JPH0667421A - Black photopolymerizable composition, black hardened film of the composition, and production of color filter - Google Patents

Black photopolymerizable composition, black hardened film of the composition, and production of color filter

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JPH0667421A
JPH0667421A JP24147392A JP24147392A JPH0667421A JP H0667421 A JPH0667421 A JP H0667421A JP 24147392 A JP24147392 A JP 24147392A JP 24147392 A JP24147392 A JP 24147392A JP H0667421 A JPH0667421 A JP H0667421A
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JP
Japan
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group
black
carbon black
photopolymerizable composition
polymer
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Application number
JP24147392A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoko Ichinose
尚子 一ノ瀬
Yoshinori Kato
芳則 加藤
Hirokazu Kano
浩和 狩野
Nobuyuki Futamura
信之 二村
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To improve photosensitivity and dispersion stability and to easily produce a black matrix excellent-in light shielding property and resolution by using a polymer-grafted carbon black. CONSTITUTION:This compsn. consists of a photosensitive resin and polymer- grafted carbon black. This photosensitive resin consists of a photopolymn. initiator, photopolymerizable compd. having ethylenic unsatd. double bonds, and if necessary, other resin. The carbon black is grafted with a polymer compd. having reactive groups in the molecule. These reactive groups are preferably selected from aziridine group, oxazoline group, N-hydroxyalkylamide group, epoxy group, isocyanate group, vinyl group, acryl group, methacryl group, silicon-base hydrolytic group, and amino group. The carbon black has preferably <=0.1mum average particle size and pH<=7.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエチレン性不飽和二重結
合を少なくとも1つ以上有する光重合性化合物と光重合
開始剤と場合によってその他の樹脂からなる感光性樹脂
とポリマーグラフト化カーボンブラックからなる黒色光
重合性組成物、これを用いる遮光膜、カラーフィルター
の製造方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention comprises a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond, a photopolymerization initiator, and optionally a resin, and a polymer-grafted carbon black. To a black photopolymerizable composition, a light-shielding film using the same, and a method for producing a color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】CRTからの転換が進みつつあるカラー
液晶表示装置等に用いられるカラーフィルターは少なく
とも2種類以上の色相に着色された微細な画素間に光を
遮断する目的でブラックマトリクスが形成されている。
このブラックマトリクスは表示された画像のコントラス
トを向上させる目的で使用される他、近年盛んに研究開
発画行われている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る。
2. Description of the Related Art In a color filter used in a color liquid crystal display device or the like which is being converted from a CRT, a black matrix is formed for the purpose of blocking light between fine pixels colored in at least two kinds of hues. ing.
This black matrix is used not only for the purpose of improving the contrast of the displayed image, but also for the purpose of preventing malfunction of the transistor used in the TFT drive type liquid crystal display which has been actively researched and developed in recent years.

【0003】上記の様なブラックマトリクスは通常ガラ
ス基板上に微細なパターンからなる金属薄膜で形成され
ることが多くその具体例としては、Cr,Ni,Al等
の膜があり成膜方法としては、蒸着法、スパッタ法、真
空成膜が一般的である。
The black matrix as described above is usually formed of a metal thin film having a fine pattern on a glass substrate, and a concrete example thereof is a film of Cr, Ni, Al or the like. Generally, the vapor deposition method, the sputtering method, and the vacuum film formation are used.

【0004】ブラックマトリクスは上記の金属薄膜をフ
ォトリソグラフィー法により形成される。具体的には、
金属薄膜上にフォトレジストを塗布、乾燥した後フォト
マスクを介し紫外線を照射しレジストパターンを形成
後、エッチング、レジスト剥離の工程を経て製造する。
しかしながら、上記の様に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高い為、これを
用いるカラーフィルターのコストも高くなるという問題
点を持っている。
The black matrix is formed by photolithography using the above metal thin film. In particular,
A photoresist is applied on the metal thin film, dried, and then irradiated with ultraviolet rays through a photomask to form a resist pattern, followed by etching and resist stripping.
However, since the black matrix manufactured as described above has a high manufacturing cost due to the complexity of the process, there is a problem that the cost of the color filter using the black matrix also increases.

【0005】更に透過型のディスプレイにこの金属薄膜
を用いたカラーフィルターを搭載した場合、金属薄膜と
して一般に使用される金属表面の反射率が高い為強い外
光がフィルターに当たった際に、例えばCr薄膜の場
合、反射光が強く表示品質を著しく低下させるという問
題点を持っている。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べく、種々の方法
が検討されている。例えば特開平2−239204にお
いては、ポリイミド系樹脂にカーボンブラック等の遮光
材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。この方法によれば、外光反射が
少なく、且つ基材のポリイミド系樹脂の耐熱性が高い
為、非常に信頼性の高いブラックマトリクスが得られ
る。しかしながらこの方法は上記特開平2−23920
4に記載の組成物を基材に塗布、乾燥したのちに、更に
その上にフォトレジストを塗布し、パターニング、エッ
チング、レジスト剥離の工程を経るものであり、工程の
簡略化、コストの低減の面で不十分である。
When a color filter using this metal thin film is mounted on a transmissive display, the metal surface generally used as a metal thin film has a high reflectance, and when strong external light hits the filter, for example, Cr is used. The thin film has a problem that the reflected light is strong and the display quality is remarkably deteriorated. On the other hand, various methods have been studied in order to improve the problems of the black matrix using the metal thin film as described above. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-239204 proposes a method of forming a black matrix using a light-shielding material such as carbon black dispersed in a polyimide resin. According to this method, a highly reliable black matrix can be obtained because the external light reflection is small and the heat resistance of the polyimide resin of the base material is high. However, this method is disclosed in JP-A-2-23920.
After the composition described in 4 is applied to a substrate and dried, a photoresist is further applied on the substrate, and the steps of patterning, etching, and resist stripping are performed, which simplifies the process and reduces the cost. In terms of aspects.

【0006】又、エチレン性不飽和二重結合を有する光
重合性化合物を用い、光重合開始剤により画素形成をす
る色素内添フォトリソグラフィーによるブラックマトリ
クスの形成方法も種々報告されている。
Various methods for forming a black matrix by dye-added photolithography in which a photopolymerizable compound having an ethylenically unsaturated double bond is used to form pixels by a photopolymerization initiator have also been reported.

【0007】この場合、内添する黒色着色材としては、
カーボンブラックやその他の有機顔料の混合物を用いる
が、充分な遮光性を得る為にはカーボンブラックを使用
する必要がある。特開平4−63870においては光重
合性化合物にカーボンブラックと有機顔料を分散し、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。しかしながらこの組成物は、光硬化に必要な
400nm前後の紫外線の透過性を持たせるため有機顔
料を含有させなければならず、低膜厚にて充分な遮光性
を得ることが困難であった。更に、カーボンブラックは
粒子間の凝集力に比べ他の物質、例えば有機高分子や有
機溶媒等との親和力が弱い為、均一で安定な分散状態を
得ることが極めて困難であった。又、特開平4−638
70記載の方法では、カーボンブラックが紫外線により
光重合開始剤から発生したラジカルを捕捉してしまう
為、光重合を阻害し、経済的な露光量での充分な画素形
成が困難であり、現像時にパターンが剥落するなどの問
題点があった。
In this case, as the black coloring material to be internally added,
Although a mixture of carbon black and other organic pigments is used, it is necessary to use carbon black in order to obtain a sufficient light-shielding property. JP-A-4-63870 proposes a method of forming a black matrix by dispersing carbon black and an organic pigment in a photopolymerizable compound. However, this composition must contain an organic pigment in order to have a transmittance of ultraviolet rays around 400 nm necessary for photocuring, and it was difficult to obtain sufficient light-shielding property at a low film thickness. Furthermore, since carbon black has a weaker affinity for other substances such as organic polymers and organic solvents than the cohesive force between particles, it is extremely difficult to obtain a uniform and stable dispersion state. In addition, JP-A-4-638
In the method described in 70, carbon black traps radicals generated from a photopolymerization initiator by ultraviolet rays, which hinders photopolymerization and makes it difficult to form sufficient pixels with an economical exposure amount. There were problems such as the pattern coming off.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】感光性、遮光性、分散
安定性に優れ、高精細なブラックマトリクスを簡便に製
造することができる黒色光重合性組成物の開発が望まれ
ている。
It has been desired to develop a black photopolymerizable composition which is excellent in photosensitivity, light-shielding property and dispersion stability and which can easily produce a high-definition black matrix.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの問
題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の樹脂組
成物が前記の様な課題を解決することを見い出し、本発
明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have found that a specific resin composition solves the above problems, and It came to completion.

【0010】即ち、本発明は、 (1)エチレン性不飽和二重結合を少なくとも1つ以上
有する光重合性化合物と光重合開始剤と場合によってそ
の他の樹脂からなる感光性樹脂と、ポリマーグラフト化
カーボンブラックからなる組成物であることを特徴とす
る黒色光重合性組成物 (2)カーボンブラックがアジリジン基、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、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又
は二種以上の反応性基を分子内に有する高分子化合物に
よってグラフト化されていることを特徴とする前項
(1)記載の黒色光重合性組成物 (3)高分子化合物が、アクリル酸及び又はスチレン及
び又はポリオキシエチレンを主成分とする共重合物であ
る前項(1)、(2)記載の黒色光重合性組成物 (4)カーボンブラックとして平均粒径が0.1μm以
下のカーボンブラックを用いるものである前項(1)乃
至(3)記載の黒色光重合性組成物 (5)カーボンブラックとしてPH7以下のカーボンブ
ラックを用いるものである前項(1)乃至(4)記載の
黒色光重合性組成物 (6)前項(1)乃至(5)の黒色光重合性組成物を用
いて得られる黒色硬化膜 (7)前項(1)乃至(5)の黒色光重合性組成物を用
いてフォトリソグラフィー法により遮光膜を形成するこ
とを特徴とした遮光膜の形成方法 (8)前項(1)乃至(5)の黒色光重合性組成物を用
いてブラックマトリクスを作製することを特徴としたカ
ラーフィルターの製造方法 を提供する。
That is, the present invention comprises: (1) a photosensitive resin comprising a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond, a photopolymerization initiator, and optionally other resins, and polymer grafting. Black photopolymerizable composition characterized by comprising a carbon black (2) The carbon black is an aziridine group, an oxazoline group, an N-hydroxyalkylamide group, an epoxy group, an isocyanate group, a vinyl group, an acryl group, The black color described in the above item (1), which is grafted with a polymer compound having one or more kinds of reactive groups selected from a methacrylic group, a silicon-based hydrolyzable group and an amino group in the molecule. Photopolymerizable composition (3) Polymer compound containing acrylic acid and / or styrene and / or polyoxyethylene as a main component The black photopolymerizable composition according to the above (1) or (2), which is a product. (4) The above description (1) to (3), wherein a carbon black having an average particle size of 0.1 μm or less is used. (5) The black photopolymerizable composition according to the above (1) to (4), which uses a carbon black having a PH of 7 or less as the carbon black (5) (6) The above (1) to (5) Black cured film obtained using the black photopolymerizable composition of (7) A light-shielding film is formed by photolithography using the black photopolymerizable composition of the above (1) to (5). Method for forming light-shielding film (8) A method for producing a color filter, characterized in that a black matrix is produced using the black photopolymerizable composition according to the above (1) to (5).

【0011】本発明の黒色光重合性組成物を詳しく説明
する。
The black photopolymerizable composition of the present invention will be described in detail.

【0012】本発明においては、エチレン性不飽和二重
結合を少なくとも1つ以上有する光重合性化合物、光重
合開始剤、場合によってその他の樹脂から成るものを感
光性樹脂というものとする。本発明の黒色光重合性組成
物はカーボンブラックを含む組成であり、光重合に必要
な紫外線をカーボンブラックが吸収してしまう恐れがあ
る為、高感度な光重合性化合物を用いるのが好ましく、
効率良く光重合を行うには感光性樹脂中の光重合性化合
物の割合が60重量%以上となる様に感光性樹脂組成物
を作製するのが好ましい。使用されうるエチレン性不飽
和二重結合を少なくとも1つ以上有する光重合性化合物
としては以下の様な化合物が挙げられる。
In the present invention, a photosensitive resin is defined as a photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond, a photopolymerization initiator, and optionally other resins. The black photopolymerizable composition of the present invention is a composition containing carbon black, and since carbon black may absorb the ultraviolet rays necessary for photopolymerization, it is preferable to use a highly sensitive photopolymerizable compound,
For efficient photopolymerization, it is preferable to prepare the photosensitive resin composition so that the proportion of the photopolymerizable compound in the photosensitive resin is 60% by weight or more. Examples of the photopolymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond that can be used include the following compounds.

【0013】エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキイエチル
メタクリレート、エチレングリコールジメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエ
リスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキ
サメタクリレート、の様な1価又は多価アルコールのア
クリル酸又はメタクリル酸のエステル類;多価アルコー
ルと1塩基酸又は多塩基酸を縮合して得られるポリエス
テルプレポリマーに(メタ)アクリル酸を反応して得ら
れるポリエステル(メタ)アクリレート;ポリオール基
と2個のイソシアネート基を持つ化合物を反応させた後
(メタ)アクリル酸を反応して得られるポリウレタン
(メタ)アクリレート;ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、
ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族又は脂環式
エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメ
タン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ
樹脂等のエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応して
得られるエポキシ(メタ)アクリレート等の通常の光重
合性樹脂が挙げられる。
Monovalent compounds such as ethyl acrylate, butyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate. Or esters of acrylic acid or methacrylic acid of polyhydric alcohol; polyester (meth) obtained by reacting (meth) acrylic acid with a polyester prepolymer obtained by condensing polyhydric alcohol and monobasic acid or polybasic acid Acrylate; polyurethane (meth) acrylate obtained by reacting a compound having a polyol group with two isocyanate groups and then reacting with (meth) acrylic acid; Scan phenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak type epoxy resin, polycarboxylic acid polyglycidyl ester,
Epoxy (meth) obtained by reacting (meth) acrylic acid with an epoxy resin such as polyol polyglycidyl ether, aliphatic or alicyclic epoxy resin, amine epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, dihydroxybenzene type epoxy resin Usual photopolymerizable resins such as acrylates may be mentioned.

【0014】これらの光重合性化合物の中でも、その平
均分子量が1000以上の化合物は光重合速度が極めて
速く、感光性樹脂組成中にこれらの化合物を含有せしめ
ることが特に有用である。
Among these photopolymerizable compounds, compounds having an average molecular weight of 1000 or more have a very high photopolymerization rate, and it is particularly useful to incorporate these compounds in the photosensitive resin composition.

【0015】本発明においては、カルボキシル基等の酸
性基とエチレン性不飽和二重結合を併せ持つ光重合性化
合物が特に好ましく使用される。これらの化合物は感光
性樹脂中のエチレン性不飽和二重結合を有する光重合性
化合物の含有率を上げ、大気暴露下での重合速度を上げ
且つ水性現像を可能ならしめる点で極めて有用である。
この様なカルボキシル基等の酸性基とエチレン性不飽和
二重結合を併せ持つ光重合性化合物の具体例としては、
In the present invention, a photopolymerizable compound having both an acidic group such as a carboxyl group and an ethylenically unsaturated double bond is particularly preferably used. These compounds are extremely useful in increasing the content of the photopolymerizable compound having an ethylenically unsaturated double bond in the photosensitive resin, increasing the polymerization rate under atmospheric exposure and enabling aqueous development. .
Specific examples of such a photopolymerizable compound having an ethylenically unsaturated double bond and an acidic group such as a carboxyl group include:

【0016】ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹
脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオー
ルポリグリシジルエーテル、脂肪族又は脂環式エポキシ
樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エ
ポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等の
エポキシ基と(メタ)アクリル酸を反応して得られるヒ
ドロキシル基に酸無水物を反応させたエポキシ(メタ)
アクリレート−カルボン酸付加物;無水マレイン酸と共
重合可能なエチレン、プロピレン、イソブチレン、スチ
レン、ビニルフェノール、アクリル酸、アクリル酸エス
テル、アクリルアミド等のモノマーとの共重合体の無水
マレイン酸部にヒドロキシエチルアクリレート等のアル
コール性のヒドロキシル基を持つアクリレートやグリシ
ジルメタクリレート等のエポキシ基を持つアクリレート
を反応させハーフエステル化した化合物;アクリル酸、
アクリル酸エステルとヒドロキシエチルアクリレート等
のアルコール性のヒドロキシル基を持つアクリレートの
共重合体のヒドロキシル基に更にアクリル酸を反応せし
めた化合物等が挙げられる。
Bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, polycarboxylic acid polyglycidyl ester, polyol polyglycidyl ether, aliphatic or alicyclic epoxy resin, amine epoxy resin, triphenolmethane type epoxy Epoxy (meth) obtained by reacting an acid anhydride with a hydroxyl group obtained by reacting a (meth) acrylic acid with an epoxy group such as resin or dihydroxybenzene type epoxy resin
Acrylate-carboxylic acid adduct; hydroxyethyl at the maleic anhydride portion of the copolymer with monomers such as ethylene, propylene, isobutylene, styrene, vinylphenol, acrylic acid, acrylic acid ester and acrylamide, which are copolymerizable with maleic anhydride. A compound obtained by reacting an acrylate having an alcoholic hydroxyl group such as acrylate or an acrylate having an epoxy group such as glycidyl methacrylate with half-esterification; acrylic acid,
Examples thereof include a compound obtained by further reacting acrylic acid with a hydroxyl group of a copolymer of an acrylate and an acrylate having an alcoholic hydroxyl group such as hydroxyethyl acrylate.

【0017】これらの化合物は、単独又は混合して使用
しても良く、その合計重量が感光性樹脂中に60%以上
占める様な割合で使用するのが好ましい。
These compounds may be used alone or as a mixture, and are preferably used in such a proportion that the total weight thereof accounts for 60% or more in the photosensitive resin.

【0018】感光性樹脂を形成する為に必要により使用
されるその他の樹脂としては皮膜形成性高分子結合剤が
挙げられる。皮膜形成性高分子結合剤としては、前記の
光重合性化合物に相溶性のある有機高分子結合剤である
限りいずれも使用可能で、例えばポリメタクリル酸エス
テル又はその部分加水分解物、ポリ酢酸ビニル又はその
加水分解物、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポ
リクロロプレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレ
ン、塩素化ポリプロピレン、ポリビニルピロリドン、ス
チレンと無水マレイン酸の共重合物又はそのハーフエス
テル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステ
ル、アクリルアミド、アクリルニトリル等の共重合可能
なモノマー群から選ばれた、ガラス転移点が35℃以上
である共重合物等が用いられる。これらの内カルボキシ
ル基等の酸性基を有するものは、有機溶剤現像に比べて
経済性、安全性の面で有利である水性現像を可能にする
という点で有利である。上記のような皮膜形成性高分子
結合剤は、感光性樹脂中に40重量%以下の範囲内で使
用するのが好ましい。
Other resins optionally used to form the photosensitive resin include film-forming polymeric binders. As the film-forming polymer binder, any organic polymer binder compatible with the photopolymerizable compound can be used, and examples thereof include polymethacrylic acid ester or its partial hydrolyzate and polyvinyl acetate. Or a hydrolyzate thereof, polystyrene, polyvinyl butyral, polychloroprene, polyvinyl chloride, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinylpyrrolidone, a copolymer of styrene and maleic anhydride or a half ester thereof, (meth) acrylic acid, ( A copolymer or the like having a glass transition point of 35 ° C. or higher selected from a group of copolymerizable monomers such as (meth) acrylic acid ester, acrylamide, and acrylonitrile is used. Among these, those having an acidic group such as a carboxyl group are advantageous in that they enable aqueous development which is more economical and safe than organic solvent development. The film-forming polymer binder as described above is preferably used in the photosensitive resin in an amount of 40% by weight or less.

【0019】感光性樹脂を形成する為に必要により使用
されるその他の樹脂として耐熱性向上の目的でエポキシ
化合物を使用することもできる。エポキシ化合物は前記
カルボン酸を持つ化合物等と熱的に反応し架橋すること
により耐熱性を向上させる上で有益である。
An epoxy compound may be used as another resin, which is optionally used for forming a photosensitive resin, for the purpose of improving heat resistance. The epoxy compound is useful in improving heat resistance by thermally reacting with the compound having a carboxylic acid or the like and crosslinking.

【0020】その様なエポキシ化合物の具体例として
は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカ
ルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリ
シジルエーテル、脂肪族又は脂環式エポキシ樹脂、アミ
ンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹
脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等が挙げられ
る。これらの化合物は光重合性化合物に対し30重量%
以下の範囲内で使用され、5〜15%の範囲内で使用さ
れるのが好ましい。
Specific examples of such epoxy compounds include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, novolac type epoxy resins, polycarboxylic acid polyglycidyl esters, polyol polyglycidyl ethers, aliphatic or alicyclic epoxies. Resin, amine epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, dihydroxybenzene type epoxy resin and the like can be mentioned. These compounds are 30% by weight with respect to the photopolymerizable compound.
It is used in the following range, preferably in the range of 5 to 15%.

【0021】本発明で使用される光重合開始剤は、種々
の光重合開始剤を単独又は混合して使用することが出来
るが、一般に顔料を光重合性樹脂に分散させる着色光重
合性樹脂では光重合開始剤がラジカルを発生するのに必
要な紫外線が顔料に吸収されてしまい、充分にラジカル
を発生出来ない為重合が不十分となることがある。この
為、顔料含有の感光性樹脂の光重合開始剤としては高感
度な化合物又は組成物が要求される。
As the photopolymerization initiator used in the present invention, various photopolymerization initiators can be used alone or as a mixture, but in general, in a colored photopolymerizable resin in which a pigment is dispersed in a photopolymerizable resin, The ultraviolet rays necessary for the photopolymerization initiator to generate radicals are absorbed by the pigment, and the radicals cannot be generated sufficiently, so that the polymerization may be insufficient. Therefore, a highly sensitive compound or composition is required as a photopolymerization initiator for a photosensitive resin containing a pigment.

【0022】その様な光重合開始剤の具体例としては、
ベンジル、ベンゾインエーテル、ベンゾインイソブチル
エーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフ
ェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチ
ル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファ
イド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチル
ベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチル
アミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソ
アミル、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェ
ノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1
−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノ
プロパン−1−オン、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)−ブタン−1−
オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ
−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソ
プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロ
パン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−
ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオ
キサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプ
ロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチ
オキサントン等が挙げられる。これらの光重合開始剤は
光重合性化合物に対し、0.5〜30重量%、好ましく
は2〜15重量%の範囲内で使用され、これらは単独又
は2種以上を混合して使用することが出来る。
Specific examples of such a photopolymerization initiator include:
Benzyl, benzoin ether, benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, benzylmethylketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl -4-Dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl-1
-(4- (Methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1-
On, 1- (4-dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-
Diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone and the like can be mentioned. These photopolymerization initiators are used in the range of 0.5 to 30% by weight, preferably 2 to 15% by weight, based on the photopolymerizable compound, and these may be used alone or in combination of two or more. Can be done.

【0023】又、本発明においては光重合開始剤として
ヘキサアリールビスイミダゾール系化合物又は水素供与
体を併用しても良い。具体例としては米国特許3784
557又はヨーロッパ特許A24629等において開示
されているものが使用できるが、安定性及び感度の点で
特に好ましいものとして、2,2’−ビス(o−クロル
フェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビス
イミダゾリル、2,2’−ビス(o−クロルフェニル)
−4,4’,5,5’−テトラ−(p−メトキシフェニ
ル)−ビスイミダゾリル等が挙げられ、これらは光重合
性化合物に対し0.5〜30重量%、好ましくは2〜1
5重量%の範囲内で所望により使用される。
In the present invention, a hexaarylbisimidazole compound or a hydrogen donor may be used in combination as a photopolymerization initiator. As a specific example, US Pat.
557 or those disclosed in European Patent A24629 and the like can be used, but as particularly preferable in terms of stability and sensitivity, 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5 is preferable. '-Tetraphenylbisimidazolyl, 2,2'-bis (o-chlorophenyl)
-4,4 ', 5,5'-tetra- (p-methoxyphenyl) -bisimidazolyl and the like can be mentioned, and these are 0.5 to 30% by weight, preferably 2-1 to the photopolymerizable compound.
It is optionally used within the range of 5% by weight.

【0024】又、水素供与体としては芳香族メルカプタ
ン系化合物、芳香族アミン系化合物等を用いることも出
来る。この内、芳香族メルカプタン系水素供与体として
は、ベンゼン或は複素環を母核としてメルカプト基を1
個又は2個有する化合物が良好でこの場合、2置換の場
合には一方のメルカプト基がアルキル、アラルキル、フ
ェニル置換されていても良く、又はジスルフィドの形を
とった二量体でも良い。好ましい例としては、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
ゾール等が挙げられ、これらは光重合性化合物に対し
0.5〜30重量%、好ましくは2〜15重量%の範囲
内で所望により使用される。又、芳香族アミン系水素供
与体としては、ベンゼン或は複素環を母核としてアミノ
基を1個又は2個有する化合物が良好でこの場合、アミ
ノ基はアルキル基、又は置換アルキル基で置換されてい
ても良く、モノアミノ体は更にカルボキシル基、アルコ
キシカルボニル基、置換アルコキシカルボニル基、フェ
ノキシカルボニル基、置換フェノキシカルボニル基、ニ
トリル基等によって置換されていても良い。これらは光
重合性化合物に対し0.5〜30重量%、好ましくは2
〜15重量%の範囲内で所望により使用される。
Further, as the hydrogen donor, an aromatic mercaptan compound, an aromatic amine compound or the like can be used. Among them, the aromatic mercaptan hydrogen donor has a mercapto group having 1 or more benzene or a heterocycle as a nucleus.
In this case, one or two mercapto groups may be substituted with alkyl, aralkyl or phenyl, or a dimer in the form of disulfide. Preferred examples include 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole and the like, and these may be added in an amount of 0.5 to 30% by weight, preferably 2 to 15% by weight, based on the photopolymerizable compound, if desired. used. As the aromatic amine-based hydrogen donor, a compound having 1 or 2 amino groups with benzene or a heterocycle as a mother nucleus is preferable. In this case, the amino group is substituted with an alkyl group or a substituted alkyl group. The monoamino compound may be further substituted with a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a substituted alkoxycarbonyl group, a phenoxycarbonyl group, a substituted phenoxycarbonyl group, a nitrile group or the like. These are 0.5 to 30% by weight with respect to the photopolymerizable compound, preferably 2
Optionally used in the range of ~ 15% by weight.

【0025】又、本発明の黒色光重合性組成物を用いて
カラーフィルターを作製するに当たっては、本発明の黒
色光重合性組成物のガラス板等の基材に対する塗布性を
良くする為に有機溶剤を用いて希釈しても良い。有機溶
剤としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プ
ロピルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ等のアルキルセロソルブ類及びこれらのアセテ
ート類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール等のアルキレングリコール類及び
そのアルキルエーテル及びアルキルエーテルアセテート
類、シクロヘキサノン、ジグライム、トルエン、キシレ
ン等が使用できるがこれらのみに限定されるものではな
い。これらは単独又は2種以上を混合して使用すること
が出来、樹脂顔料、光重合開始剤との固形分が通常、5
〜80重量%含有されるように調製される。
Further, in producing a color filter using the black photopolymerizable composition of the present invention, in order to improve the coatability of the black photopolymerizable composition of the present invention to a substrate such as a glass plate, an organic material is used. You may dilute using a solvent. As the organic solvent, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, isopropyl cellosolve, alkyl cellosolves such as butyl cellosolve and acetates thereof, ethylene glycol, diethylene glycol,
Alkylene glycols such as propylene glycol and their alkyl ethers and alkyl ether acetates, cyclohexanone, diglyme, toluene, xylene and the like can be used, but are not limited thereto. These can be used alone or in combination of two or more, and the solid content with the resin pigment and the photopolymerization initiator is usually 5
It is prepared so as to contain 80% by weight.

【0026】黒色着色剤として通常のカーボンブラック
を含有するラジカル重合系樹脂は、カーボンブラックの
重合禁止作用により重合を完結させることが困難であ
り、その結果通常のカーボンブラックを含有するラジカ
ル重合系レジストには画素の基板に対する密着性が不十
分で、現像時に画素が剥離したり、更には解像性、硬化
膜からの残存モノマーの溶剤溶出等の問題があった。こ
の現象は、カーボンブラックの粒径が小さい程顕著に見
られた。本発明では、上記の様な問題を解決すべく、黒
色でありながら重合阻害を受けにくく、又着色力の大き
い小粒径なカーボンブラックとして、特定のポリマーグ
ラフト化カーボンブラックを使用する。
A radical polymerization type resin containing ordinary carbon black as a black colorant is difficult to complete polymerization due to the polymerization inhibiting action of carbon black, and as a result, a radical polymerization type resist containing ordinary carbon black is used. Had insufficient adhesion of the pixel to the substrate, and had problems such as peeling of the pixel during development, resolution, and solvent elution of residual monomer from the cured film. This phenomenon was more remarkable as the particle size of carbon black was smaller. In the present invention, in order to solve the above problems, a specific polymer-grafted carbon black is used as a carbon black having a small particle size, which is black and is not easily affected by polymerization inhibition and has a large coloring power.

【0027】この、ポリマーグラフト化カーボンブラッ
クについて、カーボンブラック表面をグラフト化するの
に用いる高分子化合物は、カーボンブラック表面に存在
する官能基と容易に反応しうる反応性基を有するもので
なければならない。この反応性基の具体例としては、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、珪素系加水分解性基、アミノ基等が挙
げられ、分子内に1種又は2種以上有する高分子化合物
である。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、イソシアネート基か
ら選ばれる1種又は2種以上を反応性基として有する高
分子化合物が好ましく、より好ましくはアジリジン基、
オキサゾリン基、N−ヒドロキシアルキルアミド基から
選ばれる1種又は2種以上を反応性基として有する高分
子化合物である。カーボンブラックとカーボンブラック
との反応性を有する重合体とを反応させるに際しては反
応系に該重合体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良い。
Regarding this polymer-grafted carbon black, the polymer compound used for grafting the surface of the carbon black must be one that has a reactive group that can easily react with the functional group present on the surface of the carbon black. I won't. Specific examples of this reactive group include an aziridine group, an oxazoline group, an N-hydroxyalkylamide group, an epoxy group, a thioepoxy group, an isocyanate group, a vinyl group, a silicon-based hydrolyzable group, and an amino group. It is a polymer compound having one kind or two or more kinds therein. Particularly, in terms of reactivity with functional groups on the surface of carbon black, a polymer having one or more kinds selected from aziridine group, oxazoline group, N-hydroxyalkylamide group, epoxy group and isocyanate group as a reactive group. A compound is preferable, more preferably an aziridine group,
It is a polymer compound having, as a reactive group, one or more selected from an oxazoline group and an N-hydroxyalkylamide group. When reacting carbon black and a polymer having reactivity with carbon black, substances other than the polymer, such as polymer components, monomers and organic solvents, may be present in the reaction system.

【0028】又、本発明におけるカーボンブラックのグ
ラフト化に用いる高分子化合物はポリマーグラフト化カ
ーボンブラックに付与すべき性質、例えば親水性、親油
性又はその他の親和性等に応じて適宜選択され、親水性
を付与すべき場合にはアクリル酸及び又はポリオキシエ
チレンを主成分とするビニル系共重合物又はビニル系単
量体、又親油性を付与すべき場合にはスチレンを主成分
とするビニル系共重合物又はビニル系単量体が好適に用
いられる。この様なポリマーグラフト化カーボンブラッ
クの具体例としては、カーボンブラックグラフトポリマ
ーGLK−20(商品名、日本触媒製、スチレン−ブチ
ルアクリレート共重合物をグラフト)、カーボンブラッ
クポリマーCBW−60(商品名、日本触媒製、スチレ
ン−ポリオキシレン−アクリル酸共重合物をグラフト)
等が挙げられる。又、本発明におけるカーボンブラック
は、その表面に官能基として、キノン基及び又はカルボ
キシル基及び又はヒドロキシル基を有するものであれば
用いることができ、とりわけpH7以下のカーボンブラ
ックを用いると前記重合体が効率良くグラフト化するこ
とができるので好ましい。グラフト化反応において、該
カーボンブラックの粒径は任意であるが、着色力の点か
ら、平均粒径0.1μm以下、好ましくは0.04μm
以下のカーボンブラックが有益である。
The polymer compound used for the grafting of carbon black in the present invention is appropriately selected according to the properties to be imparted to the polymer-grafted carbon black, such as hydrophilicity, lipophilicity or other affinity, and Acrylic acid and / or polyoxyethylene as the main component vinyl-based copolymer or vinyl-based monomer when imparting property, and styrene-based vinyl-based copolymer when imparting lipophilicity. Copolymers or vinyl monomers are preferably used. Specific examples of such polymer-grafted carbon black include carbon black graft polymer GLK-20 (trade name, manufactured by Nippon Shokubai, styrene-butyl acrylate copolymer graft), carbon black polymer CBW-60 (trade name, Grafted with styrene-polyoxylene-acrylic acid copolymer made by Nippon Shokubai)
Etc. Further, the carbon black in the present invention can be used as long as it has a quinone group and / or a carboxyl group and / or a hydroxyl group as a functional group on the surface thereof, and particularly when a carbon black having a pH of 7 or less is used, the above polymer is obtained. It is preferable because it can be efficiently grafted. In the grafting reaction, the particle size of the carbon black is arbitrary, but from the viewpoint of coloring power, the average particle size is 0.1 μm or less, preferably 0.04 μm.
The following carbon blacks are useful.

【0029】上記の様なポリマーグラフト化カーボンブ
ラックは場合によって黒色着色剤としてその他の有機顔
料と併用しても構わない。ポリマーグラフト化カーボン
ブラックと有機顔料との混合比率は任意であるが有機顔
料の遮光性はカーボンブラックに比べ低い為、これらを
用いて作製した黒色光重合性組成物による硬化膜の遮光
性を損なわぬ範囲内で有機顔料を使用することが望まし
くポリマーグラフト化カーボンブラックと場合によって
その他の有機顔料の重量合計が感光性樹脂に対して10
〜90重量%、好ましくは20〜70重量%の割合で添
加される。
The polymer-grafted carbon black as described above may be used as a black colorant in combination with other organic pigments in some cases. Although the mixing ratio of the polymer-grafted carbon black and the organic pigment is arbitrary, the light-shielding property of the organic pigment is lower than that of carbon black, and therefore the light-shielding property of the cured film formed by using the black photopolymerizable composition is impaired. It is desirable to use an organic pigment within a certain range, and the total weight of the polymer-grafted carbon black and optionally other organic pigment is 10 with respect to the photosensitive resin.
~ 90 wt%, preferably 20-70 wt%.

【0030】前記した様なポリマーグラフト化カーボン
ブラックと場合によってその他の有機顔料は必要により
分散剤と共にサンドミル、三本ロール等の分散機で分散
化される。
The polymer-grafted carbon black as described above and other organic pigments may be dispersed together with a dispersant, if necessary, by a dispersing machine such as a sand mill or a triple roll mill.

【0031】本発明の黒色光重合性組成物は光重合性化
合物、光重合開始剤、場合によってその他の樹脂、ポリ
マーグラフト化カーボンブラック、場合によってその他
の有機顔料、必要により分散剤、有機溶剤とを前記した
ような割合で混合することによって得られる。混合は通
常の混合機、分散機により処理しながら行うのが好まし
い。得られた本発明の黒色光重合性組成物は系内の粗粒
子、異物を除去する目的で濾過を行うこともできる。濾
過は例えば孔径1μm以下、より好ましくは0.5μm
以下のメンブラン、サーフェス、デプスタイプ等の濾材
を用い加圧下に行ってもよい。
The black photopolymerizable composition of the present invention comprises a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, optionally other resin, polymer-grafted carbon black, optionally other organic pigment, optionally a dispersant and an organic solvent. Is obtained by mixing in the proportions as described above. Mixing is preferably carried out while processing with an ordinary mixer or disperser. The obtained black photopolymerizable composition of the present invention can be filtered for the purpose of removing coarse particles and foreign matters in the system. The filtration is, for example, 1 μm or less in pore size, more preferably 0.5 μm
It may be carried out under pressure by using the following membrane, surface, and depth type filter media.

【0032】本発明の黒色光重合性組成物をガラス、ポ
リカーボネート、シリコンウエハー、紙、プラスチック
シート、合成紙等の支持体上に、バーコーター、スピン
コーター、ロールコーター、スプレイ塗装、ディッピン
グ、グラビア印刷、スクリーン印刷等の塗布方法によっ
て塗工したのち、紫外線を20〜300mJ照射し、硬
化させることによって遮光膜を得ることが出来る。本発
明の黒色光重合性組成物を用いてカラーフィルターにお
けるブラックマトリクスを作製することもできる。本発
明の黒色光重合性組成物をスピンコーター等により、ガ
ラス板等の基材に塗布され更に溶剤を乾燥することによ
り平滑な塗膜し、この塗膜に、目的とする画素を形成す
る為に、ネガフォトマスクを通して紫外線を通常20〜
300mJ照射する。この際、全塗膜に均一に平行光線
が照射されるようにマスクアライナー等の装置を用いる
のが好ましい。。必要により、この照射された塗膜を短
時間加熱し重合を促進しても良い。次に、現像液へ浸漬
或は、シャワー中に晒し、未硬化部分を溶解させ現像す
る。次いで高温ポストベーク処理で完全硬化させること
により、目的とする画素(ブラックマトリクス)を得る
ことができる。ブラックマトリクスの好ましい膜厚は通
常0.2〜5.0μmである。
The black photopolymerizable composition of the present invention is applied on a support such as glass, polycarbonate, silicon wafer, paper, plastic sheet, synthetic paper, etc. by a bar coater, spin coater, roll coater, spray coating, dipping, gravure printing. After coating with a coating method such as screen printing, the light-shielding film can be obtained by irradiating with ultraviolet rays of 20 to 300 mJ and curing. It is also possible to produce a black matrix in a color filter using the black photopolymerizable composition of the present invention. The black photopolymerizable composition of the present invention is applied to a substrate such as a glass plate by a spin coater or the like, and a solvent is dried to form a smooth coating film, and a desired pixel is formed on the coating film. In addition, the UV is usually 20 to 20 through a negative photomask.
Irradiate 300 mJ. At this time, it is preferable to use an apparatus such as a mask aligner so that parallel rays are uniformly irradiated on the entire coating film. . If necessary, this irradiated coating film may be heated for a short time to promote polymerization. Next, it is immersed in a developing solution or exposed to a shower to dissolve the uncured portion and develop. Then, the target pixel (black matrix) can be obtained by completely curing it by a high temperature post-baking process. The preferable film thickness of the black matrix is usually 0.2 to 5.0 μm.

【0033】本発明の黒色光重合性組成物を用いて、カ
ラーフィルターにおけるブラックマトリクスの製造を行
うに際しては、ガラス基板等の上にブラックマトリク
ス、赤、緑、青各色の着色パターンの順に形成する方
法、或は、ガラス基板等の上に赤、緑、青各色の着色パ
ターン、ブラックマトリクスの順に形成する方法のいず
れでも可能である。
When a black matrix in a color filter is manufactured using the black photopolymerizable composition of the present invention, a black matrix, a red, green and blue colored patterns are formed in this order on a glass substrate or the like. Either a method or a method of forming a colored pattern of each color of red, green and blue, and a black matrix in this order on a glass substrate or the like is possible.

【0034】以下、実施例により本発明を更に詳しく説
明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。尚、単位は重量部を表す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. The unit is parts by weight.

【0035】(感光性樹脂調製例1) 下記化合物、 スチレン−マレイン酸ハーフエステル系アクリレート 30部 フェノールノボラックエポキシアクリレート 30部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 10部 イルガキュア369(商品名、チバガイギー製、光重合開始剤) 2部 ジエチルチオキサントン 1部 ビイミダゾール 1部 2−メルカプトベンゾチアゾール 1部 エチルセロソルブアセテート 25部 より成る組成物を混合し、感光性樹脂を得た。(Photosensitive Resin Preparation Example 1) The following compounds, styrene-maleic acid half ester acrylate 30 parts Phenol novolac epoxy acrylate 30 parts Dipentaerythritol hexaacrylate 10 parts Irgacure 369 (trade name, manufactured by Ciba Geigy, photopolymerization initiator) ) 2 parts Diethylthioxanthone 1 part Biimidazole 1 part 2-Mercaptobenzothiazole 1 part Ethyl cellosolve acetate 25 parts A composition was mixed to obtain a photosensitive resin.

【0036】(感光性樹脂調製例2) 下記化合物、 KAYARAD R5198(商品名、日本化薬製、 トリスフェノール系エポキシアクリレート多塩基酸付加物) 27部 KAYARAD R2243(商品名、日本化薬製、 ビスフェノールA系多官能エポキシアクリレート) 27部 KAYARAD TMPTA(商品名、日本化薬製、 トリメチロールプロパントリアクリレート) 9部 AK601(商品名、日本化薬製、脂環式エポキシモノマー) 7部 イルガキュア369(商品名、チバガイギー製) 2部 1−クロロ−4−プロポキシ−チオキサントン 1部 ビイミダゾール 1部 2−メルカプトベンゾオキサゾール 1部 エチルセロソルブアセテート 25部 より成る組成物を混合し、感光性樹脂を得た。(Photosensitive resin preparation example 2) KAYARAD R5198 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku, trisphenol-based epoxy acrylate polybasic acid adduct) 27 parts KAYARAD R2243 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku, bisphenol) A-based polyfunctional epoxy acrylate) 27 parts KAYARAD TMPTA (trade name, manufactured by Nippon Kayaku, trimethylolpropane triacrylate) 9 parts AK601 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku, alicyclic epoxy monomer) 7 parts Irgacure 369 (product) 2 parts 1-chloro-4-propoxy-thioxanthone 1 part Biimidazole 1 part 2-Mercaptobenzoxazole 1 part Ethyl cellosolve acetate 25 parts A composition was mixed to obtain a photosensitive resin.

【0037】(参考例1)2−(1−アジリジニル)−
エチルメタクリレート1部、スチレン20部、ポリエチ
レングリコールアクリレート15部、アクリル酸14
部、カーボンブラックMA−600(商品名、三菱化成
製、カーボンブラック、平均粒径20μm)50部と
を、過酸化ベンゾイル1部存在下、加熱撹拌重合を行
い、ポリマーグラフト化カーボンブラックを得た。
Reference Example 1 2- (1-aziridinyl)-
Ethyl methacrylate 1 part, styrene 20 parts, polyethylene glycol acrylate 15 parts, acrylic acid 14
And 50 parts of carbon black MA-600 (trade name, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd., carbon black, average particle size 20 μm) were heated and stirred for polymerization in the presence of 1 part of benzoyl peroxide to obtain a polymer-grafted carbon black. .

【0038】(参考例2)イソプロペニルオキサゾリン
1部、スチレン25部、ノニルフェノキシポリエチレン
グリコールアクリレート15部、アクリル酸9部、カー
ボンブラックSpecial Black 350(商
品名、デグサ製、pH3)50部とを、参考例1と同様
にして、ポリマーグラフト化カーボンブラックを得た。
Reference Example 2 1 part of isopropenyl oxazoline, 25 parts of styrene, 15 parts of nonylphenoxy polyethylene glycol acrylate, 9 parts of acrylic acid, and 50 parts of carbon black Special Black 350 (trade name, manufactured by Degussa, pH 3), A polymer-grafted carbon black was obtained in the same manner as in Reference Example 1.

【0039】(参考例3)ポリエチレングリコールグリ
シジルエーテルアクリレート5部、メチルスチレン25
部、メタクリル酸メチル20部、カーボンブラックRa
ven1060(商品名、コロンビアンカーボン製、p
H2.4)50部とを、参考例1と同様にして、ポリマ
ーグラフト化カーボンブラックを得た。
(Reference Example 3) Polyethylene glycol glycidyl ether acrylate 5 parts, methyl styrene 25
Parts, methyl methacrylate 20 parts, carbon black Ra
ven1060 (trade name, Colombian carbon, p
H2.4) was added in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a polymer-grafted carbon black.

【0040】(参考例4)N−ヒドロキシエチルメタク
リルアミド1部、アクリルアミド34部、N−ビニルピ
ロリドン15部、カーボンブラックRegal400R
(商品名、Cabot製、pH4)とを、過硫酸アンモ
ニウム0.5部存在下加熱撹拌重合を行い、ポリマーグ
ラフト化カーボンブラックを得た。
Reference Example 4 N-hydroxyethylmethacrylamide 1 part, acrylamide 34 parts, N-vinylpyrrolidone 15 parts, carbon black Regal 400R
(Trade name, manufactured by Cabot, pH 4) was subjected to heat stirring polymerization in the presence of 0.5 part of ammonium persulfate to obtain a polymer-grafted carbon black.

【0041】実施例1 感光性樹脂調製例1で得られた感光性樹脂100部に、
参考例1で得られたポリマーグラフト化カーボンブラッ
ク40部を加え、分散化した。この黒色光重合性組成物
をコーニング製No.7059ガラス基板に乾燥膜厚が
1.5μmになるよう回転塗布し、塗布膜を100℃で
10秒間乾燥した。次に、該皮膜に10μm間隔の点状
及び線状のフォトマスクを介し、超高圧水銀灯で100
mJ露光した後、0.1%テトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液シャワーにて30秒間現像し1
0μmのドット及びストライプの高解像なブラックマト
リクスを得た。尚、この黒色光重合性組成物は調製より
6ヶ月経過後も分散安定であった。
Example 1 To 100 parts of the photosensitive resin obtained in Preparation Example 1 of photosensitive resin,
40 parts of the polymer-grafted carbon black obtained in Reference Example 1 was added and dispersed. This black photopolymerizable composition was manufactured by Corning No. A 7059 glass substrate was spin-coated to a dry film thickness of 1.5 μm, and the coated film was dried at 100 ° C. for 10 seconds. Next, the film was exposed to 100 μm with a super-high pressure mercury lamp through a dot-like and linear photomask with an interval of 10 μm.
After mJ exposure, develop with a 0.1% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution shower for 30 seconds 1
A high resolution black matrix of 0 μm dots and stripes was obtained. The black photopolymerizable composition was dispersion stable even after 6 months from the preparation.

【0042】実施例2〜4 第1表に示す量のポリマーグラフト化カーボンブラック
及び有機顔料と、感光性樹脂を使用し、実施例1と同様
にして黒色光重合性組成物を調製した。又、前記黒色光
重合性組成物を使用し、実施例1と同様にしてブラック
マトリクスを形成してその評価を行った。その結果を表
1に示す。
Examples 2 to 4 A black photopolymerizable composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amounts of polymer-grafted carbon black and organic pigment shown in Table 1 and a photosensitive resin were used. Further, using the black photopolymerizable composition, a black matrix was formed and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0043】比較例1 黒色着色剤をカーボンブラックMA−600(商品名、
三菱化成製)40部のみとした他は、実施例1と同様に
して黒色光重合性組成物を調製したところ、1ヶ月経過
後、カーボンブラック成分が沈降していた。又、調製後
直ちに実施例1と同様にブラックマトリクスの作製をし
たところ、現像時に画素が剥落してしまった。更に、露
光量を500mJとし同様にブラックマトリクスを作製
しても現像時に画素が剥落してしまった。
Comparative Example 1 A black colorant was carbon black MA-600 (trade name,
A black photopolymerizable composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that only 40 parts of Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) was used, and after 1 month, the carbon black component was precipitated. Further, when a black matrix was produced immediately after the preparation in the same manner as in Example 1, the pixels came off during development. Further, even when a black matrix was prepared in the same manner with an exposure amount of 500 mJ, pixels were peeled off during development.

【0044】比較例2 黒色着色剤を有機顔料40部のみとした他は、実施例1
と同様にして黒色光重合性組成物を調製し、ブラックマ
トリクスの作製を行った。しかし、高解像ではあるもの
の、膜強度が不十分であり、遮光性が著しく劣るもので
あった。
Comparative Example 2 Example 1 was repeated except that 40 parts of the organic pigment was used as the black colorant.
A black photopolymerizable composition was prepared in the same manner as in 1. to prepare a black matrix. However, although the resolution was high, the film strength was insufficient and the light-shielding property was extremely poor.

【0045】表1 Table 1

【0046】[0046]

【発明の効果】ポリマーグラフト化カーボンブラックを
用いることにより、感光性、分散安定性に優れた黒色光
重合性組成物を得、更にこれを用いることにより、遮光
性、解像性に優れたブラックマトリクスを簡便に製造す
ることが出来るようになった。
By using the polymer-grafted carbon black, a black photopolymerizable composition having excellent photosensitivity and dispersion stability can be obtained, and by using the black photopolymerizable composition, black having excellent light-shielding property and resolution can be obtained. The matrix can now be easily manufactured.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エチレン性不飽和二重結合を少なくとも1
つ以上有する光重合性化合物と光重合開始剤と場合によ
ってその他の樹脂からなる感光性樹脂と、高分子化合物
によりグラフト化されたカーボンブラックからなる組成
物であることを特徴とする黒色光重合性組成物。
1. At least one ethylenically unsaturated double bond.
Black photopolymerizable composition comprising a photosensitive resin comprising one or more photopolymerizable compounds, a photopolymerization initiator, and optionally other resins, and carbon black grafted with a polymer compound. Composition.
【請求項2】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、
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又
は二種以上の反応性基を分子内に有する高分子化合物で
ある請求項1記載の黒色光重合性組成物。
2. A polymer compound comprising an aziridine group, an oxazoline group, an N-hydroxyalkylamide group, an epoxy group,
The black light according to claim 1, which is a polymer compound having in its molecule one or more reactive groups selected from an isocyanate group, a vinyl group, an acrylic group, a methacrylic group, a silicon-based hydrolyzable group, and an amino group. Polymerizable composition.
【請求項3】高分子化合物が、アクリル酸及び又はスチ
レン及び又はポリオキシエチレンを主成分とする共重合
物である請求項1、2記載の黒色光重合性組成物。
3. The black photopolymerizable composition according to claim 1, wherein the polymer compound is a copolymer containing acrylic acid and / or styrene and / or polyoxyethylene as a main component.
【請求項4】カーボンブラックが平均粒径が0.1μm
以下のカーボンブラックである請求項1乃至3記載の黒
色光重合性組成物。
4. The carbon black has an average particle diameter of 0.1 μm.
The black photopolymerizable composition according to claim 1, which is the following carbon black.
【請求項5】カーボンブラックがPH7以下のカーボン
ブラックである請求項1乃至4記載の黒色光重合性組成
物。
5. The black photopolymerizable composition according to claim 1, wherein the carbon black is PH7 or less.
【請求項6】請求項1乃至5の黒色光重合性組成物を用
いて得られる黒色硬化膜。
6. A black cured film obtained by using the black photopolymerizable composition according to claim 1.
【請求項7】請求項1乃至5の黒色光重合性組成物を用
いてフォトリソグラフィー法により遮光膜を形成するこ
とを特徴とした遮光膜の形成方法。
7. A method of forming a light-shielding film, which comprises forming a light-shielding film by photolithography using the black photopolymerizable composition according to claim 1.
【請求項8】請求項1乃至5の黒色光重合性組成物を用
いてブラックマトリクスを作製することを特徴としたカ
ラーフィルターの製造方法。
8. A method for producing a color filter, which comprises producing a black matrix using the black photopolymerizable composition according to any one of claims 1 to 5.
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