitive material of the present invention is composed of a polymer, a photosensitizer, a thermosetting agent, a dye and a solvent as described above, and is characterized by the combination thereof. That is, the polymer is a resin composed of a structural unit having a carboxylic acid component such as maleic acid and / or (meth) acrylic acid, a hydrogen of a novolac resin which is a vinylphenol polymer or a polycondensation product of phenols and aldehydes. By using an additive and / or a resin in which a part of the hydroxyl group is modified, it is alkali-soluble, has good transparency in the visible light region, is excellent in heat resistance and light resistance, and does not deteriorate in transparency. It is possible to faithfully reproduce the color tone originally shown by. By using 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester as a photosensitizer and mixing it with the above alkali-soluble resin, a high-resolution resist that does not swell in an alkali developing solution can be realized. Further, the thermosetting agent is necessary for maintaining the shape of the pattern, that is, for imparting heat resistance and solvent resistance.

【0031】本発明のポジ型感光材料においては、ポリ
マーと感光剤、ポリマーと熱硬化剤との組成比は、特性
を維持できる範囲内で種々変化させることが可能である
が、例えば、熱硬化剤は固形分に対して5〜30重量
%、感光剤は固形分に対して10〜30重量%が良好で
ある。また、色素は溶解又は分散が均一にでき、色調を
整える範囲内で混合できる。この混合割合内では、密着
性、透明性、硬化による耐熱性、耐溶剤性及びレジスト
機能が良好な安定した系を維持できる。
In the positive-working photosensitive material of the present invention, the composition ratio of the polymer to the photosensitizer and the composition ratio of the polymer to the thermosetting agent can be variously changed within a range in which the characteristics can be maintained. The agent is preferably 5 to 30% by weight based on the solid content, and the photosensitizer is 10 to 30% by weight based on the solid content. Further, the dye can be dissolved or dispersed uniformly and can be mixed within the range of adjusting the color tone. Within this mixing ratio, a stable system having good adhesion, transparency, heat resistance due to curing, solvent resistance, and resist function can be maintained.

【0032】本発明のポジ型感光材料は、特に限定する
ものではないが、通常、ポリマー、感光剤、熱硬化剤及
び色素を全固形分が10〜50重量%になるように適当
な溶媒に溶解して得られる。溶媒としては、例えば、エ
チレングリコールモノアルキルエーテル及びそのアセテ
ート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル及
びそのアセテート類、ジエチレングリコールモノ又はジ
アルキルエーテル類、プロピオン酸アルキル及びそのア
ルコキシ類、メチルエチルケトン,メチルイソブチルケ
トン,シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル,酢
酸ブチル等の酢酸エステル類、トルエン,キシレン等の
芳香族炭化水素類、乳酸エチル、ジアセトンアルコー
ル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N
−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等があげられ
る。これらの溶媒は単独又は2種以上混合して用いても
よい。また、必要に応じて、ノニオン系、フッ素系、シ
リコン系等の界面活性剤を添加してもよい。さらに、特
性を維持できる範囲内で他の相溶性のある添加剤を添加
してもよい。
The positive-working light-sensitive material of the present invention is not particularly limited, but usually, the polymer, the photosensitizer, the thermosetting agent and the dye are put in an appropriate solvent so that the total solid content is 10 to 50% by weight. Obtained by dissolving. Examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ether and its acetates, propylene glycol monoalkyl ether and its acetates, diethylene glycol mono- or dialkyl ethers, alkyl propionate and its alkoxys, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc. Ketones, acetic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ethyl lactate, diacetone alcohol, dimethylacetamide, dimethylformamide, N
Examples include -methylpyrrolidone and γ-butyrolactone. You may use these solvent individually or in mixture of 2 or more types. In addition, a nonionic, fluorine-based, or silicon-based surfactant may be added, if necessary. Further, other compatible additives may be added within the range in which the characteristics can be maintained.

【0033】本発明のポジ型感光材料は、紫外線、遠紫
外線、電子線、X線等によるレジストパターン形成のた
めに用いることができ、感度、解像度に優れている。特
に、パターン形成時に色パターンが作成できるために、
工程の簡略化とともに安定化を図ることができる。さら
に、パターン形成後に加熱処理を行うことによって、耐
熱性、耐溶剤性に優れる信頼性の高いパターンが得られ
るとともに、積層の必要がないために薄膜化を達成でき
る。
The positive photosensitive material of the present invention can be used for forming a resist pattern by ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays and the like, and has excellent sensitivity and resolution. In particular, because a color pattern can be created during pattern formation,
The process can be simplified and the process can be stabilized. Furthermore, by performing heat treatment after forming the pattern, a highly reliable pattern having excellent heat resistance and solvent resistance can be obtained, and thinning can be achieved because no lamination is required.

【0034】本発明のポジ型感光材料を用いて放射線照
射によるレジストパターンを形成する際の使用法は特に
限定するものではなく、慣用の方法に従って行うことが
できる。例えば、図2(a)〜(f)に本発明の1例を
示す。ポジ型感光材料は、上記に述べたように、アルカ
リ可溶性樹脂、感光剤、熱硬化剤及び色素を溶剤に均一
に混合し、濾過(例えば、0.1〜1.0μm孔径のフ
ィルターにて)によって不溶分を除去することにより調
製される。そのポジ型感光材料を、撮像素子上に形成さ
れた平坦化層上に塗布する(a)。その後、縮小投影露
光装置、プロキシミティーアライナー、ミラープロジェ
クション、電子線露光装置等にて露光を行い(b)、現
像、リンスすることによってレジストパターンを形成す
る(c)。現像液としては、水酸化ナトリウム,水酸化
カリウム,炭酸ナトリウム,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、エチ
ルアミン,n−プロピルアミン等の第1アミン、ジエチ
ルアミン,ジ−n−ブチルアミン等の第2アミン、トリ
エチルアミン,メチルジエチルアミン等の第3アミン、
ジメチルエタノールアミン,トリエタノールアミン等の
アルコールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン
等の水溶液を使用することができる。さらに、上記アル
カリ水溶液中にアルコール類、界面活性剤を適量添加し
て使用することもできる。塗布、ベーク、露光、現像、
リンス等その他の手法は集積回路等を製造するためのレ
ジストパターン形成における常法に従うことができる。
The method of using the positive photosensitive material of the present invention to form a resist pattern by irradiation with radiation is not particularly limited, and a conventional method can be used. For example, FIGS. 2A to 2F show an example of the present invention. As described above, the positive-type photosensitive material is prepared by uniformly mixing an alkali-soluble resin, a photosensitizer, a thermosetting agent and a dye in a solvent and filtering the mixture (for example, with a filter having a pore size of 0.1 to 1.0 μm). It is prepared by removing the insoluble matter. The positive type photosensitive material is applied onto the flattening layer formed on the image sensor (a). After that, exposure is performed by a reduction projection exposure device, a proximity aligner, a mirror projection, an electron beam exposure device or the like (b), and a resist pattern is formed by developing and rinsing (c). Examples of the developer include inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and ammonia water, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, and di-n-butylamine. Secondary amines such as triethylamine, tertiary amines such as methyldiethylamine,
Aqueous solutions of alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and choline can be used. Furthermore, alcohols and surfactants may be added in appropriate amounts to the above alkaline aqueous solution before use. Coating, baking, exposure, development,
Other techniques such as rinsing can follow conventional methods in resist pattern formation for manufacturing integrated circuits and the like.

【0035】以上のようにしてレジストパターンを形成
可能である。次に、形成したレジストパターンをまず、
UV光にて全面露光を行い、1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホン酸エステル成分の吸収を消滅させた後、ホ
ットプレート上あるいはコンベクションオーブン中にて
100〜200℃、好ましくは120〜170℃の所定
温度、1〜30分程度の所定時間加熱処理することによ
って、熱硬化が可能である(d)。その後、(a)〜
(d)の工程を数回繰返し、色分離カラーフィルターを
積層することなしに作成できる(e)。なお、その際、
組成物の流動性と熱硬化とのバランスを考慮すると、
(f)のように、マイクロレンズ材としての機能も具備
できるようになる。
The resist pattern can be formed as described above. Next, the formed resist pattern is first
After exposing the entire surface with UV light to eliminate the absorption of the 1,2-naphthoquinonediazide sulfonate component, a predetermined temperature of 100 to 200 ° C, preferably 120 to 170 ° C on a hot plate or in a convection oven. By heat treatment for a predetermined time of about 1 to 30 minutes, thermosetting is possible (d). After that, (a) ~
By repeating the step (d) several times, it can be prepared without laminating the color separation color filter (e). At that time,
Considering the balance between fluidity and heat curing of the composition,
As shown in (f), the function as a microlens material can be provided.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0037】実施例1 スチレン/無水マレイン酸共重合部分エステル体(共重
合比1/1、重量平均分子量5000(GPC測定値、
ポリスチレン換算)、アトケムインコーポレーテッド
製、SMA(商標)−17352)を25g、2,3,
4−トリヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキ
ノンジアジドスルホン酸エステル(トリエステル体)
6.5g、ヘキサメトキシメチロールメラミン(三井サ
イアナミッド製、サイメル(商標)−303)3.0
g、イエロー系染料(日本化薬製、カヤセット(商標)
イエローK−CL)2.8g及びジエチレングリコール
ジメチルエーテル112gを混合溶解した後、0.2μ
mフィルターにて濾過を行い、レジスト溶液を調製し
た。
Example 1 Styrene / maleic anhydride copolymerized partial ester (copolymerization ratio 1/1, weight average molecular weight 5000 (GPC measured value,
Polystyrene conversion), 25 g of SMA (trademark) -17352) manufactured by Atochem Inc., 2, 3,
1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of 4-trihydroxybenzophenone (triester form)
6.5 g, hexamethoxymethylol melamine (manufactured by Mitsui Cyanamid, Cymel (trademark) -303) 3.0
g, yellow dye (Kayaset (trademark) manufactured by Nippon Kayaku)
After mixing and dissolving 2.8 g of yellow K-CL) and 112 g of diethylene glycol dimethyl ether, 0.2 μ
m resist was filtered to prepare a resist solution.

【0038】次に、シリコン基板上にレジスト溶液を回
転塗布により、1.2μm厚のレジスト膜を作成し、9
0℃、90秒間ホットプレート上にてプリベークした。
その後、g線縮小投影露光装置(DSW−6300A、
GCA)にて露光し、1,2%テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液で現像した。パターニングは40
0mJ/cm2で1μmL/Sを解像することができ
た。
Next, a resist solution having a thickness of 1.2 μm was formed by spin coating a resist solution on a silicon substrate.
Prebaking was performed on a hot plate at 0 ° C. for 90 seconds.
After that, a g-line reduction projection exposure apparatus (DSW-6300A,
GCA) and exposed to a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. Patterning is 40
It was possible to resolve 1 μmL / S at 0 mJ / cm 2 .

【0039】次に、得られた5μmL/SパターンをU
V光(PLA−501、キャノン)にて全面露光(LI
=30)を行った後、140℃、30分間オーブン中で
加熱した。その後、200℃で再加熱を施してもパター
ンの変形及び吸光特性に変化は認められなかった。ま
た、耐溶剤性は水、イソプロピルアルコール、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテルに浸漬しても表面荒れは
認められなかった。
Next, the obtained 5 μmL / S pattern is used as U
Whole surface exposure with V light (PLA-501, Canon) (LI
= 30), and then heated in an oven at 140 ° C for 30 minutes. After that, even if reheated at 200 ° C., no deformation of the pattern and no change in the light absorption property were observed. As for solvent resistance, no surface roughness was observed even when immersed in water, isopropyl alcohol, or diethylene glycol dimethyl ether.

【0040】実施例2 混合する染料を、イエロー系染料からシアン系染料(日
本化薬製、カヤセット(商標)ブルーK−FL)又はマ
ジェンタ系染料(日本化薬製、カヤセット(商標)レッ
ドK−BL)に変更した以外は実施例1と同様にしてレ
ジスト溶液を調製した。
Example 2 The dyes to be mixed were changed from yellow dyes to cyan dyes (Nippon Kayaku, Kayaset (trademark) Blue K-FL) or magenta dyes (Nippon Kayaku, Kayaset (trademark) Red K-). A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was changed to BL).

【0041】このレジスト溶液を用いて、実施例1と同
様にしてパターニングを行った。その結果、シアン系で
は350mJ/cm2で、マジェンタ系では500mJ
/cm2でそれぞれ1μmL/Sを解像できた。
Using this resist solution, patterning was performed in the same manner as in Example 1. As a result, it was 350 mJ / cm 2 for cyan system and 500 mJ for magenta system.
/ Cm 2 was able to resolve 1 μmL / S, respectively.

【0042】パターンの硬化特性は実施例1と同様に、
200℃再加熱後のパターンの変形、吸光特性変化及び
溶剤浸漬後の表面荒れは認められなかった。
The curing characteristics of the pattern are the same as in Example 1,
Deformation of the pattern after reheating at 200 ° C., change in absorption characteristics, and surface roughness after immersion in a solvent were not observed.

【0043】実施例3 p−ビニルフェノール重合体の水素添加物(重量平均分
子量8000(GPC測定値、ポリスチレン換算)、丸
善石油製、マルカリンカー(商標)PHC−82)を2
5g、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンの
1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル(ト
リエステル体)6.5g、ソルビトールテトラグリシジ
ルエーテル(ナガセ化成工業製、デナコール(商標)E
X−611)3.0g、無水トリメリット酸1.0g、
イエロー系染料(日本化薬製、カヤセット(商標)イエ
ローK−CL)2.8g及びジエチレングリコールジメ
チルエーテル112gを混合溶解した後、0.2μmフ
ィルターにて濾過を行い、レジスト溶液を調製した。
Example 3 A hydrogenated product of a p-vinylphenol polymer (weight average molecular weight 8000 (GPC measured value, converted to polystyrene), Marukain Petroleum, Marca Linker (trademark) PHC-82) was used as 2 parts.
5 g, 6.5 g of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of 2,3,4-trihydroxybenzophenone (triester form), sorbitol tetraglycidyl ether (Nagase Kasei Kogyo Denacol (trademark) E)
X-611) 3.0 g, trimellitic anhydride 1.0 g,
2.8 g of a yellow dye (Nippon Kayaku, Kayaset (trademark) Yellow K-CL) and 112 g of diethylene glycol dimethyl ether were mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a resist solution.

【0044】このレジスト溶液を用いて、実施例1と同
様にしてパターニングを行った。その結果、500mJ
/cm2で1μmL/Sを解像できた。
Using this resist solution, patterning was performed in the same manner as in Example 1. As a result, 500mJ
1 μmL / S could be resolved at / cm 2 .

【0045】パターン形成後の全面露光、加熱処理(1
70℃/5分、ホットプレート)を施した試料の硬化特
性は実施例1と同様に、200℃再加熱後のパターンの
変形、吸光特性変化及び溶剤浸漬後の表面荒れは認めら
れなかった。
Whole surface exposure after pattern formation, heat treatment (1
With respect to the curing characteristics of the sample subjected to 70 ° C./5 minutes, hot plate), as in Example 1, no deformation of the pattern after reheating at 200 ° C., no change in absorption characteristics, and no surface roughness after immersion in solvent were observed.

【0046】実施例4 メタクリル酸メチル/メタクリル酸共重合体(共重合比
85/15、重量平均分子量10000(GPC測定
値、ポリスチレン換算))を25g、2,3,4−トリ
ヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホン酸エステル(トリエステル体)6.5g、
ヘキサブトキシメチロールメラミン(三井サイアナミッ
ド製、マイコート(商標)−506)5.0g、イエロ
ー系染料(日本化薬製、カヤセット(商標)イエローK
−CL)3.0g及びジエチレングリコールジメチルエ
ーテル112gを混合溶解した後、0.2μmフィルタ
ーにて濾過を行い、レジスト溶液を調製した。
Example 4 25 g of a methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (copolymerization ratio 85/15, weight average molecular weight 10000 (GPC measured value, converted to polystyrene)), 1 of 2,3,4-trihydroxybenzophenone , 2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester (triester form) 6.5 g,
Hexabutoxymethylol melamine (Mitsui Cyanamid, Mycoat (trademark) -506) 5.0 g, yellow dye (Nippon Kayaku, Kayaset (trademark) Yellow K)
-CL) 3.0 g and diethylene glycol dimethyl ether 112 g were mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a resist solution.

【0047】このレジスト溶液を用いて、実施例1と同
様にしてパターニングを行った。その結果、300mJ
/cm2で1μmL/Sを解像できた。
Using this resist solution, patterning was performed in the same manner as in Example 1. As a result, 300 mJ
1 μmL / S could be resolved at / cm 2 .

【0048】次に、得られた5μmL/SパターンをU
V光(PLA−501、キャノン)にて全面露光(LI
=30)を行った後、140〜170℃のホットプレー
ト上にて5分間加熱した。各温度に応じて種々の曲率の
レンズパターンを得ることができた。また、レンズパタ
ーン形成後、200℃で加熱処理を行ってもパターンの
変形及び吸光特性変化は認められなかった。また、耐溶
剤性についても良好であった。
Next, the obtained 5 μmL / S pattern was U-shaped.
Whole surface exposure with V light (PLA-501, Canon) (LI
= 30), and then heated on a hot plate at 140 to 170 ° C. for 5 minutes. It was possible to obtain lens patterns with various curvatures according to each temperature. Further, after forming the lens pattern, even if heat treatment was performed at 200 ° C., no deformation of the pattern and no change in light absorption characteristics were observed. The solvent resistance was also good.

【0049】実施例5 p−ビニルフェノール重合体の水素添加物(重量平均分
子量8000(GPC測定値、ポリスチレン換算)、丸
善石油製、マルカリンカー(商標)PHC−82)を2
5g、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンの
1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル(ト
リエステル体)6.5g、ヘキサメトキシメチロールメ
ラミン(三井サイアナミッド製、サイメル(商標)−3
03)3.0g、ブルー系顔料(大日精化製、クロモフ
ァイン(商標)シアニンブルー4927)5.0g及び
ジエチレングリコールジメチルエーテル112gをボー
ルミルにて均一に混合した後、0.5μmフィルターに
て濾過を行い、レジスト溶液を調製した。
Example 5 A hydrogenated product of a p-vinylphenol polymer (weight average molecular weight 8000 (GPC measured value, converted to polystyrene), Maruka Linker (trademark) PHC-82 manufactured by Maruzen Petroleum Co., Ltd.) was used.
5 g, 6.5 g of 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester of 2,3,4-trihydroxybenzophenone (triester form), hexamethoxymethylol melamine (manufactured by Mitsui Cyanamid, Cymel (trademark) -3)
03) 3.0 g, 5.0 g of blue pigment (manufactured by Dainichiseika, Chromophine (trademark) Cyanine Blue 4927) and 112 g of diethylene glycol dimethyl ether were uniformly mixed in a ball mill, and then filtered with a 0.5 μm filter. A resist solution was prepared.

【0050】このレジスト溶液を用いて、実施例1と同
様にしてパターニングを行った。その結果、700mJ
/cm2で3μmL/Sを解像できた。
Using this resist solution, patterning was performed in the same manner as in Example 1. As a result, 700 mJ
/ Cm 2 was able to resolve 3 μmL / S.

【0051】パターン形成後の全面露光、加熱処理(1
50℃/5分、ホットプレート)を施した試料の硬化特
性は実施例1と同様に、200℃再加熱後のパターンの
変形、吸光特性変化及び溶剤浸漬後の表面荒れは認めら
れなかった。
Whole surface exposure after pattern formation, heat treatment (1
As for the curing characteristics of the sample subjected to the hot plate at 50 ° C. for 5 minutes, the deformation of the pattern after reheating at 200 ° C., the change in the absorption characteristics and the surface roughness after the immersion in the solvent were not observed, as in Example 1.

【0052】実施例6 混合する顔料を、グリーン系顔料(大日精化製、クロモ
ファイン(商標)シアニングリーン2GN)に変更した
以外は実施例5と同様にしてレジスト溶液を調製した。
Example 6 A resist solution was prepared in the same manner as in Example 5 except that the pigment to be mixed was changed to a green pigment (Chromophine (trademark) Cyanine Green 2GN manufactured by Dainichiseika).

【0053】このレジスト溶液を用いて、実施例1と同
様にしてパターニングを行った。その結果、700mJ
/cm2でそれぞれ3μmL/Sを解像できた。
Using this resist solution, patterning was performed in the same manner as in Example 1. As a result, 700 mJ
/ Cm 2 was able to resolve 3 μmL / S, respectively.

【0054】パターンの硬化特性は実施例1と同様に、
200℃再加熱後のパターンの変形、吸光特性変化及び
溶剤浸漬後の表面荒れは認められなかった。
The curing characteristics of the pattern are the same as in Example 1,
Deformation of the pattern after reheating at 200 ° C., change in absorption characteristics, and surface roughness after immersion in a solvent were not observed.

【0055】比較例1 実施例1からヘキサメトキシメチロールメラミンを除い
たレジスト溶液を調製した。
Comparative Example 1 A resist solution was prepared by removing hexamethoxymethylolmelamine from Example 1.

【0056】実施例1に従いパターニングを行った。5
00mJ/cm2で1μmL/Sを解像できた。
Patterning was performed according to Example 1. 5
1 μmL / S could be resolved at 00 mJ / cm 2 .

【0057】しかしながら、パターンの硬化特性は不十
分であり、200℃で加熱を施すとパターンは流動し
た。また、耐溶剤性については、イソプロピルアルコー
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテルに浸漬する
と表面荒れが観察された後溶解するという状況であっ
た。
However, the curing characteristics of the pattern were insufficient, and the pattern flowed when heated at 200 ° C. Regarding the solvent resistance, when immersed in isopropyl alcohol or diethylene glycol dimethyl ether, surface roughness was observed and then dissolved.

【0058】比較例2 p−ビニルフェノール重合体(重量平均分子量8000
(GPC測定値、ポリスチレン換算)、丸善石油製、マ
ルカリンカー(商標)M−S−3P)を25g、2,
3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフ
トキノンジアジドスルホン酸エステル(トリエステル
体)6.5g、ソルビトールテトラグリシジルエーテル
(ナガセ化成工業製、デナコール(商標)EX−61
1)3.0g、無水トリメリット酸1.0g、イエロー
系染料(日本化薬製、カヤセット(商標)イエローK−
CL)2.8g及びジエチレングリコールジメチルエー
テル112gを混合溶解した後、0.2μmフィルター
にて濾過を行い、レジスト溶液を調製した。
Comparative Example 2 p-Vinylphenol Polymer (Weight Average Molecular Weight 8000
(GPC measurement value, converted into polystyrene), 25 g of Maruka Linker (trademark) MS-3P manufactured by Maruzen Sekiyu, 2,
6.5 g of 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester of 3,4-trihydroxybenzophenone (triester form), sorbitol tetraglycidyl ether (Denacol (trademark) EX-61 manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.)
1) 3.0 g, trimellitic anhydride 1.0 g, yellow dye (Nippon Kayaku, Kayaset (trademark) Yellow K-
CL) (2.8 g) and diethylene glycol dimethyl ether (112 g) were mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a resist solution.

【0059】このレジスト溶液を用いて、実施例1と同
様にしてパターニングを行った。その結果、250mJ
/cm2で1μmL/Sを解像できた。
Using this resist solution, patterning was performed in the same manner as in Example 1. As a result, 250 mJ
1 μmL / S could be resolved at / cm 2 .

【0060】パターン形成後の全面露光、加熱処理(1
70℃/5分、ホットプレート)を施した試料の硬化特
性は、200℃再加熱後のパターンの変形及び溶剤浸漬
後の表面荒れは認められなかったが、200℃再加熱後
の吸光特性は、例えば、400nmにおいて95%から
70%に低下した。
Whole surface exposure after pattern formation, heat treatment (1
Regarding the curing characteristics of the sample subjected to 70 ° C./5 minutes, hot plate), pattern deformation after reheating at 200 ° C. and surface roughness after immersion in a solvent were not observed, but the absorption characteristics after reheating at 200 ° C. , For example, it decreased from 95% to 70% at 400 nm.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、アルカリ可溶性樹脂、1,2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステルからなる感光剤、熱硬化
剤及び色素から構成されるポジ型感光材料を用いるの
で、高解像度のカラーフィルターパターンが形成でき、
かつ加熱処理により熱硬化でき、耐熱性、耐光性、耐溶
剤性等に優れた特性を有しており、かつ染色工程が不要
なために工程の短縮及び管理に有利であり、熱硬化して
いるために積層の必要がなく薄膜化が可能となり、カラ
ー固体撮像素子、カラー液晶表示素子等のカラーフィル
ター形成材料として好適である。
As is apparent from the above description, in the present invention, a positive type photosensitive material composed of an alkali-soluble resin, a photosensitizer composed of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonate, a thermosetting agent and a dye. Since a high resolution color filter pattern can be formed,
Moreover, it can be heat-cured by heat treatment, has excellent properties such as heat resistance, light resistance, solvent resistance, etc., and because it does not require a dyeing process, it is advantageous in shortening and managing the process, and heat-curing Since it does not need to be laminated, it can be made into a thin film, and is suitable as a color filter forming material for a color solid-state imaging device, a color liquid crystal display device and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来法の工程説明図である。FIG. 1 is a process explanatory diagram of a conventional method.

【図2】本発明のポジ型感光材料を用いた場合の工程説
明図である。
FIG. 2 is a process explanatory diagram when a positive photosensitive material of the present invention is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 平坦化層 3 感光性カゼイン膜 4 フォトマスク 5 紫外光 6 中間膜 11 ポジ型感光材料 101 1色目の色パターン 102 2色目の色パターン 103 3色目の色パターン 201 1色目の現像後色パターン 211 1色目の熱硬化後色パターン 212 2色目の熱硬化後色パターン 213 3色目の熱硬化後色パターン 311 マイクロレンズ機能を具備した1色目の熱硬化
後色パターン 312 マイクロレンズ機能を具備した2色目の熱硬化
後色パターン 313 マイクロレンズ機能を具備した3色目の熱硬化
後色パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Flattening layer 3 Photosensitive casein film 4 Photomask 5 Ultraviolet light 6 Intermediate film 11 Positive photosensitive material 101 Color pattern of 1st color 102 Color pattern of 2nd color 103 Color pattern of 3rd color 201 After development of 1st color Color pattern 211 1st color after heat-curing color pattern 212 2nd color after heat-curing color pattern 213 3rd color after heat-curing color pattern 311 1st color after heat-curing color pattern 312 Having microlens function Color pattern after heat curing of the second color 313 Color pattern after heat curing of the third color having microlens function

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリマー、感光剤、熱硬化剤、色素及び
溶媒からなるカラーフィルター形成用ポジ型感光材料に
おいて、該ポリマーとしてアルカリ可溶性樹脂、該感光
剤として1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エス
テル、該熱硬化剤としてパターニング後加熱処理により
耐熱性及び耐溶剤性を付与できる熱硬化剤を用いること
を特徴とするカラーフィルター形成用ポジ型感光材料。
1. A positive photosensitive material for forming a color filter comprising a polymer, a photosensitizer, a thermosetting agent, a dye and a solvent, wherein an alkali-soluble resin is used as the polymer, and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonate is used as the photosensitizer. A positive photosensitive material for forming a color filter, wherein a thermosetting agent capable of imparting heat resistance and solvent resistance by patterning and heat treatment is used as the thermosetting agent.
【請求項2】 アルカリ可溶性樹脂が下記一般式(1)
又は一般式(2)に示される構造単位からなることを特
徴とする請求項1に記載のカラーフィルター形成用ポジ
型感光材料。 【化1】 [式中、R1は水素又はメチル基を示し、AはOA1又は
NA23(A1,A2,A3はそれぞれ水素、炭素数1か
ら6までのアルキル基、炭素数6から12までのアリル
基又は炭素数7から12までのアラルキル基を示す。)
を示し、k,l,nはそれぞれ0又は1以上の整数を示
し、mは1以上の整数を示す。] 【化2】 [式中、R1は水素又はメチル基を示し、R2,R3はそ
れぞれ水素、メチル基、塩素又は臭素を示し、AはOA
1又はNA23(A1,A2,A3はそれぞれ水素、炭素数
1から6までのアルキル基、炭素数6から12までのア
リル基又は炭素数7から12までのアラルキル基を示
す。)を示し、x,yはそれぞれ0又は1以上の整数を
示し、zは1以上の整数を示す。]
2. The alkali-soluble resin is represented by the following general formula (1):
Alternatively, the positive type photosensitive material for forming a color filter according to claim 1, comprising a structural unit represented by the general formula (2). [Chemical 1] [Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group, A represents OA 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 , and A 3 are hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 6 carbon atoms, respectively). (Indicates an allyl group having up to 12 or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.)
Where k, l, and n each represent an integer of 0 or 1 or more, and m represents an integer of 1 or more. ] [Chemical 2] [In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 represent hydrogen, a methyl group, chlorine or bromine, respectively, and A is OA.
1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 and A 3 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an allyl group having 6 to 12 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms) .), X and y each represent an integer of 0 or 1 or more, and z represents an integer of 1 or more. ]
【請求項3】 アルカリ可溶性樹脂がビニルフェノール
系重合体又はフェノール類とアルデヒドとの重縮合物で
あるノボラック樹脂の水素添加物及び/又は水酸基の一
部を変性した樹脂であることを特徴とする請求項1に記
載のカラーフィルター形成用ポジ型感光材料。
3. The alkali-soluble resin is a vinylphenol-based polymer or a novolak resin which is a polycondensation product of a phenol and an aldehyde, and / or a resin obtained by modifying a part of a hydroxyl group. The positive photosensitive material for forming a color filter according to claim 1.
【請求項4】 熱硬化剤が下記一般式(3)に示される
構造単位からなるメラミン系硬化剤及び/又はエポキシ
系硬化剤であることを特徴とする請求項1に記載のカラ
ーフィルター形成用ポジ型感光材料。 【化3】 [式中、Wは−NY56{Y5,Y6はそれぞれ水素又は
−CH2OZ(Zは水素又は炭素数1ないし6のアルキ
ル基を示す。)を示す。}又はフェニル基を示し、Y1
ないしY4はそれぞれ水素又は−CH2OZ(Zは水素又
は炭素数1ないし6のアルキル基を示す。)を示す。]
4. The color filter forming agent according to claim 1, wherein the thermosetting agent is a melamine-based curing agent and / or an epoxy-based curing agent having a structural unit represented by the following general formula (3). Positive photosensitive material. [Chemical 3] [In the formula, W represents —NY 5 Y 6 {Y 5 , Y 6 are each hydrogen or —CH 2 OZ (Z represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). } Or a phenyl group, and Y 1
To Y 4 each represent hydrogen or —CH 2 OZ (Z represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). ]
【請求項5】 請求項1ないし請求項4に記載のカラー
フィルター形成用ポジ型感光材料に、さらに、硬化助剤
を含んでなることを特徴とするカラーフィルター形成用
ポジ型感光材料。
5. A positive-type photosensitive material for forming a color filter, which further comprises a curing aid in the positive-type photosensitive material for forming a color filter according to claim 1.
【請求項6】 硬化助剤が潜在性熱酸発生剤、多価カル
ボン酸無水物、多価カルボン酸から選ばれる少なくとも
1種からなることを特徴とする請求項5に記載のカラー
フィルター形成用ポジ型感光材料。
6. The color filter forming composition according to claim 5, wherein the curing aid comprises at least one selected from a latent thermal acid generator, a polycarboxylic acid anhydride, and a polycarboxylic acid. Positive photosensitive material.
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