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JP2009204641A - Photosensitive colored composition for color filter, and color filter - Google Patents

Photosensitive colored composition for color filter, and color filter Download PDF

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JP2009204641A
JP2009204641A JP2008043903A JP2008043903A JP2009204641A JP 2009204641 A JP2009204641 A JP 2009204641A JP 2008043903 A JP2008043903 A JP 2008043903A JP 2008043903 A JP2008043903 A JP 2008043903A JP 2009204641 A JP2009204641 A JP 2009204641A
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JP
Japan
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monomer
coloring composition
photosensitive coloring
mass
pigment
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008043903A
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Japanese (ja)
Inventor
Aya Michinaka
綾 道中
Shota Hashimoto
昇太 橋本
Masahiro Yoshioka
正裕 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a colored composition for color filter that forms a precise pattern regardless of exposing conditions, and is excellent in solvent resistance to a polar solvent such as N-methyl pyrrolidone or γ-butyrolactone. <P>SOLUTION: The photosensitive colored composition includes at least a pigment, an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer, a polymerization inhibitor, and an organic solvent. The composition contains, as the reactive monomer, a bi-functional monomer having polyether and a multi-functional or tri-functional or more acrylic monomer, the content of the bi-functional monomer in the reactive monomer being 10 to 50 mass%, the content of the multi-functional or tri-functional or more acrylic monomer therein being 20 to 90 mass%, and the content of the reactive monomer in the total solid content being ≥20 mass%. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description


本発明は、感光性着色組成物に関し、特に液晶表示装置や固体撮像素子に用いられるカラーフィルターに好適な感光性着色組成物に関する。また、本発明は、該感光性着色組成物を用いて形成されるカラーフィルターに関する。

The present invention relates to a photosensitive coloring composition, and more particularly to a photosensitive coloring composition suitable for a color filter used in a liquid crystal display device or a solid-state imaging device. The present invention also relates to a color filter formed using the photosensitive coloring composition.


カラーフィルターは、通常、ブラックマトリクスを形成したガラス、プラスチックシートなどの透明基板表面に、赤、緑、青の異なる色相を、画素サイズが数10μmから数100μmの微細なストライプ状あるいはモザイク状等の色パターンによって形成したものからなっている。従来から、カラーフィルタを製造する方法は種々提案されており、中でも顔料分散法を用いた製造方法が広く知られている。その一例として、ネガティブタイプ(露光部硬化型)を取り上げ以下に説明する。

The color filter usually has different red, green and blue hues on a transparent substrate surface such as glass or plastic sheet on which a black matrix is formed, in a fine stripe shape or a mosaic shape with a pixel size of several tens to several hundreds of microns. It is made up of color patterns. Conventionally, various methods for manufacturing a color filter have been proposed, and among them, a manufacturing method using a pigment dispersion method is widely known. As an example, a negative type (exposed portion curing type) will be described and described below.

まず、顔料を分散剤や光重合性ポリマー中で分散させ、さらにアルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、反応性モノマー等を添加して感光性着色組成物を調整する。次いで、該組成物を基板上に塗布、乾燥した後、フォトマスクを介して露光し現像する。このように形成したパターンを加熱焼成して基板に定着させることで画素パターンを形成する。このサイクルを必要色数分繰り返すことで、着色被膜のパターンが得られる。   First, a pigment is dispersed in a dispersant or a photopolymerizable polymer, and an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer, or the like is further added to prepare a photosensitive coloring composition. Next, the composition is applied onto a substrate and dried, and then exposed and developed through a photomask. A pixel pattern is formed by heating and baking the pattern thus formed and fixing it to the substrate. By repeating this cycle for the required number of colors, a colored coating pattern can be obtained.

カラーフィルタ用の感光性着色組成物において、アルカリ現像性が良好で、高い露光感度、十分な解像性、基板密着性、耐溶剤性を有することが求められている。特に近年では、カラーフィルタの生産性を向上させるため、オーバーコートレスのカラーフィルタが望まれているが、耐溶剤性などの信頼性についてはまだまだ不十分である。オーバーコートレスでの画素の信頼性向上のためにニ官能性樹脂を用いる例(例えば、特許文献1参照)が提案されている。しかしながら、これらの組成物を使用した場合、画素上のシワやクラックは解消されるものの、感度が低下するため色差が悪化するという問題があった。   Photosensitive coloring compositions for color filters are required to have good alkali developability, high exposure sensitivity, sufficient resolution, substrate adhesion, and solvent resistance. Particularly in recent years, in order to improve the productivity of color filters, an overcoatless color filter is desired, but the reliability such as solvent resistance is still insufficient. An example of using a bifunctional resin to improve pixel reliability without overcoat has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, when these compositions are used, although wrinkles and cracks on the pixels are eliminated, there is a problem that the color difference is deteriorated because the sensitivity is lowered.

一方、このようなネガ型感光性組成物からカラーフィルターを形成しようとすると、マスクサイズの設計通りにパターンを形成しようとしても、画素がマスクサイズに対して太るという問題が生じ、露光条件に関わらず高精細な画素アレイを設計通りに得ることは困難であった。露光量の変化に対するパターン形状のばらつきの対策としては、感光性着色組成物にヒンダードフェノール系酸化防止剤が使用されている例(例えば、特許文献2参照)や、リン酸系酸化防止剤が使用されている例(例えば、特許文献3参照)、ハイドロキノン系あるいはカテコール系重合禁止剤が使用されている例(例えば、特許文献4参照)が提案されている。しかしながら、これらの組成物を過剰に用いると、露光条件あるいは露光ギャップに対して十分なマージンは得られるものの、極性溶媒への耐溶剤性は悪化するという問題があった。
特開2004−163917号公報 特開2002−22925号公報 特開2003−25524号公報 特開2007−034119号公報
On the other hand, when trying to form a color filter from such a negative photosensitive composition, even if an attempt is made to form a pattern as designed for the mask size, there arises a problem that the pixels become thicker than the mask size, and the exposure conditions are related. Therefore, it was difficult to obtain a high-definition pixel array as designed. Examples of countermeasures against variations in pattern shape with respect to changes in exposure amount include examples in which hindered phenolic antioxidants are used in photosensitive coloring compositions (see, for example, Patent Document 2), and phosphoric acid antioxidants. Examples in which a hydroquinone-based or catechol-based polymerization inhibitor is used (for example, see Patent Document 4) have been proposed. However, when these compositions are used excessively, a sufficient margin for the exposure conditions or the exposure gap can be obtained, but the solvent resistance to polar solvents is deteriorated.
JP 2004-163917 A JP 2002-22925 A JP 2003-25524 A JP 2007-034119 A

本発明は、露光条件に関わらず高精細なパターンを形成でき、N―メチルピロリドンやγ―ブチロラクトンといった極性溶媒への耐溶剤性に優れたカラーフィルター用着色組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a coloring composition for a color filter that can form a high-definition pattern regardless of exposure conditions and has excellent solvent resistance to polar solvents such as N-methylpyrrolidone and γ-butyrolactone.

上記課題を解決するため、本発明は次の構成を有する。すなわち、
(1)少なくとも顔料、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、反応性モノマー、重合禁止剤および有機溶剤を含有する感光性着色組成物であって、下記一般式(1)または一般式(2)で表されるポリエーテルを有する二官能性モノマーおよび三官能以上の多官能性アクリルモノマーをそれぞれ含有し、該反応性モノマーにしめる二官能性モノマーの含有量が10〜50質量%、三官能以上の多官能性アクリルモノマーの含有量が20〜90質量%であり、該反応性モノマーの全固形分中にしめる含有量が20質量%以上であることを特徴とする感光性着色組成物。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is,
(1) A photosensitive coloring composition containing at least a pigment, an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer, a polymerization inhibitor and an organic solvent, which is represented by the following general formula (1) or general formula (2): Each containing a difunctional monomer having a polyether and a trifunctional or higher polyfunctional acrylic monomer, and the content of the bifunctional monomer to be used as the reactive monomer is 10 to 50% by mass. A photosensitive coloring composition, wherein the content of the functional acrylic monomer is 20 to 90% by mass, and the content of the reactive monomer in the total solid content is 20% by mass or more.

Figure 2009204641
Figure 2009204641

(式中、Rは水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。mは2〜8の整数を示し、nは1〜20の整数を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents an integer of 2 to 8, and n represents an integer of 1 to 20.)

Figure 2009204641
Figure 2009204641

(式中、Rは水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。pおよびqはそれぞれ2〜8の整数を示し、rおよびsは2≦(r+s)≦20を満たす整数を示す。Xは、炭素数1〜12の直鎖若しくは分岐のアルキル基、または下記一般式(3)で表される基で示される。) (In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. P and q each represents an integer of 2 to 8, and r and s are integers satisfying 2 ≦ (r + s) ≦ 20. X is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a group represented by the following general formula (3).

Figure 2009204641
Figure 2009204641

(式中、RおよびRは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。)
(2)三官能以上の多官能性アクリルモノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、およびその酸変性アクリレートのうちいずれか一種以上を含有することを特徴とする(1)に記載の感光性着色組成物。
(3)前記重合禁止剤の全樹脂分にしめる含有量が0.1〜0.5%であることを特徴とする(1)に記載の感光性着色組成物。
(4)任意の色数で各色別に所望のパターン状に設けられた着色層からなる画素を有するカラーフィルタにおいて、該着色層が請求項(1)〜(3)のいずれかに記載のカラーフィルタ用感光性着色組成により形成される着色膜を含有することを特徴とするカラーフィルタ。
(Wherein, R 3 and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
(2) A trifunctional or higher polyfunctional acrylic monomer containing at least one of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and acid-modified acrylate thereof. The photosensitive coloring composition as described in (1).
(3) The photosensitive coloring composition as described in (1), wherein the content of the polymerization inhibitor is 0.1 to 0.5%.
(4) The color filter according to any one of claims (1) to (3), wherein the color layer has a pixel composed of a color layer provided in a desired pattern for each color with an arbitrary number of colors. A color filter comprising a colored film formed by a photosensitive coloring composition for use.

本発明の感光性着色組成物を用いることにより、露光条件に関わらず高精細なパターンを形成でき、かつ耐溶剤性に優れたカラーフィルター用着色組成物を得ることができる。   By using the photosensitive coloring composition of the present invention, it is possible to obtain a coloring composition for a color filter that can form a high-definition pattern regardless of the exposure conditions and is excellent in solvent resistance.

本発明の感光性着色組成物に用いられる顔料としては、有機顔料、無機顔料等を用いることができるが、耐熱性、透明性の面から有機顔料が好ましい。中でも透明性が高く、耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れたものが好ましい。代表的な有機顔料の具体的な例をカラ−インデックス(CI)ナンバ−で示すと、次のようなものが好ましく使用されるが、いずれもこれらに限定されるものではない。   As the pigment used in the photosensitive coloring composition of the present invention, an organic pigment, an inorganic pigment, or the like can be used, but an organic pigment is preferable from the viewpoint of heat resistance and transparency. Among them, those having high transparency and excellent light resistance, heat resistance, and chemical resistance are preferable. When specific examples of typical organic pigments are represented by color index (CI) numbers, the following are preferably used, but they are not limited to these.

黄色顔料の例としては、ピグメントイエロ−(以下PYと略す)12、13、17、20、24、83、86、93、95、109、110、117、125、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、168、185などが使用される。
また、オレンジ色顔料の例としては、ピグメントオレンジ(以下POと略す)13、36、38、43、51、55、59、61、64、65、71などが使用される。
また、赤色顔料の例としては、ピグメントレッド(以下PRと略す)9、48、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254などが使用される。
また、紫色顔料の例としては、ピグメントバイオレット(以下PVと略す)19、23、29、30、32、37、40、50などが使用される。
また、青色顔料の例としては、ピグメントブル−(以下PBと略す)15、15:3、15:4、15:6、22、60、64などが使用される。
また、緑色顔料の例としては、ピグメントグリ−ン(以下PGと略す)7、10、36、などが使用される。
これらの顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理などの表面処理がされていてもかまわず、耐光性や耐溶剤性を損なわない程度に染料を含むことができる。
Examples of yellow pigments include pigment yellow (hereinafter abbreviated as PY) 12, 13, 17, 20, 24, 83, 86, 93, 95, 109, 110, 117, 125, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 168, 185, etc. are used.
Examples of orange pigments include pigment orange (hereinafter abbreviated as PO) 13, 36, 38, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71, and the like.
Examples of red pigments include pigment red (hereinafter abbreviated as PR) 9, 48, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 209, 215, 216, 217. 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 254, etc. are used.
Examples of purple pigments include pigment violet (hereinafter abbreviated as PV) 19, 23, 29, 30, 32, 37, 40, 50, and the like.
Examples of blue pigments include pigment blue (hereinafter abbreviated as PB) 15, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 22, 60, 64, and the like.
Examples of green pigments include pigment green (hereinafter abbreviated as PG) 7, 10, 36, and the like.
These pigments may be subjected to surface treatment such as rosin treatment, acidic group treatment, basic treatment and the like, if necessary, and can contain a dye to such an extent that the light resistance and solvent resistance are not impaired.

上記顔料は、例えばカラ−フィルタ−のR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)3色の画素が、CRT(陰極線管)蛍光体の色度特性、バックライトや液晶ディスプレイに用いる液晶特性に合うように、数色組み合わせて調色され使用することもできる。   The pigment is, for example, a color filter R (red), G (green), or B (blue) three-color pixel, chromaticity characteristics of a CRT (cathode ray tube) phosphor, liquid crystal used in a backlight or a liquid crystal display. To match the characteristics, it is possible to mix and use several colors.

R(レッド)の場合を例にあげると、PR−254とPR−177の組合せ、PR−254とPY−138の組合せ、PR−254とPY−139の組合せ、PR−209とPO−38の組合せ等で色度が調色される。
G(グリーン)の場合は、PG−7やPG−36と上記黄色顔料、例えば、PY−17、PY−83の組合せやPY−138の組合せ、PY−139の組合せ、PY−150の組合せ等で色度が調色される。
B(ブルー)の場合は、PB15:3やPB:15:6と紫色顔料、例えばPV−19やPV−23の組み合わせで調色される。
Taking the case of R (red) as an example, a combination of PR-254 and PR-177, a combination of PR-254 and PY-138, a combination of PR-254 and PY-139, a combination of PR-209 and PO-38 The chromaticity is adjusted by combination or the like.
In the case of G (green), PG-7 or PG-36 and the above yellow pigment, for example, PY-17, PY-83 combination, PY-138 combination, PY-139 combination, PY-150 combination, etc. To adjust the chromaticity.
In the case of B (blue), the color is adjusted by a combination of PB15: 3 or PB: 15: 6 and a purple pigment such as PV-19 or PV-23.

また、樹脂ブラックマトリクスに使用される顔料は、使用する有機溶剤および水に不溶であり遮光剤としての役割を果たすものであれば、特に限定されない。有機顔料としてピグメントブラック7の他、カーボンブラック、黒鉛、酸化鉄、酸化マンガン、チタンブラックなどが遮光剤として使用され、さらに表面処理を好ましく行うことができる。また、必要に応じて、これら遮光剤を混合して用いることもでき、他の色の顔料を添加することもできる。これら遮光剤のなかでも、少ない使用量で高い遮光性を得られることから、チタンブラックを含むことが好ましい。   The pigment used in the resin black matrix is not particularly limited as long as it is insoluble in the organic solvent and water used and plays a role as a light shielding agent. In addition to pigment black 7 as an organic pigment, carbon black, graphite, iron oxide, manganese oxide, titanium black and the like are used as a light shielding agent, and surface treatment can be preferably performed. If necessary, these light-shielding agents can be mixed and used, and pigments of other colors can be added. Among these light-shielding agents, titanium black is preferably included because high light-shielding properties can be obtained with a small amount of use.

本発明の感光性着色組成物は顔料を用い、分散機を用いて溶液中に均一に分散することが好ましい。顔料の分散方法に特に限定はなく、ボールミル、サンドグラインダー、3本ロールミル、高速度衝撃ミル、ビーズミルなど、公知の方法が使用できる。メディアを用いたビーズミルは微細な顔料を分散できるため好ましく用いられ、高精細なパターンを形成するのに好適である。   The photosensitive coloring composition of the present invention preferably uses a pigment and is uniformly dispersed in a solution using a disperser. The method for dispersing the pigment is not particularly limited, and known methods such as a ball mill, a sand grinder, a three-roll mill, a high speed impact mill, and a bead mill can be used. A bead mill using media is preferably used because it can disperse fine pigments, and is suitable for forming a high-definition pattern.

分散機を用いて顔料を分散させる工程としては、顔料と、アクリル系ポリマー、反応性モノマー、光重合開始剤、有機溶剤、および重合禁止剤を直接、分散機に投入し感光性着色組成物を得ることもできるが、生産性および設備面の簡便さの観点から、顔料、有機溶剤、好ましくはアクリル系ポリマー、好ましくはさらに分散剤を含有する顔料分散液としてあらかじめ調整しておくことが好ましい。   As a step of dispersing the pigment using a disperser, the pigment, an acrylic polymer, a reactive monomer, a photopolymerization initiator, an organic solvent, and a polymerization inhibitor are directly added to the disperser, and a photosensitive coloring composition is prepared. Although it can be obtained, it is preferable to prepare in advance as a pigment dispersion containing a pigment, an organic solvent, preferably an acrylic polymer, and preferably a dispersant, from the viewpoint of productivity and ease of equipment.

有機溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエチルエーテルなどの(ポリ)アルキレングリコールエーテル系溶剤、あるいは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル―3―メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシブチルアセテート、3―メチル―3―メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、3―メチル―3―メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類を用いることができ、これらの単独、あるいは2種類以上の混合溶剤も好ましく用いることができる。またこれら以外の溶剤との混合も好ましく用いられる。   The organic solvent is not particularly limited, for example, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, (Poly) alkylene glycol ether solvents such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol butyl ethyl ether, or propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl acetoacetate, methyl-3-methoxypropio , Ethyl-3-ethoxypropionate, methoxybut Aliphatic esters such as rubacetate and 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, or aliphatic alcohols such as ethanol, butanol, isopropanol and 3-methyl-3-methoxybutanol, and ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone These can be used, and these alone or two or more kinds of mixed solvents can also be preferably used. Mixing with other solvents is also preferably used.

ただし、本発明の着色組成物を第コーティング法により基板に塗布する場合には、膜厚の均一性、及び吐出スリット部に顔料凝集物が生じるのを防止する観点から、沸点が比較的高い溶剤を使用するのが好ましい。一方、沸点が高すぎると乾燥性が悪化するので、具体的には、150℃以上220℃以下の範囲に沸点を有する溶剤を用いるのが好ましい。   However, when the colored composition of the present invention is applied to the substrate by the first coating method, it is a solvent having a relatively high boiling point from the viewpoint of uniformity of film thickness and preventing the formation of pigment aggregates in the discharge slit portion. Is preferably used. On the other hand, if the boiling point is too high, the drying property is deteriorated. Specifically, it is preferable to use a solvent having a boiling point in the range of 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.

使用できるアクリル系樹脂としては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。   The acrylic resin that can be used is not particularly limited, but a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and an ethylenically unsaturated compound can be preferably used. Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetic acid, and acid anhydrides.

これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸nープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、トリシクロデカニルメタクリレートなどの脂環式基を側差に有するビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、1,3−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。   These may be used alone or in combination with other copolymerizable ethylenically unsaturated compounds. Specific examples of the copolymerizable ethylenically unsaturated compound include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-propyl methacrylate, and methacrylic acid. Isopropyl, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, iso-butyl acrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, Unsaturated carboxylic acid alkyl esters such as n-pentyl acrylate, n-pentyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, and isobornyl methacrylate , Aromatic vinyl compounds such as styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, α-methylstyrene, vinyl compounds having an alicyclic group such as tricyclodecanyl methacrylate on the side, amino Unsaturated carboxylic acid aminoalkyl ester such as ethyl acrylate, Unsaturated carboxylic acid glycidyl ester such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, Vinyl acid vinyl ester such as vinyl acetate and vinyl propionate, Acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, etc. Vinyl cyanide compounds, aliphatic conjugated dienes such as 1,3-butadiene and isoprene, polystyrene, polymethyl acrylate, polymer having an acryloyl group or a methacryloyl group at each end. Methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, but such macromonomers such as polysilicone and the like, but is not limited thereto.

また、側鎖にエチレン性不飽和基を付加したアクリル系樹脂を用いると、加工の際の感度がよくなるので好ましく用いることができる。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基のようなものがある。このような側鎖をアクリル系(共)重合体に付加させる方法としては、アクリル系(共)重合体のカルボキシル基や水酸基などを有する場合には、これらにエポキシ基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドを付加反応させる方法が一般的である。   Further, when an acrylic resin having an ethylenically unsaturated group added to the side chain is used, it can be preferably used because the sensitivity during processing is improved. Examples of ethylenically unsaturated groups include vinyl groups, allyl groups, acrylic groups, and methacrylic groups. As a method for adding such a side chain to an acrylic (co) polymer, when it has a carboxyl group or a hydroxyl group of an acrylic (co) polymer, an ethylenically unsaturated compound having an epoxy group therein In general, an addition reaction of acrylic acid or methacrylic acid chloride is used.

主鎖に対して付加することのできる不飽和基を有するエポキシ化合物としては、グリシジル基あるいは脂環式エポキシ基を有するエチレン性不飽和化合物が挙げられる。特に限定されるわけではないが、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、α−エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、(イソ)クロトン酸グリシジルエーテル、N−(3,5−ジメチル−4−グリシジル)ベンジルアクリルアミド、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートなどがあげられる。特にメタクリル酸および/またはアクリル酸とメタクリル酸メチル、ベンジルメタクリレート、スチレン、トリシクロデカニルメタクリレートから選ばれた3〜4元共重合体にグリシジルメタクリレートを付加したものは、感度および現像性が良好であるため好ましく用いられる。   Examples of the epoxy compound having an unsaturated group that can be added to the main chain include an ethylenically unsaturated compound having a glycidyl group or an alicyclic epoxy group. Although not particularly limited, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl α-ethyl acrylate, crotonyl glycidyl ether, (iso) crotonic acid glycidyl ether, N- (3,5-dimethyl-4-l Glycidyl) benzylacrylamide, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) acrylate, and the like. In particular, those obtained by adding glycidyl methacrylate to a quaternary copolymer selected from methacrylic acid and / or acrylic acid and methyl methacrylate, benzyl methacrylate, styrene, and tricyclodecanyl methacrylate have good sensitivity and developability. Therefore, it is preferably used.

本発明におけるバインダー樹脂の平均分子量Mw(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算したもの)は、3千〜20万が好ましく、さらに好ましくは9千〜10万である。3千未満では十分な硬化膜強度が得られず、また、20万を超えると現像性が悪化するため、好ましくない。また、適度なアルカリ現像性を得るためには、酸価は50〜200(mgKOH/g)であることが好ましく、70〜150(mgKOH/g)がより好ましい。   The average molecular weight Mw (measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve) of the binder resin in the present invention is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 9000 to 100,000. is there. If it is less than 3,000, sufficient cured film strength cannot be obtained, and if it exceeds 200,000, developability deteriorates, which is not preferable. Moreover, in order to obtain moderate alkali developability, the acid value is preferably 50 to 200 (mgKOH / g), more preferably 70 to 150 (mgKOH / g).

また顔料の分散を安定化させるために、分散剤として、顔料の中間体、誘導体といった低分子分散剤、高分子分散剤など公知のものが使用できる。顔料誘導体としては、例えば顔料骨格のアルキルアミン変性体やカルボン酸誘導体、スルホン酸誘導体などを挙げることができ、顔料の湿潤や微細顔料の安定化に有効である。これら顔料誘導体の中でも、有機顔料のスルホン酸誘導体は微細顔料の安定化に効果が大きく、好ましく用いられる。高分子分散剤としては、通常、カラーフィルター用に使用されるものであれば、特に限定されず、ポリエステル、ポリアルキルアミン、ポリアリルアミン、ポリイミン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、などのポリマー、またはこれらの共重合体など、種々のものを単独、または混合して用いることができる。   In order to stabilize the dispersion of the pigment, known dispersants such as low molecular dispersants such as pigment intermediates and derivatives, and high molecular dispersants can be used. Examples of the pigment derivative include an alkylamine-modified product of a pigment skeleton, a carboxylic acid derivative, and a sulfonic acid derivative, which are effective for wetting the pigment and stabilizing the fine pigment. Among these pigment derivatives, sulfonic acid derivatives of organic pigments are highly effective for stabilizing fine pigments and are preferably used. The polymer dispersant is not particularly limited as long as it is usually used for a color filter, and is not limited to polyester, polyalkylamine, polyallylamine, polyimine, polyamide, polyurethane, polyacrylate, polyimide, polyamideimide, etc. Various polymers such as these polymers or copolymers thereof can be used alone or in admixture.

かかる方法によって顔料分散液を調整した後、アクリル系樹脂、反応性モノマー、光重合開始剤、重合禁止剤、その他添加剤等を混合した希釈ワニスを用意し、顔料分散液と混合することで、感光性着色組成物を得ることができる。
アクリル系樹脂としては、上記のものが使用でき、また、顔料分散液にあらかじめ含有されている場合は、同じものであっても異なっていても良い。
After preparing the pigment dispersion by such a method, preparing a diluted varnish mixed with an acrylic resin, a reactive monomer, a photopolymerization initiator, a polymerization inhibitor, other additives, etc., and mixing with the pigment dispersion, A photosensitive coloring composition can be obtained.
As the acrylic resin, those described above can be used, and when they are previously contained in the pigment dispersion, they may be the same or different.

反応性モノマーとしては、下記構造式(1)または(2)で表されるものを含有することが好ましい。   As a reactive monomer, it is preferable to contain what is represented by following Structural formula (1) or (2).

Figure 2009204641
Figure 2009204641

(式中、Rは水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。mは2〜8の整数を示し、nは1〜20の整数を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents an integer of 2 to 8, and n represents an integer of 1 to 20.)

Figure 2009204641
Figure 2009204641

(式中、Rは水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。pおよびqはそれぞれ2〜8の整数を示し、rおよびsは2≦(r+s)≦20を満たす整数を示す。Xは、炭素数1〜12の直鎖若しくは分岐のアルキル基、または下記一般式(3)で表される基で示される。) (In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. P and q each represents an integer of 2 to 8, and r and s are integers satisfying 2 ≦ (r + s) ≦ 20. X is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a group represented by the following general formula (3).

Figure 2009204641
Figure 2009204641

(式中、RおよびRは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。)
これら、構造式(1)で表される反応性モノマーとしては、ジエチレングリコールジアクリレートやトリエチレングリコールジアクリレートなどのポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートが、構造式(2)で表される反応性モノマーとしては、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(Wherein, R 3 and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
As the reactive monomer represented by the structural formula (1), polyethylene glycol di (meth) acrylate such as diethylene glycol diacrylate or triethylene glycol diacrylate is used as the reactive monomer represented by the structural formula (2). Examples thereof include polytetramethylene glycol diacrylate and bisphenol A ethylene oxide (meth) acrylate.

また三官能以上の多官能性アクリルモノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、もしくはこれらのアルキル変性物、アルキルエーテル変性物やアルキルエステル変性物などを用いることができる。中でも、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、およびその酸変性アクリレートのうちいずれか一種以上を含有することが好ましい。   Trifunctional or higher polyfunctional acrylic monomers include trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, tetratrimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triacryl formal, pentaerythritol tetra ( It is possible to use (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, an alkyl modified product thereof, an alkyl ether modified product, an alkyl ester modified product, or the like. Among these, it is preferable to contain at least one of dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and acid-modified acrylate thereof.

これら反応性モノマーのうち、上記構造式(1)または(2)で表される二官能性モノマーの含有量が10〜50質量%、三官能以上の多官能性アクリルモノマーの含有量が20〜90質量%であり、反応性モノマーの全固形分中にしめる含有量が20質量%以上でかつ、全樹脂成分中にしめる含有量が30%以上であることが好ましい。これらの範囲内で適宜、反応性モノマーを混合することにより、高感度でかつ極性溶媒浸漬時にもクラックやシワなどの発生がほとんどなく、かつ色差の小さい良好なパターンを形成することができる。   Among these reactive monomers, the content of the bifunctional monomer represented by the structural formula (1) or (2) is 10 to 50% by mass, and the content of the trifunctional or higher polyfunctional acrylic monomer is 20 to 20%. It is preferably 90% by mass, the content contained in the total solid content of the reactive monomer is 20% by mass or more, and the content contained in all the resin components is preferably 30% or more. By appropriately mixing the reactive monomer within these ranges, it is possible to form a good pattern with high sensitivity and little occurrence of cracks and wrinkles even when immersed in a polar solvent and having a small color difference.

光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物あるいはチタネート等の無機系光重合開始剤など公知のものが使用できる。   As photopolymerization initiators, inorganic photopolymerization initiators such as benzophenone compounds, acetophenone compounds, thioxanthone compounds, imidazole compounds, benzothiazole compounds, benzoxazole compounds, triazine compounds, phosphorus compounds or titanates A publicly known thing can be used.

例えば、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−(4−メチル)ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、4−(p−メトキシフェニル)−2,6−ジ−(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどがあげられる。   For example, benzophenone, N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl Ketal, α-hydroxyisobutylphenone, thioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1 -One, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2- (4-methyl) benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl)- The Non-1, t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2,3-dichloroanthraquinone, 3-chloro-2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenanthraquinone, 1,2-benzoanthraquinone, 1,4-dimethylanthraquinone, 2-phenylanthraquinone, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 4 -(P-methoxyphenyl) -2,6-di- (trichloromethyl) -s-triazine and the like.

また、1−(9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル)チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製“CGI242”などのカルバゾール系化合物が感度向上が見込めるため好ましく用いられる。   Further, carbazole compounds such as 1- (9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl) Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. “CGI242” are preferable because sensitivity improvement can be expected. Used.

さらに芳香族、脂肪族の第3級アミンなどの増感助剤を添加すると、さらに感度を向上させることができ好ましい。また、これらの光重合開始剤は2種類以上を併用して用いることもできる。光重合開始剤の添加量としては、特に限定はないが、感光性着色組成物全固形分に対して、好ましくは2〜30質量%、より好ましくは5〜25質量%である。   Further, it is preferable to add a sensitizing aid such as an aromatic or aliphatic tertiary amine because the sensitivity can be further improved. Moreover, these photoinitiators can also be used in combination of 2 or more types. Although there is no limitation in particular as the addition amount of a photoinitiator, Preferably it is 2-30 mass% with respect to the photosensitive coloring composition total solid, More preferably, it is 5-25 mass%.

本発明で用いる重合禁止剤としては、ヒドロキノン系、およびカテコール系のものである。
より具体的には、ヒドロキノン系のものとしては、ヒドロキノン、tert−ブチルヒドロキノン、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ヒドロキノン、2,5−ビス(1,1−ジメチルブチル)ヒドロキノンなどが挙げられ、カテコール系のものとしては、カテコール、tert−ブチルカテコールなどが挙げられる。
As the polymerization inhibitor used in the present invention, hydroquinone-based and catechol-based ones.
More specifically, hydroquinone, hydroquinone, tert-butylhydroquinone, 2,5-bis (1,1,3,3-tetramethylbutyl) hydroquinone, 2,5-bis (1,1- Dimethylbutyl) hydroquinone and the like, and catechol-based ones include catechol and tert-butylcatechol.

これら重合禁止剤の添加量は、全樹脂分に対して、好ましくは0.1〜0.5質量%である。添加量が0.1質量%より少ない場合は、画素の太りを軽減する効果が小さいため好ましくなく、0.5質量%を超える場合は、極性溶媒浸漬時に感度の低下により膜表面が浸食され、色差が悪化し、シミが発生しやすくなるため好ましくない。これら重合禁止剤は、2種類以上を混合して使用こともできる。なお、ここでいう顔料を除く固形分とは、顔料および顔料誘導体を除く固形分であって、有機溶剤を除く、アクリル系樹脂、高分子分散剤、反応性モノマー、光重合開始剤、その他添加剤などを含む、樹脂分および低分子化合物の総量である。具体的には、感光性着色組成物を、2000〜40,000倍の重力加速度を持つ遠心分離機に1〜60分間、例えば20,000倍の重量加速度で10分間処理し、顔料成分を沈降させた後、沈降分を除いた溶液を常圧中、もしくは減圧中で、40℃〜200℃で10分〜24時間、例えば150℃で60分間加熱し有機溶媒成分を気化、乾燥させることで測定することができる。   The addition amount of these polymerization inhibitors is preferably 0.1 to 0.5% by mass with respect to the total resin content. When the amount added is less than 0.1% by mass, the effect of reducing the pixel thickness is small, which is not preferable. When the amount exceeds 0.5% by mass, the film surface is eroded due to a decrease in sensitivity when immersed in a polar solvent, This is not preferable because the color difference deteriorates and stains are likely to occur. Two or more of these polymerization inhibitors can be mixed and used. Here, the solid content excluding pigment refers to the solid content excluding pigments and pigment derivatives, excluding organic solvents, acrylic resins, polymer dispersants, reactive monomers, photopolymerization initiators, and other additions It is the total amount of the resin component and the low molecular weight compound including the agent. Specifically, the photosensitive coloring composition is treated in a centrifuge having a gravitational acceleration of 2000 to 40,000 times for 1 to 60 minutes, for example, at a weight acceleration of 20,000 times for 10 minutes, and the pigment component is precipitated. Then, the solution from which the sediment has been removed is heated at 40 ° C. to 200 ° C. for 10 minutes to 24 hours, for example, at 150 ° C. for 60 minutes, to evaporate and dry the organic solvent component under normal pressure or reduced pressure. Can be measured.

上記以外のヒンダードフェノール系や、リン系、イオウ系、アミン系などの重合禁止剤もしくは酸化防止剤は、画素がマスクサイズに対して太り、設計通りの高精細なパターンが形成できない傾向があり、また、分解物や未反応物が塗膜中に残存することに起因すると推定される電気的信頼性の悪化が見られるため好ましくない。   Other hindered phenols, phosphorus-based, sulfur-based, and amine-based polymerization inhibitors or antioxidants tend to be thicker than the mask size and fail to form high-definition patterns as designed. In addition, it is not preferable because degradation of electrical reliability presumed to be caused by decomposition products and unreacted materials remaining in the coating film is observed.

本発明の感光性着色組成物は、その他添加剤を含有していてもよい。例えば、有機溶剤、アクリル系樹脂以外の高分子化合物、密着改良剤や界面活性剤、有機酸、有機アミノ化合物、硬化剤などが挙げられる。
有機溶剤としては、公知のもの、例えば上記顔料分散液に記載のものなど使用でき、顔料分散液に含有されるものと同じものであっても異なっていても良い。
The photosensitive coloring composition of the present invention may contain other additives. Examples thereof include organic solvents, polymer compounds other than acrylic resins, adhesion improvers and surfactants, organic acids, organic amino compounds, and curing agents.
As the organic solvent, known solvents such as those described in the pigment dispersion can be used, and they may be the same as or different from those contained in the pigment dispersion.

高分子化合物としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリイミド前駆体など種々のものを用いることができる。   As the polymer compound, various materials such as acrylic resin, alkyd resin, melamine resin, polyvinyl alcohol, polyester, polyether, polyamide, polyamideimide, polyimide, polyimide precursor, and the like can be used.

密着改良剤は、塗膜の基板への密着性を向上させる目的で、好ましく添加することができる。例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が挙げられる。   The adhesion improving agent can be preferably added for the purpose of improving the adhesion of the coating film to the substrate. For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-amino Propyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3- Examples include silane coupling agents such as chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.

界面活性剤は、感光性着色組成物の塗布性、および着色層の表面の均一性を良好にする目的で、あるいは、顔料の分散性を良好にする目的で添加することができる。かかる界面活性剤の添加量は、顔料に対して、好ましくは0.001〜10質量%、さらに好ましくは0.01〜1質量%であるのがよい。添加量がこの範囲より少ないと、塗布性、着色膜表面の均一性の改良、あるいは顔料分散性の改良の効果が小さく、多すぎると逆に塗布性が不良となったり、顔料の凝集が起こる場合があるため好ましくない。具体的には、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレートなどの非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤やシリコン系界面活性剤などがあげられる。
かかる方法により得られた感光性着色組成物は、さらに遠心機、濾過器などを用いて粗大粒子や粉塵などの不純物を除去することも好ましく行われる。
The surfactant can be added for the purpose of improving the coating property of the photosensitive coloring composition and the surface uniformity of the colored layer, or for the purpose of improving the dispersibility of the pigment. The amount of the surfactant added is preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 1% by mass, based on the pigment. If the added amount is less than this range, the effect of improving the coating property, the uniformity of the colored film surface, or the pigment dispersibility is small, and if it is too much, the coating property is poor or the pigment is aggregated. Since there are cases, it is not preferable. Specifically, anionic surfactants such as ammonium lauryl sulfate and polyoxyethylene alkyl ether sulfate triethanolamine, cationic surfactants such as stearylamine acetate and lauryltrimethylammonium chloride, lauryldimethylamine oxide, laurylcarboxymethylhydroxy Examples include amphoteric surfactants such as ethylimidazolium betaine, nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and sorbitan monostearate, fluorine-based surfactants, and silicon-based surfactants. .
The photosensitive coloring composition obtained by such a method is also preferably subjected to removal of impurities such as coarse particles and dust using a centrifuge, a filter or the like.

本発明の感光性着色組成物において、顔料は、通常、感光性着色組成物の全固形分中に5〜80質量%、好ましくは10〜60質量%の範囲で用いられる。顔料の量が5%より少ないと色純度が低く好ましくなく、60質量%より多いと現像不良やパターンの剥がれが起こりやすいため好ましくない。   In the photosensitive coloring composition of the present invention, the pigment is usually used in the range of 5 to 80% by mass, preferably 10 to 60% by mass in the total solid content of the photosensitive coloring composition. If the amount of the pigment is less than 5%, the color purity is unfavorably low, and if the amount is more than 60% by mass, it is not preferable because development failure or pattern peeling tends to occur.

次に、本発明の感光性着色組成物を用いたカラーフィルターの製造方法の例を説明する。感光性着色組成物を基板上に塗布する方法としては、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板を着色組成物中に浸漬する方法、着色組成物を基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。   Next, the example of the manufacturing method of the color filter using the photosensitive coloring composition of this invention is demonstrated. As a method of applying the photosensitive coloring composition on the substrate, a method of applying to the substrate by a spin coater, a bar coater, a blade coater, a roll coater, a die coater, a screen printing method, or the like, or immersing the substrate in the coloring composition Various methods, such as a method and spraying a coloring composition on a substrate, can be used.

また、かかる基板としては、通常、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの透明基板や、シリコン、ガリウム−ひ素などの半導体基板などが用いられるが、特にこれらに限定されない。なお、かかる基板上に本発明の感光性着色組成物を塗布する場合、シランカップリング剤などの接着助剤で基板表面を処理しておくと、着色膜と基板の接着力を向上させることができる。   In addition, as such a substrate, a transparent substrate such as soda glass, non-alkali glass, borosilicate glass, or quartz glass, or a semiconductor substrate such as silicon or gallium-arsenide is usually used, but is not particularly limited thereto. When applying the photosensitive coloring composition of the present invention on such a substrate, if the substrate surface is treated with an adhesion aid such as a silane coupling agent, the adhesion between the colored film and the substrate can be improved. it can.

上記により、基板上に本発明の感光性着色組成物を塗布した後、風乾、減圧乾燥、加熱乾燥などにより有機溶剤を除去し、塗膜を形成する。とくに減圧乾燥工程を設けた後、オーブンあるいはホットプレートで追加の加熱乾燥することにより、対流によって生じる塗布欠点が解消され収率が向上する。減圧乾燥は常温〜100℃、5秒〜10分、気圧500〜5Pa、より好ましくは気圧100〜10Paの範囲で行うのが好ましい。加熱乾燥はオーブン、ホットプレートなどを使用し、50〜120℃の範囲で10秒〜30分行うのが好ましい。この後、必要に応じて塗膜上に酸素遮断膜を設けても良い。   After applying the photosensitive coloring composition of the present invention on the substrate as described above, the organic solvent is removed by air drying, reduced pressure drying, heat drying or the like to form a coating film. In particular, after providing a vacuum drying step, additional heating and drying in an oven or a hot plate eliminates coating defects caused by convection and improves the yield. The drying under reduced pressure is preferably performed in the range of normal temperature to 100 ° C., 5 seconds to 10 minutes, atmospheric pressure 500 to 5 Pa, more preferably atmospheric pressure 100 to 10 Pa. Heat drying is preferably performed using an oven, a hot plate or the like at a temperature of 50 to 120 ° C. for 10 seconds to 30 minutes. Thereafter, an oxygen barrier film may be provided on the coating film as necessary.

次に、露光を行う。該感光性着色組成物の塗膜上にマスクを設置し、超高圧水銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯等を用いて、紫外線等により選択的に露光する。露光量は365nmにおける放射照度の時間積分値で表され、特に限定されるわけではないが、好ましくは10mJ/cm〜200mJ/cm、より好ましくは20mJ/cm〜100mJ/cmである。10mJ/cmより小さい場合は透明樹脂層のパターンが硬化不足のために現像時に剥がれてしまうことがあるため好ましくなく、200mJ/cmより大きい場合はタクトタイムが長くなり生産効率が悪いため好ましくない。 Next, exposure is performed. A mask is placed on the coating film of the photosensitive coloring composition and selectively exposed to ultraviolet rays or the like using an ultrahigh pressure mercury lamp, a chemical lamp, a high pressure mercury lamp or the like. Exposure is represented by the time-integrated values of irradiance at 365 nm, but are not particularly limited, is preferably 10mJ / cm 2 ~200mJ / cm 2 , more preferably 20mJ / cm 2 ~100mJ / cm 2 . If it is less than 10 mJ / cm 2, the pattern of the transparent resin layer may be peeled off during development due to insufficient curing, and if it is greater than 200 mJ / cm 2, it is preferable because the tact time becomes long and the production efficiency is poor. Absent.

ついでアルカリ性現像液で現像を行う。アルカリ性現像液に用いるアルカリ性物質としては特に限定はしないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の3級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン等の4級アンモニウム塩、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール等のアルコールアミン類、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノナン、モルホリン等の環状アミン類などの有機アルカリ類等が挙げられる。   Next, development is performed with an alkaline developer. Although it does not specifically limit as an alkaline substance used for an alkaline developing solution, For example, inorganic alkalis, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n- Primary amines such as propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, and tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) , Quaternary ammonium salts such as choline, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol and other alcohol amines, pyrrole, piperidine, 1,8-dia Bicyclo [5,4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonane, organic alkalis such as cyclic amines such as morpholine, and the like.

これら現像液のアルカリ性物質の濃度は特に限定されるわけではないが、通常0.01〜50質量%、好ましくは0.05〜5質量%である。また、現像液は作業環境、廃現像液処理の点から、アルカリ水溶液の水系現像液が好ましい。アルカリ水溶液の水系現像液を用いる場合、現像液にエタノール、γーブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の水溶性有機溶剤を適宜加えても良い。
現像方式は浸漬法、スプレー法、パドル法等を用いるが特に限定しない。また、現像後適宜純水などによる洗浄工程を加えても良い。
The concentration of the alkaline substance in the developer is not particularly limited, but is usually 0.01 to 50% by mass, preferably 0.05 to 5% by mass. The developer is preferably an aqueous aqueous developer in terms of working environment and waste developer treatment. In the case of using an aqueous alkaline aqueous developer, a water-soluble organic solvent such as ethanol, γ-butyrolactone, dimethylformamide, or N-methyl-2-pyrrolidone may be appropriately added to the developer.
The development method uses an immersion method, a spray method, a paddle method or the like, but is not particularly limited. Moreover, you may add the washing process by a pure water etc. suitably after image development.

ここで、現像液として非イオン系界面活性剤などの界面活性剤を0.01〜1質量%添加したアルカリ性現像液を使用すると、より良好なパターンが得られるため好ましい。   Here, it is preferable to use an alkaline developer added with 0.01 to 1% by mass of a surfactant such as a nonionic surfactant as the developer because a better pattern can be obtained.

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

上記方法で任意の色数について逐次着色パターンを形成せしめると、所望のパターン状に設けられた着色層からなる画素を有する液晶表示装置用カラーフィルターが作製できる。ここで着色組成物のパターニング順序は限定されない。また、色数は任意だが、RGBの3色、もしくは樹脂ブラックマトリクスを加えた4色が好ましい。   When a colored pattern is sequentially formed for an arbitrary number of colors by the above method, a color filter for a liquid crystal display device having a pixel composed of a colored layer provided in a desired pattern can be produced. Here, the patterning order of the coloring composition is not limited. Although the number of colors is arbitrary, three colors of RGB or four colors including a resin black matrix are preferable.

また必要に応じて、ブラックマトリックス、保護膜、透明電導膜等を形成することができる。これらを形成する位置、形成順序、形成方法などは、特に限定されない。一例として、基板上にブラックマトリックスを形成し、その上に着色層、さらにその上に保護膜、さらにその上に透明導電膜を形成するなどの構成が挙げられる。   Moreover, a black matrix, a protective film, a transparent conductive film, etc. can be formed as needed. The position where these are formed, the order of formation, the formation method, and the like are not particularly limited. As an example, a black matrix is formed on a substrate, a colored layer is formed thereon, a protective film is further formed thereon, and a transparent conductive film is formed thereon.

以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、これによって本発明の範囲は何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail using an Example, the scope of the present invention is not restrict | limited at all by this.

(パターン作製方法)
感光性着色組成物を、無アルカリガラス(日本電気硝子(株)製、OA10:50mm×70mm、厚さ0.7mm)基板表面上に、スピンコーター(ミカサ(株)製、1H−D2型)を用いて塗布したのち、90℃のイナートオーブン(ダバイエスペック(株)製、PERFECTOVEN PV−210)内で10分間加熱乾燥(プリベイク)を行い、膜厚2.00μmの塗膜を形成した。その後、この基板を室温に冷却したのち、露光機(ユニオン光学(株)製、紫外線露光機PEM−6M、コリメーションアングルθ=2°、i線(365nm)照度=40mW/cm)を用い、フォトマスク(HOYA(株)製、ネガマスク、ストライプ設計線幅50μm)を介して、j線:313nm、i線:365nm、h線:405nmおよびg線:436nmの各波長を含む紫外線で所定の露光量で露光した。
(Pattern preparation method)
The photosensitive coloring composition is spin-coated (Mikasa Co., Ltd., 1H-D2 type) on a non-alkali glass (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., OA10: 50 mm × 70 mm, thickness 0.7 mm) substrate surface. Then, the film was dried by heating (prebaking) for 10 minutes in an inert oven (manufactured by Davai Speck Co., Ltd., PERFECTOVEN PV-210) at 90 ° C. to form a coating film having a thickness of 2.00 μm. Then, after cooling this substrate to room temperature, using an exposure machine (Union Optics Co., Ltd., UV exposure machine PEM-6M, collimation angle θ = 2 °, i-line (365 nm) illuminance = 40 mW / cm 2 ), Through a photomask (manufactured by HOYA Co., Ltd., negative mask, stripe design line width 50 μm), predetermined exposure with ultraviolet rays including wavelengths of j-line: 313 nm, i-line: 365 nm, h-line: 405 nm, and g-line: 436 nm Exposed in quantity.

次に、水酸化テトラメチルアンモニウム(三菱ガス化学(株)、TMAH)0.2質量%とエマルゲンA−60(花王(株)製)を0.5質量%含む23℃の水溶液を現像液に用い、基板を自動現像装置(ミカサ(株)製、AD−2000)で所定の時間シャワー現像したのち、純水で洗浄し、風乾した。さらに230℃のイナートオーブン(ダバイエスペック(株)製、HIGHTEMPOVEN PV−110)内で30分間加熱乾燥(ポストベイク)を行い、基板上に各色カラーフィルターを作製した。   Next, a 23 ° C. aqueous solution containing 0.2% by mass of tetramethylammonium hydroxide (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., TMAH) and 0.5% by mass of Emulgen A-60 (manufactured by Kao Corporation) is used as a developer. The substrate was subjected to shower development for a predetermined time by an automatic developing device (manufactured by Mikasa Co., Ltd., AD-2000), washed with pure water, and air-dried. Furthermore, heat drying (post-baking) was performed for 30 minutes in an inert oven (manufactured by Davai Speck Co., Ltd., HIGHTEMPOVEN PV-110) at 230 ° C., and each color filter was produced on the substrate.

(評価方法)
1.線幅の露光量依存性
上記のパターン作製方法に従って、50μmストライプパターンのフォトマスクを介して30、60、90mJ/cmの露光量と露光ギャップ100μmで露光した。現像時間は50秒から70秒とし、形成したカラーフィルターパターンの形状について、光学顕微鏡(オリンパス販売(株)製BH3−MJL、およびケイエスオリンパス(株)製XD200)を用いて画素形状の観察および画素幅の測定を行い、マスク設計線幅と得られたパターンの線幅の差を求めた。
○:各露光量で得られた線幅の差が3μm以下のもの。
×:各露光量で得られた線幅の差が3μmより大きいもの。
(Evaluation methods)
1. Dependence on exposure amount of line width In accordance with the above pattern production method, exposure was performed with an exposure amount of 30, 60, 90 mJ / cm 2 and an exposure gap of 100 μm through a photomask having a 50 μm stripe pattern. The development time is 50 seconds to 70 seconds, and the shape of the formed color filter pattern is observed using an optical microscope (BH3-MJL manufactured by Olympus Sales Co., Ltd. and XD200 manufactured by KS Olympus Co., Ltd.) The width was measured, and the difference between the mask design line width and the line width of the obtained pattern was obtained.
A: The difference in line width obtained at each exposure amount is 3 μm or less.
X: The difference of the line | wire width obtained by each exposure amount is larger than 3 micrometers.

2.耐溶剤性試験
上記のパターン作製方法に従って、100μmストライプパターンのフォトマスクを介して120mJ/cmの露光量と露光ギャップ100μmで露光した。現像時間は50秒から70秒とし、形成したカラーフィルターパターンを顕微分光装置(大塚電子(株)製MCPD−2000)を用いてCIELAB測色値(L*,a*,b*)を測定した。このパターンをN―メチルピロリドン(以下NMPとする)中に5分浸漬させ、エアブローなしに120℃のホットプレートで2分乾燥させ、再度顕微分光装置を用いてCIELAB測色値を測定し、浸漬前の測色値との間の色差ΔEab*を求めた。
○:上記色差ΔEab*が3以内であるもの。
×:上記色差ΔEab*が3以上であるもの。
2. Solvent Resistance Test According to the above pattern preparation method, exposure was performed with an exposure amount of 120 mJ / cm 2 and an exposure gap of 100 μm through a photomask having a 100 μm stripe pattern. The development time was 50 seconds to 70 seconds, and CIELAB colorimetric values (L *, a *, b *) were measured for the formed color filter pattern using a microspectroscope (MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). . This pattern is immersed in N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) for 5 minutes, dried on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes without air blow, and CIELAB colorimetric values are measured again using a microspectrophotometer. The color difference ΔEab * between the previous colorimetric values was determined.
◯: The color difference ΔEab * is within 3
X: The color difference ΔEab * is 3 or more.

また、浸漬後のパターン表面を光学顕微鏡(オリンパス販売(株)製BH3−MJL、およびケイエスオリンパス(株)製XD200)を用いて観察した。
○:クラックやシワなどがほとんどないもの。
△:クラックやシワは少ないが、シミが発生しているもの。
×:クラックやシワが多発しているもの。
Moreover, the pattern surface after immersion was observed using the optical microscope (Olympus sales BH3-MJL and KS Olympus XD200).
○: No cracks or wrinkles.
Δ: There are few cracks and wrinkles, but there are spots.
X: A crack and a wrinkle occur frequently.

(アクリル系樹脂の合成例)
1000ccの4つ口フラスコに3−メトキシ−3−メチル−ブタノール150gを仕込み、これを90℃に保ち、窒素シール、撹拌を行いながらメタクリル酸メチル30g、スチレン30g、メタクリル酸40gにn−ドデシルメルカプタン1.1g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.2gを混合して滴下ロートで30分かけて滴下した。この後4時間反応を続けた後、窒素シールをやめ、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.1g、ジメチルベンジルアミン0.4gを加えた。グリシジルメタクリレート33gを30分かけて滴下し、さらに90℃で3時間撹拌することで反応を行った。室温に戻した後、精製水/アセトンの混合溶剤に滴下することで再沈殿させ、濾過、乾燥することにより平均分子量Mw4万、酸価115mgKOH/gの粉末状のアクリル系樹脂(ポリマーAとする)を得た。
(Synthesis example of acrylic resin)
In a 1000 cc four-necked flask, 150 g of 3-methoxy-3-methyl-butanol was charged, kept at 90 ° C., sealed with nitrogen, stirred and stirred with 30 g of methyl methacrylate, 30 g of styrene, and 40 g of methacrylic acid with n-dodecyl mercaptan. 1.1 g and 1.2 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile were mixed and added dropwise using a dropping funnel over 30 minutes. Thereafter, the reaction was continued for 4 hours, then the nitrogen sealing was stopped, and 0.1 g of hydroquinone monomethyl ether and 0.4 g of dimethylbenzylamine were added. Reaction was performed by adding 33 g of glycidyl methacrylate dropwise over 30 minutes and further stirring at 90 ° C. for 3 hours. After returning to room temperature, it is re-precipitated by dropping it into a mixed solvent of purified water / acetone, filtered and dried to obtain a powdery acrylic resin (polymer A) having an average molecular weight Mw of 40,000 and an acid value of 115 mgKOH / g. )

実施例1
顔料としてピグメントレッド254とピグメントレッド177の60/40(重量比)混合物を13.5重量部、高分子分散剤として“Disperbyk”2001(ビックケミージャパン(株)製、46質量%)を10重量部、ポリマーAを4.5重量部、有機溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMEAとする)72重量部を混合した後、ジルコニアビーズが充填されたミル型分散機を用いて分散し、顔料分散液を得た。
Example 1
13.5 parts by weight of a 60/40 (weight ratio) mixture of Pigment Red 254 and Pigment Red 177 as a pigment, and 10 weights of “Disperbyk” 2001 (produced by Big Chemie Japan Co., Ltd., 46% by mass) as a polymer dispersant Part, 4.5 parts by weight of polymer A, and 72 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as PGMEA) as an organic solvent, and then dispersed using a mill type disperser filled with zirconia beads, A pigment dispersion was obtained.

次に、この顔料分散液100重量部に対し、反応性モノマーとして、構造式(1)で−Rは−H、m=2、n=9で表される化合物(共栄社油脂(株)製、ライトエステル9EG)を3.5重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(日本化薬(株)製“カヤキュア”DPHA、以下DPHAとする)を7.5重量部、光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製 イルガキュア907、以下IC907とする)を2.2重量部、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬(株)製 、以下DETX−Sとする)を1.1重量部、密着改良剤としてビニルトリメトキシシラン(信越化学(株)製 KBM1003、以下KBM1003とする)を1.2重量部、界面活性剤としてメガファックR−08(大日本化学工業(株)製、以下R−08とする)を0.1重量部、重合禁止剤として2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ヒドロキノン(和光純薬工業(株)製、以下DOHQとする)0.1重量部(全樹脂分に対して0.5質量%)、および有機溶剤としてPGMEA100重量部を混合して、感光性着色組成物を調製した。50μm線幅及び耐溶剤性試験の評価結果を表1に示す。全ての評価項目において良好な結果であり、パターン線幅の露光量依存性も小さく高精細でかつ耐溶剤性に優れたパターンが得られた。 Next, with respect to 100 parts by weight of this pigment dispersion, as a reactive monomer, -R 1 in the structural formula (1) is represented by -H, m = 2, and n = 9 (manufactured by Kyoeisha Yushi Co., Ltd.). 3.5 parts by weight of light ester 9EG), 7.5 parts by weight of a mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (“Kayacure” DPHA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., hereinafter referred to as DPHA), As a photopolymerization initiator, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., hereinafter referred to as IC907) was 2.2. Part by weight, 1.1 parts by weight of 2,4-diethylthioxanthone (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., hereinafter referred to as DETX-S), vinyltoid as adhesion improver 1.2 parts by weight of methoxysilane (KBM1003 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., hereinafter referred to as KBM1003) and Megafac R-08 (manufactured by Dainippon Chemical Co., Ltd., hereinafter referred to as R-08) as a surfactant 0.1 part by weight, 2,5-bis (1,1,3,3-tetramethylbutyl) hydroquinone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter referred to as DOHQ) as a polymerization inhibitor 0.1 part by weight ( The photosensitive coloring composition was prepared by mixing 100 parts by weight of PGMEA as an organic solvent and 0.5% by mass with respect to the total resin content. Table 1 shows the evaluation results of the 50 μm line width and the solvent resistance test. Good results were obtained for all the evaluation items, and the pattern line width was small in dependence on the exposure amount, and a pattern with high definition and excellent solvent resistance was obtained.

実施例2
実施例1において、ライトエステル9EGを、構造式(1)で−R1は−H、m=2、n=14で表される化合物(共栄社油脂(株)製、ライトエステル14EG)に変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。評価結果を表1に示す。得られたパターンは耐溶剤性に優れており、パターン線幅の露光量依存性も小さかった。
Example 2
In Example 1, except that the light ester 9EG was changed to a compound represented by the structural formula (1), where -R1 is -H, m = 2, and n = 14 (manufactured by Kyoeisha Yushi Co., Ltd., light ester 14EG). The same operation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 1. The obtained pattern was excellent in solvent resistance, and the dependency of the pattern line width on the exposure amount was also small.

実施例3
実施例1において、ライトエステル9EGを、構造式(2)で−Rは−CH、p=q=2、r+s=6でXが構造式(3)(日本油脂(株)製、ブレンマーPDBE−250)で表される化合物に変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。評価結果を表1に示す。得られたパターンは耐溶剤性に優れており、パターン線幅の露光量依存性も小さかった。
Example 3
In Example 1, the light ester 9EG is represented by the structural formula (2), -R 2 is -CH 3 , p = q = 2, r + s = 6 and X is the structural formula (3) (Nippon Yushi Co., Ltd., Blemmer The same operation as in Example 1 was carried out except that the compound was changed to the compound represented by PDBE-250). The evaluation results are shown in Table 1. The obtained pattern was excellent in solvent resistance, and the dependency of the pattern line width on the exposure amount was also small.

実施例4
実施例1において、重合禁止剤DOHQを0.02重量部(全樹脂分に対して0.1質量%)添加する以外は実施例1と同様の操作を行った。評価結果を表1に示す。得られたパターンは耐溶剤性に優れており、パターン線幅の露光量依存性も小さかった。
Example 4
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that 0.02 part by weight of the polymerization inhibitor DOHQ (0.1% by mass relative to the total resin content) was added. The evaluation results are shown in Table 1. The obtained pattern was excellent in solvent resistance, and the dependency of the pattern line width on the exposure amount was also small.

比較例1
反応性モノマーとして、二官能性モノマーを用いず、全てDPHAを用いた以外は実施例1と同様にして感光性着色組成物を調整した。色差とパターン線幅の露光量依存性は良好であったが、NMP浸漬後の膜表面にはクラックやシワが観察された。
Comparative Example 1
A photosensitive coloring composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that DPHA was used as the reactive monomer and not all the bifunctional monomer. Although the dependency of the color difference and the pattern line width on the exposure amount was good, cracks and wrinkles were observed on the film surface after NMP immersion.

比較例2
反応性モノマーとして、ライトエステル9EGを1.8重量部、DPHAを4.2重量部、ポリマーAを5.0重量部用いた以外は実施例1と同様にして感光性着色組成物を調整した。実施例1に比べ反応性モノマーの含有量が減り、NMP浸漬後の膜にはシミが観察され、色差も3以上と悪化した。
Comparative Example 2
A photosensitive coloring composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.8 parts by weight of light ester 9EG, 4.2 parts by weight of DPHA, and 5.0 parts by weight of polymer A were used as reactive monomers. . Compared with Example 1, the content of the reactive monomer decreased, stains were observed in the film after NMP immersion, and the color difference was also deteriorated to 3 or more.

比較例3
実施例1において、重合禁止剤DOHQを0.2重量部(全樹脂分に対して1.0質量%)添加する以外は実施例1と同様の操作を行った。パターン線幅の露光量依存性は非常に小さく、NMP浸漬後の色差も良好であったが、膜上にシミが観察された。
Comparative Example 3
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that 0.2 part by weight of the polymerization inhibitor DOHQ (1.0% by mass relative to the total resin content) was added. The dependence of the pattern line width on the exposure dose was very small, and the color difference after immersion in NMP was good, but spots were observed on the film.

比較例4
重合禁止剤の添加無しである以外は実施例1と同様にして感光性着色組成物を調整した。NMP耐性は良好であったが、露光量によって線幅の変換差が大きくなり高精細なパターンを作製することが困難であった。
Comparative Example 4
A photosensitive coloring composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that no polymerization inhibitor was added. Although the NMP resistance was good, it was difficult to produce a high-definition pattern because the line width conversion difference increased with the exposure dose.

Figure 2009204641
Figure 2009204641

Claims (4)

少なくとも顔料、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、反応性モノマー、重合禁止剤および有機溶剤を含有する感光性着色組成物であって、下記一般式(1)または一般式(2)で表されるポリエーテルを有する二官能性モノマーおよび三官能以上の多官能性アクリルモノマーをそれぞれ含有し、該反応性モノマーにしめる二官能性モノマーの含有量が10〜50質量%、三官能以上の多官能性アクリルモノマーの含有量が20〜90質量%であり、該反応性モノマーの全固形分中にしめる含有量が20質量%以上であることを特徴とする感光性着色組成物。
Figure 2009204641
(式中、Rは水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。mは2〜8の整数を示し、nは1〜20の整数を示す。)
Figure 2009204641
(式中、Rは水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を示す。pおよびqはそれぞれ2〜8の整数を示し、rおよびsは2≦(r+s)≦20を満たす整数を示す。Xは、炭素数1〜12の直鎖若しくは分岐のアルキル基、または下記一般式(3)で表される基で示される。)
Figure 2009204641
(式中、RおよびRは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。)
A photosensitive coloring composition containing at least a pigment, an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a reactive monomer, a polymerization inhibitor and an organic solvent, represented by the following general formula (1) or general formula (2) A polyfunctional acrylic having a polyether and a trifunctional or higher polyfunctional acrylic monomer each containing 10 to 50% by mass of the bifunctional monomer to be used as the reactive monomer A photosensitive coloring composition, wherein the monomer content is 20 to 90% by mass, and the content of the reactive monomer in the total solid content is 20% by mass or more.
Figure 2009204641
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents an integer of 2 to 8, and n represents an integer of 1 to 20.)
Figure 2009204641
(In the formula, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. P and q each represents an integer of 2 to 8, and r and s are integers satisfying 2 ≦ (r + s) ≦ 20. X is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a group represented by the following general formula (3).
Figure 2009204641
(Wherein, R 3 and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
三官能以上の多官能性アクリルモノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、およびその酸変性アクリレートのうちいずれか一種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の感光性着色組成物。 The trifunctional or higher polyfunctional acrylic monomer contains at least one of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and acid-modified acrylate thereof. 2. The photosensitive coloring composition according to 1. 前記重合禁止剤の全樹脂分にしめる含有量が0.1〜0.5%であることを特徴とする請求項1に記載の感光性着色組成物。 The photosensitive coloring composition according to claim 1, wherein the content of the polymerization inhibitor is 0.1 to 0.5% based on the total resin content. 任意の色数で各色別に所望のパターン状に設けられた着色層からなる画素を有するカラーフィルタにおいて、該着色層が請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタ用感光性着色組成により形成される着色膜を含有することを特徴とするカラーフィルタ。 In the color filter which has the pixel which consists of a colored layer provided in the desired pattern form for each color by arbitrary colors, this colored layer is formed with the photosensitive coloring composition for color filters in any one of Claims 1-3 A color filter comprising a colored film to be produced.
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