JP2824711B2 - Method of forming light-shielding pattern - Google Patents

Method of forming light-shielding pattern

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JP2824711B2
JP2824711B2 JP6486992A JP6486992A JP2824711B2 JP 2824711 B2 JP2824711 B2 JP 2824711B2 JP 6486992 A JP6486992 A JP 6486992A JP 6486992 A JP6486992 A JP 6486992A JP 2824711 B2 JP2824711 B2 JP 2824711B2
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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、平坦性が高く、高温時
にもシワを発生しない、光学濃度の高い遮光パターンの
形成方法に関するものである。本発明の方法は、液晶表
示体等に用いるカラーフィルターの作成に特に有用であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a light-shielding pattern having a high optical density and having high flatness and no wrinkles even at high temperatures. The method of the present invention is particularly useful for producing a color filter used for a liquid crystal display or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラー液晶ディスプレイに使用するカラ
ーフィルターの作成には染色法、顔料分散法、印刷法、
転写法等の方法が考えられている。いずれの場合も各着
色パターン(例えば赤、緑、青および黒)の位置精度は
非常に重要であり、特に遮光パターン、いわゆるブラッ
クマトリックスは、他の着色パターンの間に隙間なく位
置決めを行なわなければならない。その為に現状ではブ
ラックマトリックスは他の着色パターンとある程度の重
なりを持つように形成される。ブラックマトリクスをC
r蒸着膜等で形成する場合も有るが、コストが高くなる
ので、現在は特開昭63−314501、特開昭64−
35417の各号明細書に記載されているように、カー
ボンブラック等の顔料を有する感光性樹脂を用いること
が考えられている。しかし、この場合にはブラックマト
リックスの光遮蔽能とブラックマトリックスの膜厚とが
比例関係にあるため、高光遮蔽能を得るには、2μm程
度の膜厚が必要となる。従って、ブラックマトリックス
と他の着色パターンの重なり部はかなりの突起となり、
平坦性の要求が厳しい場合には問題であった。更に、こ
の膜厚の光硬化性樹脂を用いた場合には、光がその樹脂
層の下部には殆ど到達しないため、未硬化状態になる。
この状態で現像を行うと、所望のブラックマトリックス
パターンは形成されるが、常温以上で放置すると、パタ
ーン画素の表面に、硬化部と未硬化部との熱膨張率の違
いが主原因と思われるシワが発生し、パターン濃度のむ
らとなることがあった。特にカラーフィルターの場合
は、ポストキュア等の処理時に顕著にこのシワが発生す
る。
2. Description of the Related Art Color filters used in color liquid crystal displays are prepared by dyeing, pigment dispersion, printing, and the like.
Methods such as a transfer method have been considered. In any case, the positional accuracy of each colored pattern (for example, red, green, blue, and black) is very important. In particular, a light-shielding pattern, a so-called black matrix, must be positioned without gaps between other colored patterns. No. Therefore, at present, the black matrix is formed so as to have some overlap with other colored patterns. Black matrix is C
Although it may be formed by a vapor deposition film or the like, the cost is high.
As described in JP-A-35417, use of a photosensitive resin having a pigment such as carbon black has been considered. However, in this case, since the light shielding ability of the black matrix is proportional to the thickness of the black matrix, a film thickness of about 2 μm is required to obtain a high light shielding ability. Therefore, the overlapping part of the black matrix and other colored patterns becomes a considerable protrusion,
This was a problem when the demand for flatness was severe. Furthermore, when a photocurable resin having this thickness is used, light hardly reaches the lower portion of the resin layer, and thus the resin is in an uncured state.
When development is performed in this state, a desired black matrix pattern is formed, but when left at room temperature or higher, the difference in thermal expansion coefficient between the cured part and the uncured part on the surface of the pattern pixel seems to be the main cause. In some cases, wrinkles occurred and the pattern density became uneven. In particular, in the case of a color filter, this wrinkle occurs remarkably during processing such as post cure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
平坦性を有し、高温下で処理してもシワを発生しない、
遮光性の優れた遮光パターン(BM層)を形成する方法を
提供する事にある。本発明の方法は、カラーフイルター
の作成に特に有用である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to have high flatness and to prevent wrinkles even when processed at high temperatures.
An object of the present invention is to provide a method for forming a light-shielding pattern (BM layer) having excellent light-shielding properties. The method of the present invention is particularly useful for making color filters.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、基板上
に直接、または単一もしくは複数の画素パターンが形成
された基板上に、光重合性遮光材料層を形成し、露光・
現像して遮光パターンを形成した後、必要に応じて、後
述するサイドエッチングにより平坦性を上げ、この後熱
によるシワが発生する前に、少なくとも該基板を通して
全面露光する方法により達成された。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to form a photopolymerizable light-shielding material layer directly on a substrate or on a substrate on which a single or a plurality of pixel patterns are formed.
After forming a light-shielding pattern by developing, if necessary, the flatness is increased by side etching described later, and thereafter, the entire surface is exposed through at least the substrate before wrinkles due to heat are generated.

【0005】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
になる遮光パターンの形成方法では、遮光パターンの形
成に使用する黒色に着色された光重合性遮光材料層で
は、露光時に光が十分内部まで到達せず、表面から遠い
部分の重合度が低いことに起因するシワの発生を有効に
防止し、かつ、高い平坦性を有する多色パターンを提供
する。即ち、第一に、パターニング後に少なくとも基板
を通して全面露光することによって、パターン露光だけ
では重合度が不十分な部分の光重合を促進し、遮光パタ
ーン画素内部の重合度を平準化して、高温でポストキュ
アを行っても熱膨張率が実質的に均一となる状態を作る
ことができる。本発明の方法は、光重合性光遮蔽層の光
学濃度が約2.0以上の場合に特に有効である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the method of forming a light-shielding pattern according to the present invention, in the photopolymerizable light-shielding material layer colored black used for forming the light-shielding pattern, light does not sufficiently reach the inside during exposure, and the degree of polymerization of a portion far from the surface is low. To provide a multicolor pattern which effectively prevents wrinkles due to lowness and has high flatness. That is, first, by patterning the entire surface through at least the substrate after patterning, photopolymerization is promoted in a portion where the degree of polymerization is insufficient by pattern exposure alone, the degree of polymerization in the light-shielded pattern pixel is leveled, and the post- Even if curing is performed, a state in which the coefficient of thermal expansion is substantially uniform can be created. The method of the present invention is particularly effective when the optical density of the photopolymerizable light shielding layer is about 2.0 or more.

【0006】次に、本発明を用いた、多色パターンの好
ましい形成方法について説明する。最初に透明ガラス基
板上にレッド(R)、グリーン(G)およびブルー
(B)の画素パターンを形成する。形成の方法は従来の
染色法、印刷法、電着法、電着転写法、転写法、顔料分
散法等のいずれの方法でも可能である。次にその上に全
面に光重合性遮光材料層を設ける。方法としては、顔料
分散法あるいは転写法、場合によってはスクリーン印刷
法などの印刷法を用いることが可能である。次ぎに、少
なくとも各R、G、B画素間を埋めつくすように設計さ
れたフォトマスクを介して表側からパターン露光する。
このときの露光量は、使用するマスクの仕様に応じて決
定される。具体的には、マスクの光透過性領域と各R、
G、B画素間の隙間領域との相対的関係により決定さ
れ、光透過性領域が隙間領域より大きいほど、露光量は
少なくなる。このことにより、遮光部画素周囲に表面の
硬化反応が不十分な部分が形成され、現像後、遮光材料
が各R、G、B画素の一部と重なった、厚さ数μmの突
起のある遮光パターンが形成される。
Next, a preferred method for forming a multicolor pattern using the present invention will be described. First, red (R), green (G), and blue (B) pixel patterns are formed on a transparent glass substrate. The formation method can be any of conventional dyeing methods, printing methods, electrodeposition methods, electrodeposition transfer methods, transfer methods, pigment dispersion methods, and the like. Next, a photopolymerizable light-shielding material layer is provided on the entire surface. As a method, it is possible to use a printing method such as a pigment dispersion method or a transfer method, and in some cases, a screen printing method. Next, pattern exposure is performed from the front side through a photomask designed to fill at least the R, G, and B pixels.
The exposure amount at this time is determined according to the specifications of the mask to be used. Specifically, the light-transmitting region of the mask and each R,
It is determined by the relative relationship with the gap area between the G and B pixels, and the light exposure becomes smaller as the light transmitting area is larger than the gap area. Due to this, a portion where the curing reaction of the surface is insufficient is formed around the light-shielding portion pixel, and after development, the light-shielding material overlaps a part of each of the R, G, and B pixels and has a projection having a thickness of several μm. A light shielding pattern is formed.

【0007】カラーフィルターの様に表面の平坦性に対
する要求が厳しい場合には、この突起の存在は大きな欠
点であり、除去する必要がある。本発明においては、上
記遮光材料パターンと他の色の画素パターンとの重なり
部を除去する操作を「サイドエツチング」と称する。サ
イドエツチングを実行するには、遮光材料層の現像後に
現像液と処方の異なる液を用いて処理する、通常のパタ
ーンを形成するのに必要な現像時間を延長する、等の方
法がある。これらの操作の際、ブラシによる擦り等を加
えることも有効である。
In the case where the flatness of the surface is strict, as in the case of a color filter, the presence of this projection is a major drawback and must be removed. In the present invention, the operation of removing the overlapping portion between the light-shielding material pattern and the pixel pattern of another color is referred to as “side etching”. The side etching may be performed by, for example, treating the light-shielding material layer with a developing solution different from the developing solution after developing the light-shielding material layer, or extending the developing time required to form a normal pattern. At the time of these operations, it is also effective to apply rubbing or the like with a brush.

【0008】本発明の方法において、遮光材料層をパタ
ーン化するための露光量は、遮光層パターンとR、G、
B画素との重なり部の幅が約0.5μm〜約10μmの
範囲になるようにコントロールする必要がある。約0.
5μm未満ではマスクの位置合わせに時間を要するので
生産性が低下し、約10μmを越えるとサイドエッチン
グ性が劣化するので好ましくない。光源としては、光重
合性遮光材料の感光性に応じて、超高圧水銀灯、キセノ
ン灯、アルゴンレーザー等、公知の光源を使用できる。
この露光量は、遮光材料層の全体を十分に重合させるに
は全く不足する量である。
In the method of the present invention, the amount of exposure for patterning the light-shielding material layer depends on the light-shielding layer pattern, R, G,
It is necessary to control the width of the overlapping portion with the B pixel to be in the range of about 0.5 μm to about 10 μm. About 0.
If the thickness is less than 5 μm, it takes time to align the mask, so that the productivity is reduced. If the thickness exceeds about 10 μm, the side etching property is deteriorated, which is not preferable. As the light source, a known light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, and an argon laser can be used depending on the photosensitivity of the photopolymerizable light-shielding material.
This exposure amount is an amount that is completely insufficient to sufficiently polymerize the entire light shielding material layer.

【0009】本発明の方法において、パターン露光前、
現像工程あるいはサイドエッチング工程の前に、ピンホ
ール防止のために裏面から露光しても良い。この際、
R、G、B画素を透過する光により、これらの画素の露
光面とは反対の側にある光重合性遮光材料層の部分が現
像液に不溶とならないように最大露光量を選択しなが
ら、全面露光する。この露光量では、上述したシワの発
生を防止することはできない。
In the method of the present invention, before pattern exposure,
Before the development step or the side etching step, the back surface may be exposed to prevent pinholes. On this occasion,
By selecting the maximum exposure amount so that the portion of the photopolymerizable light-shielding material layer on the side opposite to the exposure surface of these pixels is not insoluble in the developer by the light transmitted through the R, G, and B pixels. The entire surface is exposed. With this exposure amount, the occurrence of wrinkles described above cannot be prevented.

【0010】これらの露光を真空下や窒素ガスやアルゴ
ンガスのような非酸素雰囲気下で行ったり、また露光前
や露光中にまたは露光後に、シワを発生しない範囲で加
熱することもできる。
These exposures can be performed in a vacuum or in a non-oxygen atmosphere such as nitrogen gas or argon gas, or can be heated before, during, or after exposure to the extent that wrinkles do not occur.

【0011】以上の方法については、後に詳述する。The above method will be described later in detail.

【0012】本発明の方法においては、基板上に遮光パ
ターンを最初に作成し、その上に多色のパターンを形成
しても良い。この場合にも、表面からの露光のみでは遮
光材料層を十分に重合させることは困難で、シワ発生を
防止するには、基板を通して露光する必要がある。
In the method of the present invention, a light-shielding pattern may be first formed on a substrate, and a multicolor pattern may be formed thereon. Also in this case, it is difficult to sufficiently polymerize the light shielding material layer only by exposure from the surface, and it is necessary to expose through the substrate in order to prevent wrinkles from occurring.

【0013】本発明で使用する光重合性遮光材料は、カ
ーボンブラックや黒色顔料および複数の着色顔料の組み
合わせによる黒色混合物または黒色染料を光重合性組成
物中に分散または溶解したものである。カーボンブラッ
クや黒色顔料または顔料混合物を分散した光重合性組成
物の方が耐熱性、耐光性の優れた遮光層を与える点で優
れている。光重合性樹脂組成物は、アルカリ水溶液現像
可能なものと、有機溶剤で現像可能なものがあるが、安
全性と現像液のコストの点で、アルカリ水溶液現像可能
なものが好ましい。アルカリ水溶液現像可能な光重合性
組成物は、主成分としてカルボン酸基含有のバインダー
と多官能アクリルモノマーと光重合開始剤を含んでい
る。好ましい光重合性遮光材料は、特開平1−1524
49号明細書に記載されている、顔料としてカーボン、
チタンカーボン、酸化鉄のそれぞれ単独または混合物を
含み、多官能アクリルモノマーとして、エチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ
(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メ
タ)アクリレート、1,4−ヘキサンジオールジ(メ
タ)アクリレート、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ヘキサ(メ
タ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類を用い、
カルボン酸基含有バインダーとしてアクリル酸、メタク
リル酸等の不飽和有機酸化合物とメチルアクリレート、
エチルアクリレート、ベンジルメタクリレート等の不飽
和有機酸エステル化合物の共重合体を含み、光重合開始
剤としてハロメチルオキサジアゾール系化合物またはハ
ロメチル−s−トリアジン系化合物を含有する組成物で
ある。またそれぞれの成分の好ましい含有量としては、
全固形分中の重量%で表すと、顔料は10%から50
%、多官能アクリレートモノマーは10%から50%、
カルボン酸基含有バインダーは20%から60%、光重
合開始剤は1%から20%である。ただし、本発明に使
用できる光重合性組成物はこれらに限定されるものでは
なく、公知のものの中から適宜選択することできる。
The photopolymerizable light-shielding material used in the present invention is a material obtained by dispersing or dissolving carbon black, a black mixture of a black pigment and a combination of a plurality of color pigments or a black dye in the photopolymerizable composition. A photopolymerizable composition in which carbon black, a black pigment, or a pigment mixture is dispersed is superior in providing a light-shielding layer having excellent heat resistance and light resistance. The photopolymerizable resin composition includes those which can be developed with an aqueous alkali solution and those which can be developed with an organic solvent, but those which can be developed with an aqueous alkali solution are preferable from the viewpoint of safety and the cost of the developing solution. The photopolymerizable composition developable with an aqueous alkali solution contains, as main components, a binder containing a carboxylic acid group, a polyfunctional acrylic monomer, and a photopolymerization initiator. Preferred photopolymerizable light-shielding materials are described in JP-A-1-15224.
No. 49, carbon as a pigment,
Including titanium carbon and iron oxide, each alone or in a mixture, as polyfunctional acrylic monomers, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, tetramethylene Glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meta) ) Using (meth) acrylates such as acrylate,
As a carboxylic acid group-containing binder acrylic acid, unsaturated organic acid compounds such as methacrylic acid and methyl acrylate,
The composition contains a copolymer of an unsaturated organic acid ester compound such as ethyl acrylate or benzyl methacrylate, and contains a halomethyloxadiazole-based compound or a halomethyl-s-triazine-based compound as a photopolymerization initiator. The preferred content of each component,
Pigments, expressed as% by weight in total solids, range from 10% to 50%.
%, Polyfunctional acrylate monomer from 10% to 50%,
The content of the carboxylic acid group-containing binder is 20% to 60%, and the content of the photopolymerization initiator is 1% to 20%. However, the photopolymerizable composition that can be used in the present invention is not limited to these, and can be appropriately selected from known ones.

【0014】本発明では、光重合性遮光材料層を、ガラ
ス板上の通常多数のR、G、Bの画素からなる画素の集
合体の上に形成する方法としては、前記の光重合性組成
物の溶液をスピンコーターやロールコーターなどのコー
ターを用いての塗布乾燥による方法、スクリーン印刷に
よる方法、また別の仮支持体上に塗布乾燥して形成した
光重合性遮光材料をラミネータを用いて転写・積層する
方法などの公知の方法で形成することができる。また光
重合性遮光材料層の上にポリビニルアルコールのような
現像液または水に可溶な酸素遮断性の薄膜を形成しても
良い。これらの中では、工程が簡単で安定した性能が得
られる、転写により積層する方法が好ましい。この場合
には、遮光材料層と仮支持体の間に、仮支持体からの剥
離性の良い中間層を設けることもできる。この中間層
は、遮光材料層の光重合性を上げるため、酸素透過性の
僅かな素材から成ることが好ましい。更に、転写の際の
異物に起因する転写不良を防止するため、遮光性材料層
と仮支持体の間に、柔軟な材料からなりクッション効果
を有する層を設けることが好ましい。この態様に関して
は、特願平4−12980等に記載されている。
In the present invention, the photopolymerizable light-shielding material layer is formed on an aggregate of pixels, which is usually composed of a large number of R, G, and B pixels, on a glass plate. A method of applying and drying a solution of the product using a coater such as a spin coater or a roll coater, a method of screen printing, or a photopolymerizable light-shielding material formed by applying and drying on another temporary support using a laminator It can be formed by a known method such as a transfer / lamination method. Further, an oxygen-blocking thin film soluble in a developer or water, such as polyvinyl alcohol, may be formed on the photopolymerizable light-shielding material layer. Among these, a method of stacking by transfer, which is simple in process and provides stable performance, is preferred. In this case, an intermediate layer having good releasability from the temporary support can be provided between the light-shielding material layer and the temporary support. This intermediate layer is preferably made of a material having a small oxygen permeability so as to increase the photopolymerizability of the light shielding material layer. Further, in order to prevent transfer failure due to foreign matter during transfer, it is preferable to provide a layer made of a flexible material and having a cushioning effect between the light-shielding material layer and the temporary support. This aspect is described in Japanese Patent Application No. 4-12980.

【0015】本発明の方法において、現像液はアルカリ
水溶液もしくは水と混和性の有機溶剤をアルカリ性物質
と共に添加したものが好ましい。適当なアルカリ性物質
はアルカリ金属水酸化物類(例えば水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム)、アルカリ金属炭酸塩類(例えば炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム)、アルカリ金属重炭酸塩類
(炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム)、アルカリ
金属ケイ酸塩類(ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム)
アルカリ金属メタケイ酸塩類(メタケイ酸ナトリウム、
メタケイ酸カリウム)、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、モルホリン、テ
トラアルキルアンモンニウムヒドロキシド類(例えばテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド)または燐酸三ナ
トリウムである。適当な水と混和性の有機溶剤は、メタ
ノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノ
ール、ブタノール、ジアセトンアルコール、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、エチレングリコールモノn−ブチルエ
ーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−
ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、
乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリド
ンである。また現像液には公知の界面活性剤を添加する
ことができる。現像液は、浴液としても、あるいは噴霧
液としても用いることができる。光重合性遮光材料層の
未硬化部分を除去するには現像液中で回転ブラシで擦る
か湿潤スポンジで擦るなどの方法を組み合わせることが
できる。現像液の液温度は通常室温付近から40℃が好
ましい。現像処理の後に水洗工程を入れることも可能で
る。
In the method of the present invention, the developer is preferably an aqueous alkali solution or a solution in which an organic solvent miscible with water is added together with an alkaline substance. Suitable alkaline substances include alkali metal hydroxides (eg, sodium hydroxide,
Potassium hydroxide), alkali metal carbonates (eg, sodium carbonate, potassium carbonate), alkali metal bicarbonates (sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate), alkali metal silicates (sodium silicate, potassium silicate)
Alkali metal metasilicates (sodium metasilicate,
Potassium metasilicate), triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, morpholine, tetraalkylammonium hydroxides (eg, tetramethylammonium hydroxide) or trisodium phosphate. Suitable water-miscible organic solvents include methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, butanol, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, benzyl alcohol, Acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ε-caprolactone, γ-
Butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoramide, ethyl lactate,
Methyl lactate, ε-caprolactam, N-methylpyrrolidone. A known surfactant can be added to the developer. The developer can be used as a bath solution or a spray solution. To remove the uncured portion of the photopolymerizable light-shielding material layer, a method such as rubbing with a rotating brush or a wet sponge in a developer can be combined. The temperature of the developer is usually preferably around room temperature to 40 ° C. A water washing step can be added after the development processing.

【0016】本発明の遮光パターンのR、G、B画素と
の重なり部を除去する方法は、前記の現像工程と同時で
も良いし、現像後の工程として行っても良い。サイドエ
ッチングは、既述の通り、パターン露光済みの光重合性
遮光材料層と他の色の画素との重なり部の、遮光材料と
画素が接する部分の近傍が十分には硬化していない状態
にあることを利用して、重なり部分を溶解除去すること
にある。従って、サイドエッチング工程で使用される薬
液は、前記の現像液と基本的には同一でよいが、やや溶
解力の低いものを使用する方が好ましい。溶解力の調節
は、アルカリ性物質の濃度、水と混和性有機溶剤の濃
度、界面活性剤の濃度の調節により実施できる。またサ
イドエッチングのやり方も現像工程で記述したのと同等
であって、サイドエッチングすべき基板に薬液を浴液と
して浸漬しても、噴霧状で与えてもよく、さらに回転ブ
ラシや湿潤スポンジで擦ることにより有利に実施でき
る。この処理により、遮光パターンを含む、平坦性の優
れた多色のパターンが得られる。
The method of removing the overlapping portion of the light-shielding pattern with the R, G, and B pixels of the present invention may be performed simultaneously with the above-described developing step or as a step after the developing step. As described above, in the side etching, the overlapping portion of the pattern-exposed photopolymerizable light-shielding material layer and the pixel of the other color, in the vicinity of the portion where the light-shielding material and the pixel are in contact, is not sufficiently cured. It is to dissolve and remove the overlapped portion by utilizing this fact. Therefore, the chemical used in the side etching step may be basically the same as the above-mentioned developer, but it is preferable to use a liquid having a slightly lower dissolving power. The dissolving power can be adjusted by adjusting the concentration of the alkaline substance, the concentration of the water-miscible organic solvent, and the concentration of the surfactant. Also, the method of side etching is the same as that described in the development process, and a chemical solution may be immersed as a bath solution in the substrate to be side-etched or applied in a spray form, and further rubbed with a rotating brush or a wet sponge. This can be carried out advantageously. By this processing, a multicolor pattern having excellent flatness including a light-shielding pattern can be obtained.

【0017】上記工程の後、基板を通して全面露光を行
い、遮光パターンを十分に重合・硬化させる。この場合
の露光量は、遮光パターンが十分に硬化する範囲内で、
適宜選択することができる。重合を効率よく行うには、
基板を通しての露光のみでなく、表面からの露光も行う
ことが好ましい。光源、雰囲気等については上述の通り
である。
After the above process, the entire surface is exposed through the substrate to sufficiently polymerize and cure the light-shielding pattern. The exposure amount in this case is within a range where the light-shielding pattern is sufficiently cured,
It can be selected as appropriate. For efficient polymerization,
It is preferable to perform not only exposure through the substrate but also exposure from the surface. The light source, atmosphere, and the like are as described above.

【0018】この後、熱処理を施すことにより、遮光パ
ターンを更に完全に硬化させることができる。処理温度
は約130〜300℃、好ましくは約200〜250℃
である。
Thereafter, by performing a heat treatment, the light shielding pattern can be more completely cured. Processing temperature is about 130-300 ° C, preferably about 200-250 ° C
It is.

【0019】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

実施例1 厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
仮支持体の上に下記の処方H1からなる塗布液を塗布、
乾燥させ、乾燥膜厚が20μmの熱可塑性樹脂層を設け
た。
Example 1 A coating solution having the following formulation H1 was applied on a polyethylene terephthalate film temporary support having a thickness of 100 μm.
After drying, a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 20 μm was provided.

【0021】 熱可塑性樹脂層処方H1: 塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体(重量比:塩ビ/酢ビ=75/25、 重合度:約400、日信化学(株)製MPR−TSL) 290.0g 塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体(重量比:塩ビ/酢ビ/ マレイン酸=86/13/1、重合度:約400、日信化学(株) 製MPR−TM 76.0g フタル酸ジブチル 88.5g フッ素系界面活性剤(大日本インキ(株)製F−177P) 5.4g MEK 975.0gThermoplastic Resin Layer Formulation H1: Vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (weight ratio: PVC / vinyl acetate = 75/25, degree of polymerization: about 400, MPR-TSL manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.) 290. 0 g vinyl chloride-vinyl acetate-maleic acid copolymer (weight ratio: vinyl chloride / vinyl acetate / maleic acid = 86/13/1, degree of polymerization: about 400, MPR-TM 76.0 g manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd. Dibutyl acid 88.5 g Fluorinated surfactant (F-177P manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 5.4 g MEK 975.0 g

【0022】次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方B1
から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が1.6μ
m厚の分離層を設けた。 分離層処方B1: ポリビニルアルコール(クラレ(株)製PVA205、鹸化率=80%) 173.2g 弗素系界面活性剤 8g 蒸留水 2800g
Next, the following formulation B1 was placed on the thermoplastic resin layer.
And dried to a dry film thickness of 1.6 μm.
An m-thick separation layer was provided. Separation layer formulation B1: polyvinyl alcohol (PVA205 manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification ratio = 80%) 173.2 g fluorinated surfactant 8 g distilled water 2800 g

【0023】上記熱可塑性樹脂層及び分離層を有する4
枚の仮支持体の上に、それぞれ表1の処方を有する、黒
色(Bl層用)、赤色(R層用)、緑色(G層用)及び
青色(B層用)の4色の感光性溶液を塗布、乾燥させ、
乾燥膜厚が2μmの着色感光性樹脂層を形成した。
4 having the above-mentioned thermoplastic resin layer and separation layer
Photosensitivity of four colors of black (for the B1 layer), red (for the R layer), green (for the G layer) and blue (for the B layer), each having the formulation shown in Table 1, on one temporary support Apply and dry the solution,
A colored photosensitive resin layer having a dry film thickness of 2 μm was formed.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】さらに上記感光性樹脂層の上にポリプロピ
レン(厚さ12μm)の被覆シートを圧着し、赤色、青
色、緑色および黒色感光性転写材料を作成した。この感
光性転写材料を用いて、以下の方法でカラーフィルター
を作成した。赤色感光性転写材料の被覆シートを剥離
し、感光性樹脂層面を透明ガラス基板(厚さ1.1m
m)にラミネーター(大成ラミネータ(株)製VP−I
I)を用いて加圧(0.8kg/cm2)、加熱(13
0℃)して貼り合わせ、続い て分離層と熱可塑性樹脂
層との界面で剥離し、仮支持体と熱可塑性樹脂層を同時
に除去した。次に所定のフォトマスクを介して露光し、
現像して不要部を除去し、ガラス基板上に赤色画素パタ
ーンを形成した。次いで、赤色画素パターンが形成され
たガラス基板上に、緑色感光性転写材料を上記と同様に
して貼り合わせ、剥離、露光、現像を行ない、緑色画素
パターンを形成した。同様な工程を青色感光性転写材料
で繰り返し、透明ガラス基板上にR、G、Bの各パター
ンを形成した。さらにその上に上記黒色感光性転写材料
を用い、転写法により黒色感光性樹脂層を全面に設け
た。尚、転写は、温度130℃、圧力0.8kg/cm
2、搬送速度0.2m/分で行った。又、パターン形成
の際、現像は33℃の1%炭酸ナトリウム水溶液に30
秒間浸漬して行った。次いで、裏面より全面露光し、続
いて表側からR、G、B画素の周辺とブラックマトリッ
クスの画素が5μmづつ重なるようなフォトマスクを介
して露光した。次に所定の現像液をスプレーすることに
より現像し、重なりのあるパターンのカラーフィルター
を得た。
Further, a cover sheet of polypropylene (thickness: 12 μm) was pressed on the photosensitive resin layer to prepare red, blue, green and black photosensitive transfer materials. Using this photosensitive transfer material, a color filter was prepared by the following method. The covering sheet of the red photosensitive transfer material is peeled off, and the photosensitive resin layer surface is transparent glass substrate (1.1 m thick).
m) to a laminator (VP-I manufactured by Taisei Laminator Co., Ltd.)
I) using pressure (0.8 kg / cm 2 ), heating (13
(0 ° C.) and bonded, and subsequently peeled off at the interface between the separation layer and the thermoplastic resin layer, thereby simultaneously removing the temporary support and the thermoplastic resin layer. Next, it is exposed through a predetermined photomask,
Unnecessary portions were removed by development to form a red pixel pattern on the glass substrate. Next, a green photosensitive transfer material was adhered to the glass substrate on which the red pixel pattern was formed in the same manner as described above, and peeling, exposing, and developing were performed to form a green pixel pattern. The same process was repeated with a blue photosensitive transfer material to form R, G, and B patterns on a transparent glass substrate. Further, a black photosensitive resin layer was provided on the entire surface by the transfer method using the above black photosensitive transfer material. The transfer was performed at a temperature of 130 ° C. and a pressure of 0.8 kg / cm.
2. The transfer speed was 0.2 m / min. When forming a pattern, development is performed in a 1% aqueous solution of sodium carbonate at 33 ° C. for 30 minutes.
This was performed by immersion for 2 seconds. Next, the entire surface was exposed from the back side, and subsequently, the exposure was performed from the front side through a photomask in which the periphery of the R, G, and B pixels and the pixels of the black matrix overlap by 5 μm each. Next, development was performed by spraying a predetermined developing solution to obtain a color filter having an overlapping pattern.

【0026】この後、引続き同現像液中でPVA製のス
ポンジを用いて75秒間擦つてサイドエッチングを行な
い、画素の重なりが無く、ピンホールの無いカラーフィ
ルターを得た。その後、基板を通して、1000mJ/
cm2 の全面露光を行った。次いで、220℃のオーブ
ン中で1時間ポストベークを行ったところ、シワの無
い、高い遮光能(光学濃度3.2)のブラックマトリッ
クスを有するカラーフィルターを得た。
Thereafter, side etching was performed by rubbing with a sponge made of PVA for 75 seconds in the same developer to obtain a color filter having no pixel overlap and having no pinhole. Then, through the substrate, 1000mJ /
Exposure to the entire surface of cm 2 was performed. Next, when post-baking was performed in an oven at 220 ° C. for 1 hour, a color filter having no wrinkles and having a black matrix with high light-shielding ability (optical density 3.2) was obtained.

【0027】比較例1 基板を通しての露光を行わない以外は、実施例1と同様
にして遮光パターンを作成した。この場合、ポストキュ
ア後にブラックマトリックスにシワが発生し、ムラのあ
るものとなった。
Comparative Example 1 A light-shielding pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that no light was exposed through the substrate. In this case, wrinkles occurred in the black matrix after the post-cure, resulting in unevenness.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば簡便な方法で画素の重な
りが無く、またピンホールも無い、しかも十分な遮光能
を有し、且つむらの無い遮光パターンを備えたカラーフ
ィルターが作成可能である。
According to the present invention, it is possible to produce a color filter having no pixel overlap, no pinhole, sufficient light-shielding ability, and a uniform light-shielding pattern by a simple method. is there.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1335 505 G02B 5/20 101──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/1335 505 G02B 5/20 101

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記工程を下記の順序で行うことを特徴
とする遮光パターンの形成方法。 基板上に、単一もしくは複数の色の画素パターンを形
成する工程、 該単一もしくは複数の色の画素パターンをもつ基板上
に光重合性遮光材料層を形成する工程、 該基板上に形成された画素パターンの少なくとも画素
が存在しない部分が光透過性のマスクを介して、該光重
合性遮光材料に露光する工程、 該光重合性遮光材料を現像して未露光部を除去し、遮
光パターンを形成後あるいは形成と同時に遮光パターン
の各画素をサイドエッチングし、着色パターンと遮光パ
ターンとの重なり部を除去する工程、 少なくとも基板の裏面から全面露光する工程。
1. A method for forming a light-shielding pattern, wherein the following steps are performed in the following order. Forming a pixel pattern of single or multiple colors on a substrate; forming a photopolymerizable light-shielding material layer on a substrate having the pixel pattern of single or multiple colors; Exposing at least a portion of the pixel pattern where no pixels are present to the photopolymerizable light-shielding material through a light-transmitting mask; developing the photopolymerizable light-shielding material to remove unexposed portions; A step of side-etching each pixel of the light-shielding pattern after or at the same time as forming to remove an overlapping portion of the colored pattern and the light-shielding pattern, and a step of exposing the entire surface at least from the back surface of the substrate.
【請求項2】 請求項1において、全工程の後に熱処理
を行い、該遮光パターンを硬化させる工程を含むことを
特徴とする遮光パターンの形成方法。
2. The method for forming a light-shielding pattern according to claim 1, further comprising a step of performing a heat treatment after all the steps and curing the light-shielding pattern.
【請求項3】 請求項1もしくは請求項2において、該
光重合性遮光材料を層転写法により形成することを特徴
とする遮光パターンの形成方法。
3. The method for forming a light-shielding pattern according to claim 1, wherein the photopolymerizable light-shielding material is formed by a layer transfer method.
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