JPH10160927A - Black photosensitive resin composition, color filter using the composition and its production - Google Patents
Black photosensitive resin composition, color filter using the composition and its productionInfo
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- JPH10160927A JPH10160927A JP20438897A JP20438897A JPH10160927A JP H10160927 A JPH10160927 A JP H10160927A JP 20438897 A JP20438897 A JP 20438897A JP 20438897 A JP20438897 A JP 20438897A JP H10160927 A JPH10160927 A JP H10160927A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は黒色感光性樹脂組成
物、及びこれを用いたカラーフィルタとその製造方法に
関するものであり、更に詳しくは液晶ディスプレイ等に
用いるカラーフィルタを製造するための材料に関するも
ので、特にブラックマトリクスの形成に用いる黒色感光
性樹脂組成物とブラックマトリクスの形成方法に関する
ものである。The present invention relates to a black photosensitive resin composition, a color filter using the same, and a method for producing the same, and more particularly, to a material for producing a color filter used in a liquid crystal display or the like. More particularly, the present invention relates to a black photosensitive resin composition used for forming a black matrix and a method for forming a black matrix.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、カラーフィルタは液晶ディス
プレイ装置の分野にて広く用いられるようになってきて
いる。このカラーフィルタは通常赤、緑、青等の複数色
画素を透明基板上に配列したものである。さらにコント
ラストの良好な画像を得るために、これらの画素間に黒
色のブラックマトリクスを形成する。さらに、ＴＦＴ駆
動方式の液晶表示に用いられるトランジスターの誤動作
を防ぐ目的でも使用されている。2. Description of the Related Art Hitherto, color filters have been widely used in the field of liquid crystal display devices. This color filter is generally formed by arranging pixels of a plurality of colors such as red, green, and blue on a transparent substrate. To obtain an image with better contrast, a black black matrix is formed between these pixels. Further, it is also used for the purpose of preventing a malfunction of a transistor used for a TFT driving type liquid crystal display.
【０００３】上記のブラックマトリクスは通常ガラス透
明基板上に微細パターンからなる金属薄膜て形成される
場合が多い。その具体例としては、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を蒸着法、ス
パッタ法などの真空成膜法等で薄膜を形成し、これをフ
ォトリソグラフィ法で、微細パターンを形成する方法が
一般的である。The above-mentioned black matrix is usually formed on a transparent glass substrate in the form of a thin metal film having a fine pattern. Specific examples include chromium, nickel,
In general, a thin film is formed from a metal such as aluminum or a metal compound by a vacuum film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method, and a fine pattern is formed by a photolithography method.
【０００４】具体的には、金属等の薄膜上にフォトレジ
ストを塗布、乾燥し、フォトマスクを介して紫外線を照
射し、現像することによりレジストパターンを形成す
る。その後、エッチング工程、レジスト剥離工程を経
て、ブラックマトリクスを形成する。しかしながら、上
記工程にて製造されたブラックマトリクスはその工程の
煩雑さから製造コストが非常に高く、また、これを用い
るカラーフィルタのコストも高くなるという問題があ
る。More specifically, a photoresist is coated on a thin film of metal or the like, dried, irradiated with ultraviolet rays through a photomask, and developed to form a resist pattern. Thereafter, a black matrix is formed through an etching step and a resist stripping step. However, the production cost of the black matrix manufactured in the above process is very high due to the complexity of the process, and the cost of the color filter using the black matrix is also high.
【０００５】透過型の液晶ディスプレイに、この金属薄
膜を用いたカラーフィルタを搭載した場合、金属薄膜と
して一般的に使用されている金属表面の反射率が高く、
強い外光がカラーフィルタに入射した場合、例えばクロ
ム薄膜の場合等は反射光が強く表示品位を著しく低下す
る問題がある。When a color filter using this metal thin film is mounted on a transmission type liquid crystal display, the reflectance of the metal surface generally used as the metal thin film is high,
When strong external light is incident on the color filter, for example, in the case of a chromium thin film, there is a problem that the reflected light is strong and the display quality is remarkably deteriorated.
【０００６】一方、上記の様な金属薄膜を用いたブラッ
クマトリクスの問題点を改善するための種々の方法が検
討されている。例えば、感光性樹脂組成物にカーボンブ
ラックと必要に応じて有機顔料を分散し、これを用いて
ブラックマトリクスを形成する方法が提案されている。
しかし、カーボンブラックで十分な遮光性を得るために
は、約１μｍの膜厚を必要とする。このため、位置合わ
せのマージンである複数色画素との重なりの部分が、つ
の状の突起となり、表示ムラの原因になっていた。[0006] On the other hand, various methods for improving the problem of the black matrix using the metal thin film as described above have been studied. For example, there has been proposed a method in which carbon black and an organic pigment are dispersed in a photosensitive resin composition as needed, and a black matrix is formed using the dispersion.
However, in order to obtain sufficient light-shielding properties with carbon black, a film thickness of about 1 μm is required. For this reason, the overlapping portion with the multi-color pixels, which is a margin for alignment, becomes a single protrusion, which causes display unevenness.
【０００７】特開平６−５９１１９号公報には、黒色の
感光性の樹脂層を複数色画素上及び複数色画素間に設け
た後、複数色画素をマスクとして、透明基板側から全面
露光することにより、複数色画素の隙間にのみ選択的に
黒色ブラックマトリクスを設ける方法および材料が提案
されている。JP-A-6-59119 discloses that after a black photosensitive resin layer is provided on a plurality of color pixels and between the plurality of color pixels, the entire surface is exposed from the transparent substrate side using the plurality of color pixels as a mask. Accordingly, a method and a material for selectively providing a black black matrix only in a gap between a plurality of color pixels have been proposed.
【０００８】このいわゆる裏露光法を用いると、つの状
の突起はなくなる。しかし黒色ブラックマトリクスの膜
厚を十分に取りかつ、複数色画素上には黒色層が残らな
いためには、複数色画素の黒色感光性樹脂組成物の感光
波長域での遮光性が十分に高くなければいけなかった。
そのため、マスクとなる複数色画素中に酸化チタン、酸
化亜鉛、ベンゾトリアゾール系化合物、クマリン系化合
物等の紫外線吸収剤を添加しなければならなかった。[0008] When this so-called back exposure method is used, one-shaped projection is eliminated. However, in order to take a sufficient thickness of the black black matrix and to prevent the black layer from remaining on the multi-color pixels, the light-shielding property of the black photosensitive resin composition of the multi-color pixels in the photosensitive wavelength range is sufficiently high. I had to.
Therefore, an ultraviolet absorber such as titanium oxide, zinc oxide, a benzotriazole-based compound, or a coumarin-based compound has to be added to the multi-color pixels serving as a mask.
【０００９】このため、複数色画素のカラーフィルター
としての光学特性即ち透明性およびコントラスト比を著
しく損ねてしまうという問題があった。一方、光重合系
感光性樹脂においては、感光特性曲線が比較的なだらか
でγ値が小さいために、十分な膜厚を得るためには、十
分に大きな露光量が必要で、そのため複数色画素の遮光
性が十分高いことが必要であった。For this reason, there has been a problem that the optical characteristics, that is, the transparency and the contrast ratio, of the color filter of a plurality of color pixels are significantly impaired. On the other hand, in the case of the photopolymerizable photosensitive resin, since the photosensitive characteristic curve is relatively gentle and the γ value is small, a sufficiently large exposure amount is necessary to obtain a sufficient film thickness. It was necessary that the light-shielding property was sufficiently high.
【００１０】さらに、カーボンブラックが、紫外線照射
により光重合系感光樹脂にて用いる光重合開始剤から発
生したラジカルを捕捉してしまう性質を有するため、光
重合を阻害し、経済的な露光量においては充分な画素形
成が困難であり、現像時にパターンが剥離する等の問題
点があった。Further, since carbon black has a property of capturing radicals generated from a photopolymerization initiator used in a photopolymerization-type photosensitive resin by irradiation with ultraviolet rays, it inhibits photopolymerization and provides an economical exposure. However, it is difficult to form a sufficient pixel, and there is a problem that a pattern is peeled off during development.
【００１１】また、特開平４−１７７２０２号公報に
は、光酸発生剤と架橋剤、架橋点を持つバインダーポリ
マーおよび黒色顔料からなるブラックマトリクス用材料
が提示されている。しかしこの特許の明細書には、透明
基板側からの露光を行う方法に関する記載はない。ま
た、単にグラフト化されていない黒色顔料を裏露光法に
適用した場合、形成膜厚１μｍにおける光学濃度（Ｏ．
Ｄ．値）が２．０以下に関しては膜強度、分散安定性及
び保存安定性を得ることが可能である。しかしながら、
形成膜厚１μｍにおける光学濃度を２．０以上を得よう
とした場合、形成されたブラックマトリクスの表面近辺
は樹脂成分が少ないため膜強度は非常に弱く、加熱によ
る融着性も不足するという問題があり、感度が低くレジ
スト自体の分散安定性及び保存安定性を得ることができ
ないという欠点を有している。Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-177202 discloses a black matrix material comprising a photoacid generator and a crosslinking agent, a binder polymer having a crosslinking point, and a black pigment. However, the specification of this patent does not describe a method for performing exposure from the transparent substrate side. When a black pigment that is not grafted is simply applied to the back exposure method, the optical density (O.D.
D. Value) of 2.0 or less, it is possible to obtain film strength, dispersion stability and storage stability. However,
When an optical density of 1 μm or more is to be obtained at an optical density of 2.0 or more, there is a problem that the resin strength is very low near the surface of the formed black matrix, and the film strength is very weak, and the fusibility by heating is insufficient. And has a disadvantage that the sensitivity is low and the dispersion stability and the storage stability of the resist itself cannot be obtained.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような間
題点を解決するためになされたものであり、その課題と
するところは、光を遮断するのに充分な光学濃度を持
ち、反射率が低いブラックマトリクスが形成でき、かつ
高感度で平坦性が高く、膜強度の高いカラーフィルター
を作製することのできる黒色感光性樹脂組成物、及びこ
れを用いたカラーフィルタとその製造方法を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide an optical device having an optical density sufficient to block light, and Provided are a black photosensitive resin composition capable of forming a black matrix having a low ratio, high sensitivity, high flatness, and capable of producing a color filter having high film strength, a color filter using the same, and a method of manufacturing the same. Is to do.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる問題
について鋭意研究した結果、ブラックマトリクスの形成
に特定の黒色感光性樹脂組成物を用いることなどにより
課題を解決できることを見いだし本発明を成すに到っ
た。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies on such problems, and as a result, have found that the problems can be solved by using a specific black photosensitive resin composition for forming a black matrix. Reached.
【００１４】本発明の請求項１の発明は、高分子化合物
でグラフト化されたカーボンブラック、樹脂系材料、架
橋剤及び光酸発生剤を含んでなる黒色感光性樹脂組成物
において、黒色感光性樹脂組成物を１００重量部とした
ときにグラフト化されたカーボンブラックが３５〜９
３．６重量部であり、並びに、黒色感光性樹脂組成物を
１００重量部としたときに樹脂系材料が１〜３５重量
部、架橋剤が０．４〜１５重量部及び光酸発生剤が５〜
１５重量部であることを特徴とする黒色感光性樹脂組成
物である。The first aspect of the present invention is to provide a black photosensitive resin composition comprising a carbon black grafted with a polymer compound, a resin material, a crosslinking agent and a photoacid generator. When the carbon black grafted when the resin composition is 100 parts by weight is 35 to 9
3.6 parts by weight, and when the black photosensitive resin composition is 100 parts by weight, the resin-based material is 1 to 35 parts by weight, the crosslinking agent is 0.4 to 15 parts by weight, and the photoacid generator is 5-
It is a black photosensitive resin composition characterized by being 15 parts by weight.
【００１５】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載
の黒色感光性樹脂組成物において、前記高分子化合物が
アジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキ
ルアミド基、エポキシ基、チオエポキシ基、イソシアネ
ート基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、珪素系
加水分解性基、アミノ基から選ばれる一種あるいは二種
以上の基を分子内に有することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the black photosensitive resin composition according to the first aspect, the polymer compound is an aziridine group, an oxazoline group, an N-hydroxyalkylamide group, an epoxy group, a thioepoxy group, It is characterized by having one or more groups selected from an isocyanate group, a vinyl group, an acryl group, a methacryl group, a silicon-based hydrolyzable group and an amino group in a molecule.
【００１６】本発明の請求項３の発明は、請求項１記載
の黒色感光性樹脂組成物において、前記カーボンブラッ
クがｐＨが７以下であり、かつ該高分子化合物とカーボ
ンブラックとの比率が、カーボンブラックを１００とし
た時、５〜１００であることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided the black photosensitive resin composition according to the first aspect, wherein the carbon black has a pH of 7 or less and the ratio of the polymer compound to the carbon black is: When the carbon black is 100, the carbon black is 5 to 100.
【００１７】本発明の請求項４の発明は、請求項１記載
の黒色感光性樹脂組成物において、前記樹脂系材料が、
架橋点となりうるＯＨ基を含有しかつアルカリ性水溶液
可溶性である高分子であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the black photosensitive resin composition according to the first aspect, wherein the resin material comprises:
It is a polymer that contains an OH group that can serve as a crosslinking point and is soluble in an alkaline aqueous solution.
【００１８】本発明の請求項５の発明は、請求項１〜請
求項４記載の黒色感光性樹脂組成物からなるブラックマ
トリクス及び複数色画素を含み、かつブラックマトリク
スと複数色画素との重なり部分には突起がないことを特
徴とするカラーフィルタである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a black matrix comprising the black photosensitive resin composition according to any one of the first to fourth aspects and a plurality of color pixels, and an overlapping portion between the black matrix and the plurality of color pixels. Is a color filter characterized by having no protrusion.
【００１９】本発明の請求項６の発明は、少なくとも下
記の（１）〜（５）の工程を含むことを特徴とする請求
項５記載のカラーフィルタの製造方法である。 （１）透明基板上に複数色画素を設ける工程、（２）透
明基板上に形成された複数色画素間及び複数色画素上に
請求項１〜請求項４記載の黒色感光性樹脂組成物を設け
る工程、（３）透明基板側から露光する工程、（４）露
光後の透明基板を加熱する工程、（５）加熱後の透明基
板から未露光部の黒色感光性樹脂組成物を溶解させ除去
する工程。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color filter according to the fifth aspect, comprising at least the following steps (1) to (5). (1) a step of providing a plurality of color pixels on a transparent substrate; (2) the black photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4 between the plurality of color pixels formed on the transparent substrate and on the plurality of color pixels. Providing, (3) exposing from the transparent substrate side, (4) heating the exposed transparent substrate, (5) dissolving and removing the unexposed portion of the black photosensitive resin composition from the heated transparent substrate. Process.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態につき説明
する。本発明においては、ブラックマトリクスであるブ
ラックマトリクスとなる黒色感光性樹脂組成物として
は、ポリマーグラフト化されたカーボンブラックと樹脂
系材料と架橋剤と光酸発生剤とからなる黒色感光性樹脂
組成物を用いる。Embodiments of the present invention will be described below. In the present invention, the black photosensitive resin composition serving as a black matrix, which is a black matrix, is a black photosensitive resin composition comprising a polymer-grafted carbon black, a resin-based material, a crosslinking agent, and a photoacid generator. Is used.
【００２１】高分子化合物をカーボンブラックにグラフ
ト化させる手法としては、カーボンブラック便覧（第三
版）（カーボンブラック協会編集発行）１６７〜１７３
頁に記載されているような手法、すなわちカーボンブ
ラック存在下でビニルモノマーの重合を行い成長ポリマ
ー鎖をカーボンブラック粒子表面で補捉する方法、カ
ーボンブラック表面へ導入した重合開始基からグラフト
鎖を成長させる方法、カーボンブラック表面の官能基
と反応性ポリマーとの反応による方法があり、本発明に
おいては、いずれの手法を用いてもよい。グラフト効率
の観点からの手法を用いることが好ましく、さらに、
反応性ポリマーいわゆる本発明でいう高分子化合物にア
ジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキル
アミド基、エポキシ基、チオエポキシ基、イソシアネー
ト基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、珪素系加
水分解性基、アミノ基を有するものが最も好ましい。高
分子化合物には、これらの基が分子内に１種又は２種以
上有する必要がある。As a technique for grafting a polymer compound to carbon black, a carbon black handbook (third edition) (edited and published by the Carbon Black Association) 167-173
The method described on the page, that is, a method of polymerizing a vinyl monomer in the presence of carbon black and capturing the growing polymer chain on the surface of the carbon black particles, and growing a graft chain from the polymerization initiation group introduced into the carbon black surface There is a method of performing the reaction, a method of reacting a functional group on the surface of carbon black with a reactive polymer, and any method may be used in the present invention. It is preferable to use a technique from the viewpoint of graft efficiency,
Reactive polymer The so-called high molecular compound referred to in the present invention has an aziridine group, an oxazoline group, an N-hydroxyalkylamide group, an epoxy group, a thioepoxy group, an isocyanate group, a vinyl group, an acrylic group, a methacryl group, a silicon-based hydrolyzable group, Those having an amino group are most preferred. The polymer compound needs to have one or more of these groups in the molecule.
【００２２】特に、カーボンブラック表面の官能基との
反応性の面で、アジリジン基、オキサゾリン基、Ｎ−ヒ
ドロキシアルキルアミド基、エポキシ基、チオエポキシ
基、イソシアネート基から選ばれる１種又は２種以上の
基を有する高分子化合物である。In particular, in terms of reactivity with functional groups on the carbon black surface, one or more of aziridine, oxazoline, N-hydroxyalkylamide, epoxy, thioepoxy, and isocyanate groups are selected. It is a polymer compound having a group.
【００２３】カーボンブラックと高分子化合物を反応さ
せる場合には、反応を阻害しない限りにおいて、反応系
に該高分子化合物以外のポリマー成分、モノマー、有機
溶剤等の物質が存在してもよい。高分子化合物はカーボ
ンブラック１００重量部に対して５〜１００重量部、好
ましくは、２０〜６０重量部含有することが必要であ
る。５重量部未満ではグラフトの効果即ち膜強度の向上
がなく、１００重量部を超えては感光性に障害がでた
り、光学濃度が不足する。When carbon black is reacted with a high molecular compound, substances such as polymer components, monomers and organic solvents other than the high molecular compound may be present in the reaction system as long as the reaction is not inhibited. The polymer compound must be contained in an amount of 5 to 100 parts by weight, preferably 20 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of carbon black. If the amount is less than 5 parts by weight, the effect of the graft, that is, the film strength is not improved, and if it exceeds 100 parts by weight, the photosensitivity is impaired or the optical density is insufficient.
【００２４】本発明で用いるカーボンブラックは、その
表面にカルボキシル基、ヒドロキシル基などの官能基を
有するものであれば特に限定されず、例えばファーネス
ブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、
ランプブラックなどいずれの種類のものを用いることが
でき、通常の市販品を使用できるが、カーボンブラック
としてはｐＨが７以下、好ましくは、５以下が好まし
い。ｐＨが７を超えると、グラフトの効果、即ち薄膜強
度の向上が認められない。カーボンブラックの平均粒子
径は０．０００５〜０．５μｍ、特に０．００１〜０．
２μｍの範囲内であることが好ましい。平均粒子径が
０．０００５μｍ未満のものは容易には得られず、平均
粒子径が０．５μｍを超える場合は、得られたカーボン
ブラックグラフトポリマーに充分な分散性が付与できな
い恐れがある。これらのグラフト化されたカーボンブラ
ックは、黒色感光性樹脂組成物を１００重量部としたと
き３５〜９３．６重量部の範囲で使用される。３５重量
部未満と少なすぎると、十分な透光性を得ることができ
ず、９３．６重量部を超えて多すぎると感光特性に支障
をきたす。なお、カーボンブラックのｐＨは、ＪＩＳ−
Ｋ６２２１（ゴム用カーボンブラック試験方法）に準じ
て測定したものである。The carbon black used in the present invention is not particularly limited as long as it has a functional group such as a carboxyl group or a hydroxyl group on its surface. Examples thereof include furnace black, channel black, acetylene black, and the like.
Any kind of lamp black or the like can be used, and ordinary commercial products can be used. However, the pH of carbon black is preferably 7 or less, more preferably 5 or less. When the pH exceeds 7, the effect of grafting, that is, improvement in the strength of the thin film is not recognized. The average particle size of the carbon black is 0.0005 to 0.5 μm, particularly 0.001 to 0.
It is preferably within the range of 2 μm. If the average particle diameter is less than 0.0005 μm, it cannot be easily obtained. If the average particle diameter exceeds 0.5 μm, sufficient dispersibility may not be imparted to the obtained carbon black graft polymer. These grafted carbon blacks are used in an amount of 35 to 93.6 parts by weight based on 100 parts by weight of the black photosensitive resin composition. If the amount is less than 35 parts by weight, sufficient light transmittance cannot be obtained, and if the amount exceeds 93.6 parts by weight, the photosensitive characteristics are hindered. The pH of carbon black is determined according to JIS-
It is measured according to K6221 (test method for carbon black for rubber).
【００２５】本発明において用いる樹脂系材料は、架橋
点となりうるＯＨ基を含有しかつアルカリ性水溶液可溶
性である高分子化合物が好ましく適用される。樹脂系材
料としては、フェーノルノボラック、ｐ−ヒドロキシス
チレンに代表されるフェノール類、メタクリル酸２−ヒ
ドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ア
クリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等のＯ
Ｈ基を含むモノマーのホモポリマーあるいは共重合体が
用いられる。As the resin material used in the present invention, a polymer compound containing an OH group which can be a cross-linking point and soluble in an aqueous alkaline solution is preferably used. Examples of the resin-based material include phenols represented by phenol novolak, p-hydroxystyrene, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and fumaric acid.
A homopolymer or copolymer of a monomer containing an H group is used.
【００２６】共重合に使用できる他のモノマーとして
は、スチレン、フェニルマレイミド、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジルなどが挙げ
られる。Other monomers that can be used for copolymerization include styrene, phenylmaleimide, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, benzyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate,
Examples thereof include butyl methacrylate and benzyl methacrylate.
【００２７】これらの樹脂系材料は、黒色感光性樹脂組
成物を１００重量部としたとき１〜３５重量部の範囲で
使用される。１重量部未満と少なすぎると、感光機能が
劣化すること、カーボンの凝集によりパターン形状が劣
化すること、膜強度や密着性が不足するなどの問題が生
じ、３５重量部を超えて多すぎると、遮光性が不足す
る。These resin materials are used in an amount of 1 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the black photosensitive resin composition. If the amount is too small, less than 1 part by weight, problems such as deterioration of the photosensitive function, deterioration of the pattern shape due to aggregation of carbon, and insufficient film strength and adhesion may occur. Insufficient light shielding properties.
【００２８】本発明で用いる架橋剤としては、メチロー
ル化尿素、尿素樹脂、メチロール化メラミン、ブチロー
ル化メラミン、メチロール化グアナミンあるいはこれら
の化合物のアルキルエーテルを用いることが可能であ
る。熱安定性が優れている点からアルキルエーテル化物
がより好ましい。このアルキルエーテルのアルキル基と
しては炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。特に、こ
のアルキルエーテル化合物としては感度の点で優れてい
るへキサメチロールメラミンのアルキルエーテル化物が
好ましい。また、エポキシ基を２つ以上持つ化合物も用
いることができる。これらの架橋剤は、黒色感光性樹脂
組成物を１００重量部としたとき０．４〜１５重量部の
範囲内で使用される。０．４重量部未満と少なすぎる
と、感光特性に支障をきたし、１５重量部を超えて多す
ぎると遮光性が不足する。As the crosslinking agent used in the present invention, it is possible to use methylolated urea, urea resin, methylolated melamine, butyrolated melamine, methylolated guanamine or an alkyl ether of these compounds. Alkyl ethers are more preferred because of their excellent thermal stability. The alkyl group of the alkyl ether is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Particularly, as this alkyl ether compound, an alkyl etherified product of hexamethylolmelamine, which is excellent in sensitivity, is preferable. Further, a compound having two or more epoxy groups can also be used. These crosslinking agents are used in the range of 0.4 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the black photosensitive resin composition. When the amount is less than 0.4 parts by weight, the photosensitive characteristics are hindered. When the amount is more than 15 parts by weight, the light-shielding property is insufficient.
【００２９】本発明で用いる光酸発生剤としては、光源
の発光に含まれる波長域において吸収があり、かつ、光
吸収により酸を発生するトリハロメチル基含有トリアジ
ン誘導体またはオニウム塩類が使用できる。たとえば、
トリハロメチル基含有トリアジン誘導体としては、２，
４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジ
ン、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４，６−ビス（ト
リクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−
４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、
２−（ｐ−メトキシフェニル）４，６−ビス（トリクロ
ロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−クロロフェニ
ル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリア
ジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，
６−ビス（トリクロロメチル）ｓ−トリアジン、２−
（ｐ−メチルチオフェニル）−４，６−ビス（トリクロ
ロメチル）−ｓ−トリアジンなどを挙げることができ
る。As the photoacid generator used in the present invention, a trihalomethyl group-containing triazine derivative or an onium salt which has an absorption in a wavelength range included in light emission of a light source and generates an acid by light absorption can be used. For example,
Trihalomethyl group-containing triazine derivatives include 2,2
4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-
4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine,
2- (p-methoxyphenyl) 4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4′- Methoxy-1′-naphthyl) -4,
6-bis (trichloromethyl) s-triazine, 2-
(P-methylthiophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine and the like.
【００３０】その他オニウム塩類としては、ジフェニル
ヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨー
ドニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニル
ヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨー
ドニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−メトキシフ
ェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、
４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフル
オロホスホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフ
ェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホ
ナート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムト
リフルオロアセテート、４−メトキシフェニルヨードニ
ウム−ｐ−トルエンスルホナート、ビス（４−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレー
ト、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウ
ムヘキサフルオロホスホネート、ビス（４−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニ
ウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス（４−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロアセ
テート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨード
ニウム−ｐ−トルエンスルホナート等のジアリールヨー
ドニウム塩、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロ
ボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホ
スホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロ
アルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロ
メタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフ
ルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−ｐ−ト
ルエンスルホナート、４−メトキシフェニルジフェニル
スルホニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフ
ェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネ
ート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘ
キサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルジフ
ェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、
４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフル
オロアセテート、４−メトキシフェニルジフェニルスル
ホニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−フェニルチ
オフェニルジフェニルテトラフルオロボレート、４−フ
ェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロホスホネ
ート、４−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフル
オロアルセネート、４−フェニルチオフェニルジフェニ
ルトリフルオロメタンスルホナート、４−フェニルチオ
フェニルジフェニルトリフルオロアセテート、４−フェ
ニルチオフェニルジフェニル−ｐ−トルエンスルホナー
ト等のトリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。Other onium salts include diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoroacetate, diphenyliodonium-p-toluenesulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium tetrafluoroborate,
4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluorophosphonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluoroarsenate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoroacetate, 4-methoxyphenyliodonium-p- Toluenesulfonate, bis (4-tert
-Butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphonate, bis (4-tert-
Butylphenyl) iodonium hexafluoroarsenate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-te
rt-butylphenyl) iodonium trifluoroacetate, diaryliodonium salts such as bis (4-tert-butylphenyl) iodonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluorophosphonate, triphenylsulfonium hexa Fluoroarsenate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphonate, -Methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluoroal Sulfonate, 4-methoxyphenyl diphenyl sulfonium trifluoromethanesulfonate,
4-methoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoroacetate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenyltetrafluoroborate, 4-phenylthiophenyldiphenylhexafluorophosphonate, 4-phenylthiophenyldiphenylhexa And triarylsulfonium salts such as fluoroarsenate, 4-phenylthiophenyldiphenyltrifluoromethanesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenyltrifluoroacetate, and 4-phenylthiophenyldiphenyl-p-toluenesulfonate.
【００３１】これらの光酸発生剤は、単独で、あるい
は、混合して使用しても良い。たとえば、光吸収剤と酸
発生剤の組み合わせ等が利用できる。その添加量は、黒
色感光性樹脂組成物を１００重量部としたとき、５〜１
５重量部の範囲で使用される。１５重量部を越えて添加
した場合は、酸発生量が多すぎパターン露光後の加熱に
よって未露光部にも酸が拡散し架橋反応を起こし、解像
性が低下してしまう原因となる。添加量が５重量部未満
の場合においては、酸発生量が乏しく、架橋反応が十分
進行せず、パターンが形成できない。These photoacid generators may be used alone or as a mixture. For example, a combination of a light absorber and an acid generator can be used. The addition amount is 5 to 1 when the black photosensitive resin composition is 100 parts by weight.
Used in the range of 5 parts by weight. If added in excess of 15 parts by weight, the amount of acid generated is too large, and the acid diffuses into unexposed areas due to heating after pattern exposure, causing a cross-linking reaction and causing a reduction in resolution. When the addition amount is less than 5 parts by weight, the amount of generated acid is insufficient, the crosslinking reaction does not proceed sufficiently, and a pattern cannot be formed.
【００３２】これらの材料を、２本ロールミル、３本ロ
ールミル、サンドミル、ペイントコンディショナー等の
分散機を用いて混練し、黒色感光性樹脂組成物とする。
更に分散時の作業性を向上させるため希釈溶剤として、
エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカ
ルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレ
ングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、乳酸エステル類等の有機溶剤を
用いてもよい。These materials are kneaded using a disperser such as a two-roll mill, a three-roll mill, a sand mill, and a paint conditioner to obtain a black photosensitive resin composition.
As a diluting solvent to further improve the workability during dispersion,
Organic solvents such as ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, diethylene glycol, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and lactic acid esters may be used.
【００３３】以下、本発明のカラーフィルタの製造方法
の工程の一例を図面に基づき説明する。透明基板１上に
複数色画素２を設け、この複数色画素２上及び複数色画
素２間に本発明の黒色感光性樹脂組成物３をスビンナー
法、バーコート法、ロールコート法、カーテンコート法
等を用いて図２に示すように均一に塗布し黒色樹脂層を
形成する。An example of the steps of the method for manufacturing a color filter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. A multi-color pixel 2 is provided on a transparent substrate 1, and the black photosensitive resin composition 3 of the present invention is applied on the multi-color pixel 2 and between the multi-color pixels 2 by a spinner method, a bar coating method, a roll coating method, a curtain coating method. And the like to form a black resin layer as shown in FIG.
【００３４】複数色画素の形成方法としては、従来技術
である染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等の現在実
用化されているいずれの方法を用いても良く、また、黒
色樹脂層と透明基板を密着させる場合には、７０℃〜１
００℃程度の熱を加えてもかまわない。As a method of forming the multi-color pixels, any of the currently used methods such as a dyeing method, a pigment dispersion method, a printing method, and an electrodeposition method, which are conventional techniques, may be used. When the layer and the transparent substrate are brought into close contact with each other, 70 ° C. to 1
Heat of about 00 ° C. may be applied.
【００３５】次に、透明基板の裏面から４００ｎｍ以下
の紫外線、より好ましくは２５０〜４００ｎｍ範囲の紫
外線線を照射し露光を行い、複数色画素間隙部の黒色樹
脂層にのみ酸を発生させる。露光に用いる光源として
は、高圧水銀灯、超高圧水銀灯等を用いる。黒色感光性
組成物の感光波長域が４００ｎｍ以上にも伸びている場
合には、可視光カットフィルターを通して露光すること
が好ましい。Next, an ultraviolet ray having a wavelength of 400 nm or less, more preferably, an ultraviolet ray having a wavelength in the range of 250 to 400 nm is irradiated from the back surface of the transparent substrate to carry out exposure, so that an acid is generated only in the black resin layer in the space between the pixels of a plurality of colors. As a light source used for exposure, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, or the like is used. When the photosensitive wavelength range of the black photosensitive composition extends to 400 nm or more, it is preferable to perform exposure through a visible light cut filter.
【００３６】次に、加熱温度９０℃〜１５０℃、時問１
５秒〜５分にて酸の触媒反応を利用して、黒色感光性樹
脂層の複数色画素間隙部のみを架橋反応を起こさせる。Next, at a heating temperature of 90 ° C. to 150 ° C.,
In 5 seconds to 5 minutes, a cross-linking reaction is caused only in the gap between the multi-color pixels of the black photosensitive resin layer by utilizing the catalytic reaction of the acid.
【００３７】次に、現像液を用いて、複数色画素上の未
架橋部の黒色樹脂を除去して、図１に示すような平坦性
の高いカラーフィルタを得る。現像液には、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
ムなどの無機アルカリ溶液やトリエチルアミンなどのア
ルキルアミン類、トリエタノールアミンなどのアルコー
ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド
などの第４級アンモニウム塩などを用いることができ
る。Next, the black resin in the uncrosslinked portions on the plurality of color pixels is removed by using a developing solution to obtain a color filter having high flatness as shown in FIG. Developers include inorganic alkali solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and potassium carbonate, alkylamines such as triethylamine, alcoholamines such as triethanolamine, and quaternary such as tetramethylammonium hydroxide. An ammonium salt or the like can be used.
【００３８】以上の様に本発明においては、樹脂系材
料、架橋剤及び光酸発生剤を用いることにより、高感度
の黒色感光性樹脂組成物が得られる。また、グラフト化
されたカーボンブラック材料を用いることにより、現像
時にポリマーのみが溶出し凝集破壊による剥離が起こら
ない作用が発現する。また、光酸発生剤から発生する酸
を利用し架橋する感光性樹脂組成物を用いることによ
り、感度特性曲線の傾きが大きくなり、ある露光量以上
の領域で急に現像後の残膜率が大きくなるため、複数色
画素上に感光性樹脂組成物の残りがなく、かつ透明基板
上で所定の膜厚を得る作用が発現する。As described above, in the present invention, a highly sensitive black photosensitive resin composition can be obtained by using a resin material, a crosslinking agent and a photoacid generator. Also, by using the grafted carbon black material, only the polymer is eluted at the time of development and an effect of preventing peeling due to cohesive failure is exhibited. Further, by using a photosensitive resin composition that crosslinks using an acid generated from a photoacid generator, the slope of a sensitivity characteristic curve increases, and the residual film ratio after development suddenly increases in a region above a certain exposure amount. As a result, the effect of obtaining a predetermined thickness on the transparent substrate without the photosensitive resin composition remaining on the multicolor pixels is exhibited.
【００３９】また、裏露光法を用いてブラックマトリク
スであるブラックマトリクスを形成することにより複数
色画素とブラックマトリクスの重なりがなくなる作用が
発現する。これら全ての作用により従来の透明基板裏側
からの露光方法のように多量の紫外線で黒色感光性樹脂
層の内部まで硬化させる必要がなく、複数色画素の紫外
域の吸収、黒色感光性樹脂層の光学濃度によらず、透明
基板裏側から少量の紫外線による露光によって、複数色
画素とブラックマトリクスの重なりがないカラーフィル
タを形成することが可能である。Further, by forming a black matrix which is a black matrix by using the back exposure method, an effect of eliminating overlapping of the multi-color pixels and the black matrix is exhibited. With all these actions, there is no need to cure the inside of the black photosensitive resin layer with a large amount of ultraviolet light as in the conventional method of exposing from the back side of the transparent substrate, the absorption of the ultraviolet region of multiple color pixels, the black photosensitive resin layer Irrespective of the optical density, it is possible to form a color filter having no overlap between the multi-color pixels and the black matrix by exposure with a small amount of ultraviolet light from the back side of the transparent substrate.
【００４０】[0040]
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。 ［カルボキシル基を含有したカーボンブラックグラフト
ポリマー（ＧＣＢ）分散体の合成例］ （工程１）攪件羽根、不活性ガス導入管、還流冷却管、
温度計、およぴ滴下漏斗を備え付けたセパラブルフラス
コに溶剤として、トルエン８０部、メチルエチルケトン
２０部を仕込み、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）８５
部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）
１５部、チオグリコール酸４．３部、アゾビスイソブチ
ロニトリル（ＡＩＢＮ）２部の混合溶液を４時間かかっ
て連続的に滴下して重合を行った。その後同温度で３時
間かかって加熱したのち、９５℃で２時間熟成を行い、
重合を終了した。この反応液２００部に対してグリシジ
ルメタクリレート（ＧＭＡ）を８．５部（１．３倍当量
／ＣＯＯＨ）、触媒としてテトラブチルアンモニウムブ
ロマイド１．３部及び重合禁止剤としてハイドロキノン
モノメチルエーテル０．０４部を加え、反応温度８５〜
９０℃にて１０時間反応させた。このものをｎ−ヘキサ
ンに再沈後、５０℃にて２日間減圧乾燥させ片末端メタ
クリレート型のＭＭＡ−ＨＥＭＡ共重合体マクロモノマ
ーを得た。The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. [Synthesis Example of Carbon Black Graft Polymer (GCB) Dispersion Containing Carboxyl Group] (Step 1) Stirring blade, inert gas introduction pipe, reflux cooling pipe,
A separable flask equipped with a thermometer and a dropping funnel was charged with 80 parts of toluene and 20 parts of methyl ethyl ketone as solvents, and methyl methacrylate (MMA) 85
Part, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA)
A mixed solution of 15 parts, 4.3 parts of thioglycolic acid, and 2 parts of azobisisobutyronitrile (AIBN) was continuously dropped over 4 hours to carry out polymerization. After heating at the same temperature for 3 hours, aging at 95 ° C for 2 hours,
The polymerization was terminated. To 200 parts of the reaction solution, 8.5 parts (1.3 equivalents / COOH) of glycidyl methacrylate (GMA), 1.3 parts of tetrabutylammonium bromide as a catalyst, and 0.04 parts of hydroquinone monomethyl ether as a polymerization inhibitor At a reaction temperature of 85 to 85
The reaction was performed at 90 ° C. for 10 hours. This was reprecipitated in n-hexane and dried under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to obtain a methacrylate-type MMA-HEMA copolymer macromonomer at one end.
【００４１】（工程２）工程１で得られたマクロモノマ
ー５０部、スチレン（Ｓｔ）２５部、ＨＥＭＡ２０部、
イソプロペニルオキサゾリン（ＩＰＯ）５部、開始剤と
してＡＩＢＮ３部を、溶剤としてプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭ−Ａｃ）１００
部に溶解させ、重合性単量体組成物を得た。工程１で用
いたものと同様のセパラブルフラスコにＰＧＭ−Ａｃ５
０部仕込み、８０℃に昇温した。滴下漏斗に上記重合性
単量体組成物を仕込み温度を８０℃に保持させながら、
３時間にわたり滴下を行った後、さらに同温度にて２時
間重合反応を続けた。その後、１１０℃に昇温し２時問
熟成反応を行い、反応性基としてオキサゾリン基を有す
る高分子化合物（不揮発分４０％）の溶液を得た。(Step 2) 50 parts of the macromonomer obtained in Step 1, 25 parts of styrene (St), 20 parts of HEMA,
5 parts of isopropenyl oxazoline (IPO), 3 parts of AIBN as an initiator, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGM-Ac) 100 as a solvent
To obtain a polymerizable monomer composition. PGM-Ac5 was placed in the same separable flask as used in Step 1.
0 parts were charged and the temperature was raised to 80 ° C. While charging the polymerizable monomer composition in the dropping funnel and keeping the temperature at 80 ° C,
After dropping over 3 hours, the polymerization reaction was further continued at the same temperature for 2 hours. Thereafter, the temperature was raised to 110 ° C., and a ripening reaction was performed for 2 hours to obtain a solution of a polymer compound having an oxazoline group as a reactive group (nonvolatile content: 40%).
【００４２】（工程３）攪拌羽根、冷却管、温度センサ
ーを備えてなるセパラブルフラスコに、カーボンブラッ
クを３０部、工程２で得られた高分子化合物溶液２２．
５部、ＰＧＭ−Ａｃ９７．５部、及び、ジルコニアビー
ズ８００部を仕込んだ。回転数６００ｒｐｍで攪件しな
がら、１００℃３時問反応させた。冷却した後、ビーズ
との分離を行いカーボンブラック含有量２０％のカーボ
ンブラックグラフトポリマー（ＧＣＢ）分散体を得た。(Step 3) 30 parts of carbon black was placed in a separable flask equipped with a stirring blade, a cooling pipe, and a temperature sensor, and the polymer compound solution obtained in Step 2 was used.
5 parts, 97.5 parts of PGM-Ac, and 800 parts of zirconia beads were charged. The reaction was carried out at 100 ° C. for 3 hours while stirring at a rotation speed of 600 rpm. After cooling, the beads were separated from the beads to obtain a carbon black graft polymer (GCB) dispersion having a carbon black content of 20%.
【００４３】（工程４）工程３で得られたＧＣＢ分散体
１５０部に対して、無水トリメリット酸（ＭＷ１９２．
１３）３．５９部、触媒として１，８−ジアザビシクロ
［５，４，０］−ウンデセン（ＤＢＵ）０．０９部、を
添加し８０℃の温度にて１時問反応を行い、カルボキシ
ル基を含有したＧＣＢ分散体を得た。(Step 4) To 150 parts of the GCB dispersion obtained in Step 3, trimellitic anhydride (MW192.
13) 3.59 parts, 0.09 part of 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -undecene (DBU) as a catalyst were added and reacted at 80 ° C. for 1 hour to form a carboxyl group. The resulting GCB dispersion was obtained.
【００４４】［複数色画素の形成］透明基板としてコー
ニング社製：「７０５９」を透明基板として、この上に
レジストフジハント社製：「カラーモザイクＣＲＹ７０
００、ＣＧＹ７０００、ＣＢＶ７０００」を用いて常法
によりＲＧＢの着色パターンを形成した。これらの複数
色画素の膜厚は１．５μｍであった。[Formation of a plurality of color pixels] As a transparent substrate, "7059" manufactured by Corning Incorporated was used as a transparent substrate, and a resist was formed thereon.
00, CGY7000, CBV7000 ”to form an RGB color pattern by a conventional method. The film thickness of these multi-color pixels was 1.5 μm.
【００４５】［黒色感光性樹脂層の形成］工程４で得ら
れたＧＣＢ分散体を３００部、樹脂系材料としてポリヒ
ドロキシスチレン（ＭＷ５０００）１２部、架橋剤とし
て三和ケミカル社製「ニッカラックＭＷ−３０Ｍ」を５
部、光酸発生剤としてみどり化学社製「ＴＡＺ−１０
４」を５部、溶剤としてＰＧＭ−Ａｃを１７２部、さら
にガラスビーズを５００ｇをガラス瓶に入れ、ペイント
シェーカーにより２時間分散し黒色感光性樹脂分散液を
作製した。この黒色感光性樹脂分散液を複数色画素の形
成で得られたＲＧＢの着色パターン上に、スピンナーに
より７６０ｒｐｍ、５秒で塗布し、乾燥し図２に示すよ
うな黒色樹脂層を形成した。[Formation of Black Photosensitive Resin Layer] 300 parts of the GCB dispersion obtained in Step 4, 12 parts of polyhydroxystyrene (MW5000) as a resin material, and “Nikkalac MW” manufactured by Sanwa Chemical Co. as a crosslinking agent -30M "to 5
Part, "TAZ-10" manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd. as a photoacid generator
4 ", 5 parts of PGM-Ac as a solvent, and 500 g of glass beads in a glass bottle were dispersed in a glass shaker for 2 hours to prepare a black photosensitive resin dispersion. This black photosensitive resin dispersion was applied on a RGB color pattern obtained by forming a plurality of color pixels at 760 rpm for 5 seconds using a spinner and dried to form a black resin layer as shown in FIG.
【００４６】［露光］３ｋＷ超高圧水銀灯により１６０
ｍＪ／ｃｍ2 の露光量で、前記複数色画素をマスクとし
て透明基板側より全面露光した。[Exposure] Using a 3 kW ultra-high pressure mercury lamp,
At the exposure amount of mJ / cm 2, the entire surface was exposed from the transparent substrate side using the multicolor pixels as a mask.
【００４７】［加熱］その後、ホットプレートを用いて
９０℃で１分間加熱した。[Heating] Thereafter, the mixture was heated at 90 ° C. for 1 minute using a hot plate.
【００４８】［現像］１．２５％水酸化ナトリウム水溶
液を用いて、透明基板を回転させながらシャワーを噴霧
する方式で３０秒間現像し、ＲＧＢの着色パターン上の
未露光部の黒色感光性樹脂層を除去した。最後にオーブ
ン中にて２３０℃で１時問加熱しカラーフィルタを得
た。[Development] Using a 1.25% aqueous solution of sodium hydroxide, developing was performed for 30 seconds by spraying a shower while rotating the transparent substrate, and a black photosensitive resin layer in an unexposed portion on the RGB color pattern was developed. Was removed. Finally, it was heated at 230 ° C. for 1 hour in an oven to obtain a color filter.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上に示したように、本発明のブラック
マトリクスに用いる黒色感光性樹脂組成物それ自体が高
感度レジストのため、実用レベルの露光量でブラックマ
トリクスを形成できる。黒色感光性樹脂組成物のγ値が
高いために、複数色画素上にカブリを生じない露光量
で、十分の残膜が得られる。その際マスクとして用いる
赤、緑、青等の複数色画素中に紫外線吸収剤や蛍光増白
剤等の添加物を添加する必要がない。これにより、透明
基板の裏側からの露光であっても充分な架橋度合いを示
し、各複数色画素間を埋め、かつ従来のように各複数色
画素とブラックマトリクスとの重なりによるつの状の突
起が生じず、カラーフィルタとしての光学特性すなわち
透明性およびコントラスト比を著しく損ねず、色あざや
かである。またカーボンブラックに高分子化合物が化学
結合しているため樹脂のみが現像液等で流出することが
なく、ブラックマトリクスの膜強度が極めて高くなる。As described above, since the black photosensitive resin composition itself used in the black matrix of the present invention is a high-sensitivity resist, the black matrix can be formed with a practical exposure level. Since the black photosensitive resin composition has a high γ value, a sufficient residual film can be obtained at an exposure amount that does not cause fogging on a plurality of color pixels. At this time, it is not necessary to add an additive such as an ultraviolet absorber or a fluorescent whitening agent to the multi-color pixels such as red, green and blue used as a mask. As a result, even when exposure is performed from the back side of the transparent substrate, a sufficient degree of cross-linking is exhibited, the spaces between the plurality of color pixels are filled, and the protrusions due to the overlap between the plurality of color pixels and the black matrix are formed as in the related art. It does not occur, and does not significantly impair the optical characteristics as a color filter, ie, transparency and contrast ratio, and is vivid. Further, since the polymer compound is chemically bonded to the carbon black, only the resin does not flow out with a developer or the like, and the film strength of the black matrix is extremely increased.
【図１】 本発明におけるカラーフィルタの一実施例の
断面の構造を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure of an embodiment of a color filter according to the present invention.
【図２】 本発明におけるカラーフィルタの製造方法の
一実施例の工程の途中の断面の構造を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory view showing a cross-sectional structure in the middle of a process of an embodiment of a color filter manufacturing method according to the present invention.
１……透明基板 ２……複数色画素 ３……ブラックマトリクス 1 ... Transparent substrate 2 ... Multi-color pixels 3 ... Black matrix
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ 7/033 7/033 (72)発明者 田村 章 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 田口 貴雄 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 池田 勇人 大阪府吹田市西御旅町５番８号 株式会社 日本触媒内 (72)発明者 安道 信行 大阪府吹田市西御旅町５番８号 株式会社 日本触媒内──────────────────────────────────────────────────の Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G03F 7/004 505 G03F 7/004 505 7/033 7/033 (72) Inventor Akira Tamura 1-5-5 Taito, Taito-ku, Tokyo No. 1 Inside Toppan Printing Co., Ltd. (72) Takao Taguchi, Inventor 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd. Nippon Shokubai Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Ando 5-8 Nishiburi-cho, Suita-shi, Osaka Nippon Shokubai Co., Ltd.
Claims (6)
ンブラック、樹脂系材料、架橋剤及び光酸発生剤を含ん
でなる黒色感光性樹脂組成物において、黒色感光性樹脂
組成物を１００重量部としたときにグラフト化されたカ
ーボンブラックが３５〜９３．６重量部であり、並び
に、黒色感光性樹脂組成物を１００重量部としたときに
樹脂系材料が１〜３５重量部、架橋剤が０．４〜１５重
量部及び光酸発生剤が５〜１５重量部であることを特徴
とする黒色感光性樹脂組成物。1. A black photosensitive resin composition comprising carbon black grafted with a polymer compound, a resin material, a cross-linking agent and a photoacid generator, wherein the black photosensitive resin composition is used in an amount of 100 parts by weight. 35 to 93.6 parts by weight of the grafted carbon black, and 1 to 35 parts by weight of the resin material and 0 when the black photosensitive resin composition is 100 parts by weight. A black photosensitive resin composition comprising 4 to 15 parts by weight and 5 to 15 parts by weight of a photoacid generator.
サゾリン基、Ｎ−ヒドロキシアルキルアミド基、エポキ
シ基、チオエポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、
アクリル基、メタクリル基、珪素系加水分解性基、アミ
ノ基から選ばれる一種あるいは二種以上の基を分子内に
有することを特徴とする請求項１記載の黒色感光性樹脂
組成物。2. The method according to claim 1, wherein the polymer compound is an aziridine group, an oxazoline group, an N-hydroxyalkylamide group, an epoxy group, a thioepoxy group, an isocyanate group, a vinyl group,
The black photosensitive resin composition according to claim 1, wherein one or more groups selected from an acryl group, a methacryl group, a silicon-based hydrolyzable group, and an amino group are present in the molecule.
あり、かつ該高分子化合物とカーボンブラックとの比率
が、カーボンブラックを１００とした時、５〜１００で
あることを特徴とする請求項１記載の黒色感光性樹脂組
成物。3. The method according to claim 1, wherein the pH of the carbon black is 7 or less, and the ratio of the polymer compound to the carbon black is 5 to 100 when the carbon black is 100. The black photosensitive resin composition according to the above.
Ｈ基を含有しかつアルカリ性水溶液可溶性である高分子
であることを特徴とする請求項１記載の黒色感光性樹脂
組成物。4. The method according to claim 1, wherein the resin-based material is capable of forming a crosslinking point.
2. The black photosensitive resin composition according to claim 1, which is a polymer containing an H group and soluble in an alkaline aqueous solution.
脂組成物からなるブラックマトリクス及び複数色画素を
含み、かつブラックマトリクスと複数色画素との重なり
部分には突起がないことを特徴とするカラーフィルタ。5. A black matrix comprising the black photosensitive resin composition according to claim 1 and a plurality of color pixels, and no overlapping portion between the black matrix and the plurality of color pixels has protrusions. Color filter.
を含むことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ
の製造方法。 （１）透明基板上に複数色画素を設ける工程、（２）透
明基板上に形成された複数色画素間及び複数色画素上に
請求項１〜請求項４記載の黒色感光性樹脂組成物を設け
る工程、（３）透明基板側から露光する工程、（４）露
光後の透明基板を加熱する工程、（５）加熱後の透明基
板から未露光部の黒色感光性樹脂組成物を溶解させ除去
する工程。6. The method for manufacturing a color filter according to claim 5, comprising at least the following steps (1) to (5). (1) a step of providing a plurality of color pixels on a transparent substrate; (2) the black photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4 between the plurality of color pixels formed on the transparent substrate and on the plurality of color pixels. Providing, (3) exposing from the transparent substrate side, (4) heating the exposed transparent substrate, (5) dissolving and removing the unexposed portion of the black photosensitive resin composition from the heated transparent substrate. Process.
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| JP2011236434A (en) * | 1998-04-03 | 2011-11-24 | Cabot Corp | Modified pigment having improved dispersing properties |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20438897A patent/JP3996674B2/en not_active Expired - Fee Related
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