JP2552391B2

JP2552391B2 - 遮光膜およびその製造方法

Info

Publication number: JP2552391B2
Application number: JP2321498A
Authority: JP
Inventors: 暢栄田; 清一郎横山; 英明倉田
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPH04190362A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、遮光膜およびその製造方法に関する。

［従来の技術］近年、遮光膜は、カラーフィルタ，液晶表示材料，電
子表示材料，カラーディスプレイ等の表示素子に欠かせ
ぬものとなっており、これらの表示素子は、オーディ
オ，車載用インパネ，時計，電卓，ビデオデッキ，ファ
ックス，通信機，ゲーム機および測定機器等の各種分野
において広く利用されている。

例えば、カラーフィルタにおいては、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）等の各画素間に形成されるブラックマ
トリックスとして遮光膜が用いられている。このブラッ
クマトリックスは、画素間の洩れ光によるコントラスト
および色純度の低下を防止する役割を果たしている。

従来、印刷法，分散法あるいは染色法等によってカラ
ーフィルタ等の各画素（着色層）を形成する場合、遮光
膜としては、多くの場合カーボンブラック等の遮光材を
含むフォトレジスト剤が用いられている。

しかしながら、カーボンブラックを含むフォトレジス
ト剤は導電性があるため、液晶駆動電極とカラーフィル
タ形成電極を共有することができないという問題があ
る。すなわち、カラーフィルタ形成用にパターンニング
したITO電極上に先にブラックマトリックスを形成する
と、隣接する電極と導通してしまい、ミセル電解法や電
着法等によってカラーフィルタを形成できないという不
都合が生じる。逆に、カラーフィルタを形成した後にブ
ラックマトリックスを形成すると、カラーフィルタ形成
用ITO電極を用いて液晶を駆動する際に隣接する電極と
導通してしまい、液晶が作動しないという不都合が生じ
る。このように、カーボン系フォトレジスト剤を用いた
場合には、導電性に優れたミセル電解法あるいは電着法
によってカラーフィルタを形成することができないとい
う問題がある。

このため、絶縁性のある遮光膜形成用レジストの開発
が望まれており、絶縁性のフォトレジスト剤として赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）等の各色顔料を混合してな
る有機顔料系のレジスト剤が開発されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述した従来の有機顔料系遮光膜形成
用レジストは、遮光材が含まれていないため、フォトリ
ソグラフィ法により遮光膜を形成した場合、遮光率が十
分でなく、したがって、十分な遮光率を得ようとすると
膜厚が厚くなり、カラーフィルタの面平滑性が得られな
いという問題があった。また、膜厚の厚いブラックマト
リックスは、均一な形状（矩形）での形成が難しいとい
う問題があった。

本発明は、上述した問題点にかんがみてなされたもの
であり、高い遮光率を有する高絶縁性の遮光膜およびそ
の製造方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の遮光膜は、黒色
有機顔料および／または赤，青，緑，紫，黄，シアニ
ン，マゼンタから選ばれる少なくとも二種以上の有機顔
料を混合し疑似黒色化した混色有機顔料からなる絶縁性
有機顔料と、カーボンブラック，酸化クロム，酸化鉄，
チタンブラック，アニリンブラックから選ばれる少なく
とも一種以上の遮光材と、感光性樹脂とを、絶縁性有機
顔料、遮光材および感光性樹脂の合計量に対して、絶縁
性有機顔料、並びに絶縁性有機顔料および遮光材をそれ
ぞれ、15〜40重量％および20〜55重量％の割合で溶剤中
に含有してなる遮光膜形成用レジストを用いて、フォト
リソグラフィ法により形成された遮光膜であって、面抵
抗が10⁹Ω／□以上かつ遮光率が99.9％以上であること
を特徴とする遮光膜した構成としてあり、好ましくは、
感光性樹脂を紫外線硬化型とし、また、溶剤中に光開始
剤および分散剤を含有し、また、絶縁性有機顔料が黒色
有機顔料のみからなり、また、絶縁性有機顔料が赤色有
機顔料および青色有機顔料のみからなり、また、絶縁性
有機顔料が黒色有機顔料、赤色有機顔料および青色有機
顔料からなり、また、赤色有機顔料と青色有機顔料とを
混合し擬似黒色化した混色有機顔料を絶縁性有機顔料と
して用い、かつ赤色有機顔料と青色有機顔料との重量比
を1:0.5〜1:2とした構成としてある。

また、本発明の遮光膜の製造方法は、黒色有機顔料お
よび／または赤，青，緑，紫，黄，シアニン，マゼンタ
から選ばれる少なくとも二種以上の有機顔料を混合し擬
似黒色化した混色有機顔料からなる絶縁性有機顔料と、
カーボンブラック，酸化クロム，酸化鉄，チタンブラッ
ク，アニリンブラックから選ばれる少なくとも一種以上
の遮光材と、感光性樹脂と、光開始剤とを、絶縁性有機
顔料、遮光材および感光性樹脂の合計量に対して、絶縁
性有機顔料、並びに絶縁性有機顔料および感光性樹脂
を、それぞれ15〜40重量％および20〜55重量％の割合で
配合し、分散剤を用いて溶剤中に分散し、濾過して得ら
れる遮光膜形成用レジストを用い、フォトリソグラフィ
法により形成することを特徴とする、面抵抗が10⁹Ω／
□以上かつ遮光率が99.9％以上である遮光膜の製造方法
の構成としてある。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の遮光膜に用いられる遮光膜形成用レジスト
は、黒色有機顔料および擬似黒色化した混色有機顔料の
一方または両方からなる絶縁性有機顔料と、遮光材と、
感光性樹脂とを溶剤中に含有してなるものである。

ここで、黒色有機顔料としては、例えば、ペリレンブ
ラック（BASF K0084,K0086），シアニンブラック等が
挙げられる。黒色有機顔料は、一種類を単独で使用して
もよく、二種以上を混合して使用してもよい。黒色有機
顔料は絶縁性であることが必要である。

擬似黒色化した混色有機顔料とは、赤（Ｒ），青
（Ｂ），緑（Ｇ），紫（Ｖ），黄（Ｙ），シアニン，マ
ゼンタ等から選ばれる少なくとも二種以上の有機顔料を
混合し、混色により擬似黒色化したものをいう。一般に
互いに補色関係にある二色を混色すると黒色になる。こ
れらの混色に用いる各色の有機顔料は絶縁性である。

ここで、赤色系顔料としては、ペリレン系顔料，アン
トラキノン系顔料，ジアントラキノン系顔料，アゾ系顔
料，ジアゾ系顔料，キナクリドン系顔料，アントラセン
系顔料等が挙げられる。具体的には、ペリレン顔料，キ
ナクリドン，ナフトールAS,シコミン顔料，アントラキ
ノン（Sudan I,II,III,R），ジアントラキノニルレッ
ド，ビスアゾ，ベンゾピランなどが挙げられる。

青色系顔料としては、金属フタロシアニン系顔料，イ
ンダンスロン系顔料，インドフェノール系顔料等が挙げ
られる。具体的には、銅フタロシアニン，クロロ銅フタ
ロシアニン，クロロアルミニウムフタロシアニン，チタ
ニルフタロシアニン，バナジン酸フタロシアニン，マグ
ネシウムフタロシアニン，亜鉛フタロシアニン，鉄フタ
ロシアニン，コバルトフタロシアニンなどのフタロシア
ニン金属錯体，インドフェノールブルーなどが挙げられ
る。

緑色系顔料としては、ハロゲン化フタロシアン系顔料
等が挙げられる。具体的には、ポリクロル銅フタロシア
ニン，ポリクロルブロムフタロシアニンなどが挙げられ
る。

紫色系顔料としては、ジオキサジンバイオレット，フ
ァストバイオレットB,メチルバイオレットイーキ，イン
ダントレンブリリアントバイオレットなどが挙げられ
る。

黄色系顔料としては、テトラクロロイソインドリノン
系顔料，ハンザイロー系顔料，ベンジジンエロー系顔
料，アゾ系顔料等が挙げられる。具体的には、ハンザエ
ロー（10G,5G,3G,G,GR,A,RN,R），ベンジジン（G,G
R），クロモフタールエロー，パーマネントエロー（FG
L,H10G,HR），アンスラゲネローなどが挙げられる。

シアニン系顔料としては無金属フタロシアニン，メロ
シアニンなどが挙げられる。

マゼンタ系顔料としては、ジメチルキナクリドン，チ
オインジゴなどが挙げられる。

遮光材とは、レジスト中に分散させた場合にレジスト
に遮光性を付与する粒子等をいう。具体的には、遮光材
として、カーボンブラック，酸化クロム，酸化鉄，チタ
ンブラック，チタンカーボン，アニリンブラックなどが
挙げられる。遮光材は一種類を単独て使用してもよく、
二種以上を混合して使用してもよい。

感光性樹脂としては、絶縁性透明感光性樹脂が好まし
い。

絶縁性透明感光性樹脂は、透明感光性樹脂のうち絶縁
性を有するものがすべて含まれ、例えば、紫外線硬化型
感光性樹脂等が挙げられる。レジストは、ポジタイプお
よびネガタイプのいずれであってもよく、またEBレジス
ト、Ｘ線レジスト等であってもよいが、ネガタイプが最
も好ましい。なお、感光性樹脂（固形分）は通常溶剤に
溶かし、液体状のレジスト剤として使用される。例えば
紫外線硬化型のレジスト剤としてアクリル系レジストで
あるアロニックス（東亜合成（株）社製）やポリイミド
系レジストである東レフォトニース（東レ社製）などが
挙げられる。

溶剤は、絶縁性有機顔料，遮光材等を分散させ、か
つ、感光性樹脂を溶解させるために用いられる。溶剤
は、用いられる感光性樹脂等によって異なるため一概に
いえないが、例えば、メチルセロソルブアセテート，エ
テルセロソルブアセテート，プロピルセロソルブアセテ
ート，ブチルセロソルブアセテート等のアルキルセロソ
ルブアセテート、シクロヘキサノン、ジエチレングリコ
ールメチルエーテルアセテート，ジエチレングリコール
エチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールア
ルキルエーテルアセテート，プロピレングリコールメチ
ルエーテルアセテート，プロピレングリコールエチルエ
ーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエ
ーテルアセテート、NMP（Ｎ−メチルピロリドン）等が
挙げられる。これらの溶剤は一種類あるいは二種類以上
混合して使用される。

本発明の遮光膜には、分散剤および光開始剤等の任意
成分が適宜含有される。

分散剤としては、非イオン性界面活性剤（例えばポリ
オキシエチレンアルキルエーテル，エステル），イオン
性界面活性剤（例えばアルキルベンゼンスルフォン酸ナ
トリウム，ポリ脂肪酸塩，脂肪酸塩アルキルリン酸塩，
テトラアルキルアンモニウム塩），有機顔料誘導体，ポ
リエステル等が挙げられる。分散剤は一種類を単独で使
用してもよいが、二種類以上を混合して使用してもよ
い。光開始剤としては、トリアジン系光開始剤（例え
ば、トリハロメチル−Ｓ−トリアジン誘導体など）、ア
セトフェノン系光開始剤（例えば、イルガキュアー907,
CGI369:チバガイギー社）など、ベンジイン系，ベンゾ
フェノン系，チオキサンソン系光開始剤等が挙げられ
る。

次に、上記各成分からなる本発明の遮光膜の各成分の
好ましい混合割合について説明する。

黒色有機顔料および／または黒色擬似化した混色有機
顔料からなる絶縁性有機顔料、遮光材および感光性樹脂
の合計量に対する絶縁性有機顔料および遮光材の割合
は、20〜55重量％であり、好ましくは25〜40重量％であ
る。絶縁性有機顔料および遮光材の混合割合が20重量％
未満の場合にはフォトリソグラフィ法により形成した遮
光膜の遮光率が低下するので厚い膜厚が要求され、その
結果、カラーフィルターの製造に支障をきたすため好ま
しくない。また、絶縁性有機顔料および遮光材の重量が
55％を超えると、バインダーとなるレジスト硬化物の含
有量が減少するのでブラックマトリックスとしての遮光
膜パターンの形成が不可能となり、かつガラス等の絶縁
性基板への密着性等の機械的強度が低下するため好まし
くない。

次に、絶縁性有機顔料、遮光材および感光性樹脂の合
計量に対する絶縁性有機顔料の混合割合は、15〜40％重
量％であり、好ましくは20〜30重量％である。

また、絶縁性有機顔料、遮光材および感光性樹脂の合
計量に対する遮光材の混合割合は、５〜15重量％であ
り、好ましくは５〜10重量％である。

遮光材の重量が５％未満の場合には、フォトリソグラ
フィ法により形成した遮光膜の遮光率が低下するので厚
い膜厚が要求され、その結果、カラーフィルターの製造
に支障をきたすため好ましくない。遮光材の重量が15％
を超える場合には、遮光膜が導電性を有するようになる
（面抵抗が10⁹Ω／□未満となる）のでカラーフィルタ
ーの製造が不可能となり好ましくない。

絶縁性有機顔料として赤色有機顔料および青色有機顔
料のみを用いる場合には、絶縁性有機顔料、遮光材およ
び感光性樹脂の合計量に対する赤色有機顔料と青色有機
顔料の混合割合は、それぞれ7.5〜20重量％とするのが
好ましく、それぞれ10〜15重量％とするのが特に好まし
い。

赤色有機顔料と青色有機顔料が、それぞれ7.5重量％
未満になると、フォトリソグラフィ法により形成した遮
光膜の遮光率が低下し、かつ大きい膜厚が要求され、そ
の結果、カラーフィルタの製造に支障をきたす。

また、それぞれ20重量％を超えると、遮光材の添加も
含めて、バインダーのレジスト硬化物含有量が低下する
のでブラックマトリックスとしての遮光膜パターンが形
成不可能になり、かつ基板（絶縁性基板：ガラス板）へ
の接着性等の機械的強度が低下する。

また、赤色有機顔料と青色有機顔料との重量比は、好
ましくは1:0.5〜1:2であり、特に好ましくは1:0.8〜1:
1.5である。赤色顔料と青色顔料は互いに補色関係にあ
り、混合して擬似黒色化した際にバランスよく可視光を
遮光するためには、赤色顔料と青色顔料の重量が等量に
近くなるようにするのが好ましい。

絶縁性有機顔料として黒色有機顔料のみを用いる場合
には、絶縁性有機顔料、遮光材および感光性樹脂の合計
量に対する黒色有機顔料の混合割合は、15〜40重量％と
するのが好ましい。黒色有機顔料が15重量％未満になる
と、フォトリソグラフィ法により形成した遮光膜の遮光
率が低下し、かつ大きい膜厚が要求され、その結果、カ
ラーフィルター製造に支障をきたす。

40重量％を超えると、遮光材の添加も含めてバインダ
ーのレジスト硬化物含有量が低下するのでブラックマト
リックスとしての遮光膜パターンが形成不可能になり、
かつ基板（絶縁性基板：ガラス板）への接着性等の機械
的強度が低下する。

絶縁性有機顔料として、黒色有機顔料，赤色有機顔料
および青色有機顔料を用いる場合には、各有機顔料の混
合割合は、黒色有機顔料５〜20重量％、赤色有機顔料５
〜10重量％、青色有機顔料５〜10重量％とするのが好ま
しい。

また、赤色有機顔料と青色有機顔料との重量比は、上
述したように1:0.5〜1:2とするのが好ましく、1:0.8〜
1:1.5とするのが特に好ましい。

黒色有機顔料、赤色有機顔料、青色有機顔料のそれぞ
れが、５重量％未満になると、フォトリソグラフィ法に
より形成した遮光膜の遮光率が低下し、かつ大きい膜厚
が要求され、その結果、カラーフィルター製造に支障を
きたす。

また、それぞれ20重量％,10重量％,10重量％を超える
と、遮光材の添加も含めてバインダーのレジスト硬化物
含有量が低下するのでブラックマトリックスとしての遮
光膜パターンが形成不可能になり、かつ基板（絶縁性基
板：ガラス板）への接着性等の機械的強度が低下する。

光開始剤の割合は、感光性樹脂（固形分）の重量に対
し、0.5〜10％とするのが好ましい。0.5％未満では、遮
光材が添加されているので、光重合もしくは光架橋（硬
化）を開始することができなくなり、ネガ型レジストと
しての挙動を示さなくなる。

一方、10％を超えると、レジストの重合度もしくは架
橋度（硬化度）が小さくなり、顔料および遮光材のバイ
ンダーとしての機械的強度が低下する。

分散剤の割合は、絶縁性有機顔料と遮光材の合計量に
対し、１％以上とするのが好ましい。

１％未満では、顔料および遮光材の分散を安定に保て
なくなり、凝集がおこり、結果的には、フォトリソグラ
フィ法により得た遮光膜の基板への接着強度等の機械的
強度に悪影響をおよぼす。

溶剤の割合は、レジスト中に含まれる絶縁性有機顔
料、遮光材，感光性樹脂，光開始剤，分散剤等の固形分
濃度が５％〜50％となるように添加するのが好ましい。

固形分濃度が５％未満の場合には、レジストの粘度が
低すぎて、基板への塗布の際に、99.9％以上の遮光率を
得るための膜厚を有する遮光膜の形成が不可能となる。

一方、固形分濃度が50％を超えると、レジスト塗布後
のプリベークに長時間有し、溶剤残りによる遮光膜の基
板への接着強度等の機械的が低下する。また、レジスト
の粘度が高過ぎることにより、遮光膜の平滑性に悪影響
をおよぼす。次に、本発明に用いられる遮光膜形成用レ
ジストの製造方法について説明する。

この方法においては、まず、絶縁性有機顔料に遮光材
を適量な範囲内で混合して混合体とする。

次いで、前記混合体と、感光性樹脂（固形分）あるい
はレジスト剤（固形分＋溶剤）と、分散剤と、光開始剤
とを、溶剤中に加え、混合機を用いてこれらを混合し、
絶縁性有機顔料および遮光材を分散させる。

ここで、混合は発熱しない混合機を用いて行なうこと
がレジストの凝集を防ぐという観点より好ましい。この
ような混合機としては、サンドミル，ボールミル，三本
ロール等が挙げられる。

上記分散液をフィルターを介して加圧濾過して遮光膜
形成用レジストが調製される。

なお、フィルターは絶縁性有機顔料および遮光材の平
均粒径が0.3μｍ以下となるようなものを使用すること
が好ましい。また、絶縁性有機顔料および遮光材の平均
粒径を0.3μｍ以下とするのに遠心分離を用いてもよ
い。

次に本発明の遮光膜について説明する。遮光膜は、上
述した遮光膜形成用レジストを用いて、フォトリソグラ
フィ法により形成される。

第１図はフォトリソグラフィ法による遮光膜の製造工
程の一具体例を示すフロー図である。

まず、ITO電極が形成されたガラス等の基板上に、上
述した遮光膜形成用レジストを塗布する。ガラス基板と
しては、ソーダライム（SL）ガラス、低膨張ガラス（L
E）、ノンアルカリガラス（NA）、石英ガラス等が用い
られる。塗布の方法としては、スピンコーターあるいは
ロールコーターを用いたコーティング方法や、コンプレ
ッサーを用いた噴霧塗布等が挙げられる。スピンコータ
ーあるいはロールコーターの回転数は、レジストの粘
度、所望する膜厚等により適宜選択され、例えば、200
〜3000rpmの回転数で行なわれる。

遮光膜形成用レジストの塗布後、プリベークが行なわ
れる。プリベークはレジストの乾燥等の目的で行なわれ
る。

プリベークはオーブン、ホットプレート等により加熱
することによって行なわれる。プリベークにおける加熱
温度および加熱時間は使用する溶剤に応じて適宜選択さ
れ、例えば80℃〜150℃の温度で５〜60分間行なわれ
る。

プリペーグ後、ポリビニルアルコール水溶液（例えば
富士ハントエレクトロテクノロジー社製CP）の塗布を行
なう。ポリビニルアルコールの塗布は保護膜を形成し、
空気中の酸素によるレジストの硬化阻害を防止する目的
で行なわれる。塗布の方法等に関しては上記と同様で
ある。

ポリビニルアルコールの塗布後、プリベークを行な
う。プリベークの目的，方法，温度，時間等に関しては
上記と同様である。

プリベーク後、露光を行なう。露光は露光機によって
行なわれ、所望のパターンを有するフォトマスクを介し
て露光することにより、パターンに対応した部分のレジ
ストのみを感光させる。露光機および露光条件等は適宜
選択され、特に制限されることはない。

露光量は、例えば５〜200mJ/cm²の範囲で選択され
る。

また、光源は使用する遮光膜用レジストの感光特性に
応じて決定され、例えば2Kwの高圧水銀灯が用いられ
る。

露光後、現像が行なわれる。現像は、露光された部分
（ポジレジストの場合）あるいは非露光部分（ネガレジ
ストの場合）のレジストを除去する目的で行なわれ、こ
の現像によって所望のパターンが形成される。

現像液は、使用するレジスト剤の成分によって異な
り、レジストを溶解、除去しうるものの中から適宜選択
される。市販のレジスト剤を用いる場合には、それぞれ
のレジストに適した現像液が市販されているので、これ
らの市販品を用いればよいが、主にアルカリ水溶液が多
い。

現像液としては、例えば、0.05〜0.2Nの炭酸ナトリウ
ム（Na₂CO₃）と、イオン性界面活性剤の混合水溶液、富
士ハントエレクトロテクノロジー社製現像液（CD）、東
レ社製フォトニース現像液（DV505）等が挙げられる。
現像液の濃度および現像時間は、使用するレジストおよ
び現像液によって適宜選択される。

現像後、純水シャワー、あるいは、純水および／また
はイソプロピルアルコール（IPA）等への浸漬等により
リンスを行なう。この場合、超音波を併用してもよい。
なお、リンスは現像液の除去を目的として行なわれる。

リンス後、ポストベークが行なわれる。ポストベーク
はパターニングされた遮光膜用レジストと基板との密着
性を高めるため等の目的で行なわれる。このポストベー
クは、プリベークと同様に、オーブン、ホットプレート
等により加熱することによって行なわれる。

ポストベークにおける加熱温度および加熱時間は適宜
選択され、例えば200〜300℃の温度で５〜60分間行なわ
れる。

以上のフォトリソグラフィ法による各工程を経て、パ
ターニングされた遮光膜が製造される。

ここで、遮光膜のパターンとしては、例えばカラーフ
ィルタ用ブラックマトリクス形状、あるいは液晶プロジ
ェクション用ブラックマトリックス形状等をパターニン
グすることができる。

なお、上述したフォトリソグラフィ法による遮光膜の
製造工程は、一例を示したものであり、本発明はこれに
よって何ら制限されるものではない。

例えば、保護膜のコーティング等の工程の一部を省略
したり、あるいは露光後のプリベーク（PEB）等の公知
の工程を適宜追加することができる。

［実施例］以下、実施例にもとづき本発明を詳細に説明する。

（実施例１）赤色有機顔料として、ジアントラキノニルレッド（A2
B,チバガイギー社製）10gと、青色有機顔料として銅フ
タロシアニン（ヘリオゲンブルーL7072D,BASF社製）10
g,遮光材としてカーボンブラック10g,アクリル酸系紫外
線硬化型レジスト（東亜合成社製：アロニックス）91g
（固形分77％），光開始剤としてトリクロロメチル−Ｓ
−トリアジン誘導体を3g,分散剤1.5g,溶剤のエチルセロ
ソルブアセテートを309gを混合後、サンドミルで３時間
分散した。次に、分散液を加圧濾過（5KgG/cm²）するこ
とにより遮光膜形成用紫外線硬化型レジスト（平均粒径
0.2μｍ）435gを調整した。

ITO膜として20Ω／□の面抵抗を持つITOパターニング
基板（NA45;HOYA社300mm角，線幅90μm,ギャップ20μm,
線長155mm）に上記レジストを500rpmの回転速度でスピ
ンコートし、均一な塗膜を得た。スピンコート後、135
℃で15分間プリベークを行ない、次に、ポリビニルアル
コール水溶液（富士ハントエレクトロテクノロジー社
製:CP）を同様に塗布し、85℃で15分間再びプリベーク
を行なった。その後、この基板を、ブラックマトリック
スのデザインのマスクを有し、光源として2Kwの高圧水
銀灯を有する露光機にセットした。そして、プロキシミ
ティギャップ50μｍをとり、10mJ/cm²のエネルギーで位
置合わせをしながら露光した。次に、アルカリ現像液
（富士ハントエレクトロテクノロジー社製CDの５倍水稀
釈液）に浸漬して現像する。現像後、純水にてリンスし
た後、200℃で60分ポストベークして、黒色の遮光膜
（ブラックマトリックス）を形成した。

次に、４の純水にフェロセン誘導体ミセル化剤FPEG
（同仁化学社製）、LiBr（和光純薬社製）とジアントラ
キノニルレッド（A2B,チバガイギー社製）を加え、それ
ぞれ2mM,0.1M,10g/リットルの溶液とし、超音波ホモジ
ナイザーで30分間分散させた後（ミセル溶液）、前記ブ
ラックマトリックス付きITOパターン基板を前記ミセル
溶液に浸漬し、ストライプのＲ列にポテンショスタット
を接続する。0.5Vで定電位電解を行ない、カラーフィル
タＲの薄膜を得る。純水で洗浄後、オーブンにてプリベ
ーク（180℃）した。ＧではヘリオゲングリーンL9361
（BASF）を15g/リットル、ＢではヘリオゲンブルーK708
0（BASF社）を9g/リットルの濃度に変えたほかはＲの製
膜と同じ条件で製膜しRGBのカラーフィルタ薄膜を得
た。

このようにして得たカラーフィルタのブラックマトリ
ックスは、膜厚1.5μｍ、遮光率が99.9％以上ときわめ
て高い上、面抵抗は10⁹Ω／□となった。RGBのフィルタ
は0.6〜1.0μｍの範囲にとどまり、きわめて凹凸の少な
いカラーフィルタとなり、通電電極以外の電極に薄膜が
形成されることなく、カラーフィルタを製造することが
できた。また、カラーフィルタの抵抗値は10⁵Ω／□と
なり導電性のカラーフィルタであることが判った。

（実施例２）黒色有機顔料としてベリレンブラック（BASF社製;K00
84）25g、遮光材としてカーボンブラック5g、溶剤とし
てプロピレングリコールメチルエーテルアセテート310g
を用いて黒色遮光膜形成用紫外線硬化型レジストを調整
したこと以外は、実施例１と同じ操作を行なった。その
結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚2.0μm,遮
光率99.9％以上、面抵抗10¹²Ω／□となり、液晶プロジ
ェクション用ブラックマトリックスを製造することがで
きた。

（実施例３）赤色有機顔料としてキナクリドン5g、青色有機顔料と
してクロロ銅フタロシアニン5g、黒色有機顔料としてシ
アニンブラック10g、遮光材としてカーボブラック10g、
溶剤としてシクロヘキサノン100gとエチルセロソルブア
セテート215gを用い、ボールミルで４時間分散して黒色
遮光膜形成用紫外線硬化型レジストを調整したこと以外
は、実施例１と同じ操作を行なった。その結果、ブラッ
クマトリックスの物性は、膜厚1.3μm,遮光率99.9％以
上、面抵抗10⁹Ω／□となり、通電電極以外の電極に薄
膜が形成されることなく、カラーフィルタを製造するこ
とができた。

（実施例４）赤色有機顔料としてナフトールAS15g、青色有機顔料
として亜鉛フタロシアニン15g、遮光材として酸化クロ
ム10gと紫外線硬化型レジストとしてアクリル酸系レジ
スト（東亜合成社製；アロニックス，固形分75％）60g
さらに光開始剤としてイルガキュアー907（チバガイギ
ー社製）3g、分散剤2g、溶剤としてメチルセロソルブア
セテート400gを用いて、黒色遮光膜形成用紫外線硬化型
レジストを調整したこと以外は、実施例１と同じ操作を
行なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚1.3
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10⁹Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（実施例５）黒色有機顔料としてベリレンブラック20g、遮光材と
してチタンブラック10g、光開始剤としてCGI369（チバ
ガイギー社製）3g、溶剤としてジエチレングキコールメ
チルエーテルアセテート310gを用い、黒色遮光膜形成用
紫外線硬化型レジストを調整したこと以外は、実施例１
と同じ操作を行なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚1.6
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10⁹Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（実施例６）紫色有機顔料としてジオキサジンバイオレット10g
（チバガイギー社製）、黄色有機顔料としてテトラクロ
ロイソインドリノン（チバガイギー社製）15g、遮光材
としてカーボンブラック10gと、紫外線硬化型レジスト
としてアクリル酸系レジスト（東亜合成社製；アロニッ
クス，固形分75％）87g、溶剤としてジエチレングリコ
ールエチルエーテルアセテート225gを用い、三本ロール
で３時間分散して黒色遮光膜形成用紫外線硬化型レジス
トを調整した。そしてITO基板へのスピンコートの回転
数を800rpmとしたこと以外は、実施例１と同じ操作を行
なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚2.0
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10⁹Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（実施例７）マゼンタ顔料としてジメチルキナクリドン10g（チバ
ガイギー社製）、シアニン顔料として無金属フタロシア
ニン10g、遮光材としてチタンブラック10gと、紫外線硬
化型レジストとしてアクリル酸系レジスト（東亜合成社
製；アロニックス，固形分75％）87g、溶剤としてプロ
ピルセロソルブアセテート310gを用いたこと以外は、実
施例１と同じ操作を行なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚1.7
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10⁹Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（実施例８）赤色有機顔料としてアントラキノン15g、青色有機顔
料としてマグネシウムフタロシアニン10g、緑色有機顔
料としてポリクロル銅フタロシアニン10g、黒色有機顔
料としてペリレンブラック（BASF社;K0086）10gと、紫
外線硬化型レジストとしてアクリル酸系レジスト（東亜
合成社製；アロニックス，個形分75％）73g、光開始剤
としてトリクロロメチル−Ｓ−トリアジン誘導体1.7g、
分散剤3.0g、溶剤としてブチルセロソルブアセテート30
0gを用い、黒色遮光膜形成用紫外線硬化型レジストを調
整したこと以外は、実施例１と同じ操作を行なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚1.5
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10⁹Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（実施例９）赤色有機顔料としてベンゾピラン10g、青色有機顔料
としてインドフェノールブルー5g、緑色有機顔料として
ポリクロルブロムフタロシアニン5g、黒色有機顔料とし
てペリレンブラック10gと、遮光材として酸化鉄（鉄
黒）5g、紫外線硬化型レジストとしてアクリル酸系レジ
スト（東亜合成社；アロニックス，固形分77％）84g、
溶剤としてプロピレングリコールエチルエーテル572gを
用いて黒色遮光膜形成用紫外線硬化型レジストを調整し
た。そしてITO基板へのスピンコートの回転数を200rpm
としたこと以外は、実施例１と同じ操作を行なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚1.8
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10¹⁰Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（実施例10）赤色有機顔料としてシコミン10g、青色有機顔料とし
てクロロアルミニウムタロシアニン10gと、紫外線硬化
型レジストとして感光性ポリイミド（東レフォトニース
UR3100、固形分17％、東レ社製）440g、溶剤としてNMP5
80gを用いて黒色遮光膜形成用紫外線硬化型レジストを
調整した。そしてITO基板への塗布、露光（100mJ/cm²）
後、純水でリンスしてPVAの保護膜を洗い落し、現像を
行なう。現像はフォトニース現像液（DV−505、東レ社
製）で長音波現像を50秒行ない、イソプロピルアルコー
ルで超音波リンス15秒と浸漬15秒行なって窒素ブローに
より乾燥する。最後にポストベークを300℃,60分行なっ
て、遮光膜（ブラックマトリックス）を得た。以上の操
作以外は、実施例１と同様に行なった。

その結果、ブラックマトリックスの物性は、膜厚2.1
μm,遮光率99.9％以上、面抵抗10¹²Ω／□となり、通電
電極以外の電極に薄膜が形成されることなく、カラーフ
ィルタを製造することができた。

（比較例１）赤色有機顔料としてジアントラキノニルレッド15g、
青色有機顔料として銅フタロジアニン15gと、紫外線硬
化型レジストとしてアクリル酸系レジスト（東亜合成社
製；アロニックス，固形分77％）91g、溶剤としてエチ
ルセロソルブアセテート295gを用い、黒色遮光膜形成用
紫外線硬化型レジストを調整したこと以外は、実施例１
と同じ操作を行なった（ただし遮光材は、混合しなかっ
た）。

その結果、ブラックマトリックスは、膜厚2.0μm,遮
光率95.0％、膜厚が大きくなり、遮光性は低下し、カラ
ーフィルタの凹凸は大きくなった。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、高い遮光率を
有する高絶縁性の遮光膜を形成することができる。

さらに、本発明の遮光膜は面抵抗が10⁹Ω／□以上か
つ遮光率が99.9％以上であって、遮光膜として優れた特
性を有し、有用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はフォトリソグラフィ法による遮光膜の製造工程
の一具体例を示すフロー図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−65837（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−166945（ＪＰ，Ａ) 特開平２−103503（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】黒色有機顔料および／または赤，青，緑，
紫，黄，シアニン，マゼンタから選ばれる少なくとも二
種以上の有機顔料を混合し擬似黒色化した混色有機顔料
からなる絶縁性有機顔料と、カーボンブラック，酸化ク
ロム，酸化鉄，チタンブラック，アニリンブラックから
選ばれる少なくとも一種以上の遮光材と、感光性樹脂と
を、絶縁性有機顔料、遮光材および感光性樹脂の合計量
に対して、絶縁性有機顔料、並びに絶縁性有機顔料およ
び遮光材をそれぞれ、15〜40重量％および20〜55重量％
の割合で溶剤中に含有してなる遮光膜形成用レジストを
用いて、フォトリソグラフィ法により形成された遮光膜
であって、面抵抗が10⁹Ω／□以上かつ遮光率が99.9％
以上であることを特徴とする遮光膜。
【請求項２】感光性樹脂が紫外線硬化型であることを特
徴とする請求項１記載の遮光膜。
【請求項３】溶剤中に、光開始剤および分散剤を含有す
ることを特徴とする請求項１記載の遮光膜。
【請求項４】絶縁性有機顔料が黒色有機顔料のみからな
る請求項１記載の遮光膜。
【請求項５】絶縁性有機顔料が赤色有機顔料および青色
有機顔料のみからなる請求項１記載の遮光膜。
【請求項６】絶縁性有機顔料が黒色有機顔料、赤色有機
顔料および青色有機顔料からなる請求項１記載の遮光
膜。
【請求項７】赤色有機顔料と青色有機顔料とを混合し擬
似黒色化した混色有機顔料を絶縁性有機顔料として用
い、かつ赤色有機顔料と青色有機顔料との重量比を1:0.
5〜1:2としたことを特徴とする請求項１記載の遮光膜。
【請求項８】黒色有機顔料および／または赤，青，緑，
紫，黄，シアニン，マゼンタから選ばれる少なくとも二
種以上の有機顔料を混合し擬似黒色化した混色有機顔料
からなる絶縁性有機顔料と、カーボンブラック，酸化ク
ロム，酸化鉄，チタンブラック，アニリンブラックから
選ばれる少なくとも一種以上の遮光材と、感光性樹脂
と、光開始剤とを、絶縁性有機顔料、遮光材および感光
性樹脂の合計量に対して、絶縁性有機顔料、並びに絶縁
性有機顔料および感光性樹脂を、それぞれ15〜40重量％
および20〜55重量％の割合で配合し、分散剤を用いて溶
剤中に分散し、濾過して得られる遮光膜形成用レジスト
を用い、フォトリソグラフィ法により形成することを特
徴とする、面抵抗が10⁹Ω／□以上かつ遮光率が99.9％
以上である遮光膜の製造方法。
【請求項９】請求項１記載の遮光膜をカラーフィルター
用ブラックマトリックス形状にパターンニングしたこと
を特徴とするカラーフィルター用ブラックマトリクス。
【請求項１０】請求項１記載の遮光膜を液晶プロジェク
ション用ブラックマトリックス形状にパターンニングし
たことを特徴とする液晶プロジェクション用ブラックマ
トリックス。