JP3044500B2 - Method of forming black matrix - Google Patents

Method of forming black matrix

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JP3044500B2
JP3044500B2 JP3290991A JP29099191A JP3044500B2 JP 3044500 B2 JP3044500 B2 JP 3044500B2 JP 3290991 A JP3290991 A JP 3290991A JP 29099191 A JP29099191 A JP 29099191A JP 3044500 B2 JP3044500 B2 JP 3044500B2
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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】本発明はブラックマトリックスの
形成方法に関し、さらに詳しくはパターン形状に優れ、
かつ解像性に優れたブラックマトリックスを容易に形成
する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a black matrix, and more particularly, to a method of forming a black matrix having an excellent pattern shape.
The present invention also relates to a method for easily forming a black matrix having excellent resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラーブラウン管のブラックマトリック
スを作成するに際し、ガラス基板上にブラックマトリッ
クスの材料となる黒鉛のパターンを形成する方法として
は、ガラス基板上に水溶性ホトポリマーの塗布液を塗布
し、乾燥したのちシャドウマスクを介して活性光線を照
射し、次いで水にて現像し乾燥することでガラス基板上
に光硬化パターンを形成後、黒鉛のスラリーを全面に塗
布、乾燥したのち、剥離剤を用いて光硬化パターンを溶
解除去するとともに光硬化パターン部上の黒鉛スラリー
を除去し、洗浄することでガラス基板上にブラックマト
リックスを形成する方法が一般的に採用されている。
2. Description of the Related Art In preparing a black matrix of a color cathode ray tube, a method of forming a graphite pattern as a material of the black matrix on a glass substrate is to apply a coating solution of a water-soluble photopolymer on the glass substrate and dry the coating. After that, irradiate with actinic rays through a shadow mask, and then develop and dry with water to form a photo-cured pattern on the glass substrate, apply a graphite slurry over the entire surface, dry, and then use a release agent. In general, a method of forming a black matrix on a glass substrate by dissolving and removing the photo-cured pattern and removing the graphite slurry on the photo-cured pattern portion, followed by washing.

【0003】ところで、ブラックマトリックスを形成す
るために使用される水溶性ホトポリマーはポリビニルア
ルコールと重クロム酸塩からなるもの、あるいは水溶性
ポリマーと水溶性ビスアジド化合物からなるものが使用
されているが、ポリビニルアルコールと重クロム酸塩か
らなるものは感度変化が大きく、また解像性が悪く、パ
ターン形状の優れた黒鉛パターンを形成することができ
ないという問題点を有している。また水溶性ポリマーと
水溶性ビスアジド化合物からなるものは、解像性は優れ
るが感度は低く、さらにガラス基板との密着性が悪いた
め、水溶性のシランカップリング剤を添加しなければな
らないなどの問題点があり、また公知の剥離剤である熱
過酸化水素では十分な剥離ができないという問題点も有
しており、結果として解像性が高く、パターン形状の優
れたパターンを形成できず、これらの水溶性ポリマーを
用いてブラックマトリックスを形成すると、パターン形
状及び解像性に優れたものが得られないため、超微細デ
ィスプレーを要する高品位テレビなどへの応用を困難に
しており、パターン形状及び解像性に優れたブラックマ
トリックスの形成方法の開発が強く望まれている。
A water-soluble photopolymer used for forming a black matrix is composed of a polyvinyl alcohol and a dichromate, or is composed of a water-soluble polymer and a water-soluble bisazide compound. Those composed of alcohol and dichromate have a problem that the change in sensitivity is large, the resolution is poor, and a graphite pattern having an excellent pattern shape cannot be formed. In addition, those composed of a water-soluble polymer and a water-soluble bis azide compound have excellent resolution but low sensitivity, and further have poor adhesion to a glass substrate, so that a water-soluble silane coupling agent must be added. There is a problem, and also has a problem that sufficient release can not be performed with a known release agent, hot hydrogen peroxide, as a result, high resolution, a pattern having an excellent pattern shape can not be formed, When a black matrix is formed using these water-soluble polymers, it is not possible to obtain an excellent pattern shape and resolution, which makes it difficult to apply to a high-definition television that requires an ultra-fine display. Development of a method of forming a black matrix having excellent resolution is strongly desired.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記し
た問題点を改善したブラックマトリックスの形成方法の
提供を目的として鋭意研究を重ねた結果、特定の構造単
位を有する高分子化合物から成る水溶性ホトポリマーを
用いることで、その目的を達成できることを見いだし、
本発明をなすに至った。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventors of the present invention have conducted intensive studies for the purpose of providing a method of forming a black matrix which has solved the above-mentioned problems. By using a water-soluble photopolymer, it was found that the purpose could be achieved,
The present invention has been made.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は基板上に水溶性
ホトポリマーを用いて光硬化パターンを形成し、次いで
黒鉛のスラリーを全面に塗布し乾燥したのち、剥離剤を
用いて該光硬化パターンを除去することにより、基板上
にブラックマトリックスを形成する方法において、該水
溶性ホトポリマーが下記一般式(I)及び(II)
According to the present invention, a photocurable pattern is formed on a substrate by using a water-soluble photopolymer, then a graphite slurry is applied over the entire surface and dried, and then the photocurable pattern is formed by using a release agent. In the method of forming a black matrix on a substrate by removing the compound, the water-soluble photopolymer is represented by the following general formulas (I) and (II)

【0006】[0006]

【化3】 Embedded image

【0007】[0007]

【化4】 Embedded image

【0008】で表わされる構成単位を有する高分子化合
物であることを特徴とするブラックマトリックスの形成
方法を提供するものである。
[0008] It is an object of the present invention to provide a method for forming a black matrix, which is a polymer compound having a structural unit represented by the following formula:

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明方
法で使用する水溶性ホトポリマーは上記した一般式
(I)及び(II)で表わされる構成単位を有する高分
子化合物であり、一般式(I)で表わされるものはビニ
ルアルコールからなるアルコール性水酸基を含む構成単
位であり、一般式(1I)で表わされるものはアジドシ
ンナモイルスルホン酸基を含む構成単位である。そして
この2つの構成単位を有する高分子化合物は従来の水溶
性ホトポリマーにはない優れた特性を示す。その1つは
ガラス基板との密着性に優れること、2つには高感度で
あること、そして3つには剥離性に優れることなどが挙
げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The water-soluble photopolymer used in the method of the present invention is a polymer compound having the structural units represented by the above-mentioned general formulas (I) and (II), and the one represented by the general formula (I) is an alcoholic compound composed of vinyl alcohol. Structural units containing a hydroxyl group, and those represented by the general formula (1I) are structural units containing an azidocinnamoylsulfonic acid group. The polymer compound having these two constitutional units exhibits excellent properties not found in the conventional water-soluble photopolymer. One is excellent in adhesion to a glass substrate, the other is high sensitivity, and the third is excellent in peelability.

【0010】本発明方法で使用される水溶性ホトポリマ
ーは非感光性の水溶性ポリマーを合成したのち、そのポ
リマー側鎖に感光基を導入することにより合成される。
具体的には、酢酸ビニルとジアセトンアクリルアミドを
アゾビス系重合開始剤を用いて共重合させたのち、反応
液を適宜希釈し、アルカリを添加して酢酸基を加水分解
して水酸基としたものを分離・精製し、純水に溶解する
゜次いで得られた水溶液に4−アジドベンズアルデヒド
−2−スルホン酸ナトリウムを溶解し、加温したのちア
ルカリを添加し、共重合体中のジアセトンアクリルアミ
ド単位のカルボニル基と4−アジドベンズアルデヒド−
2−スルホン酸ナトリウムのアルデヒド基とをアルドー
ル縮合反応によりアジド基を水溶性ポリマー中に導入す
ることで水溶性ホトポリマーの塗布液が調製される。ま
た必要に応じて、この塗布液には粘度調整を目的として
純水を加えてもよく、さらに公知の各種添加剤を加えて
もよい。
The water-soluble photopolymer used in the method of the present invention is synthesized by synthesizing a non-photosensitive water-soluble polymer and then introducing a photosensitive group into a side chain of the polymer.
Specifically, after vinyl acetate and diacetone acrylamide are copolymerized using an azobis-based polymerization initiator, the reaction solution is appropriately diluted, and an alkali is added to hydrolyze the acetic acid group to form a hydroxyl group. Separate and purify, dissolve in pure water. Then, dissolve sodium 4-azidobenzaldehyde-2-sulfonate in the obtained aqueous solution, add warm, add alkali, and add diacetone acrylamide unit in the copolymer. Carbonyl group and 4-azidobenzaldehyde-
A coating solution of a water-soluble photopolymer is prepared by introducing an azido group into a water-soluble polymer by an aldol condensation reaction with an aldehyde group of sodium 2-sulfonate. If necessary, pure water may be added to the coating liquid for the purpose of adjusting the viscosity, and various known additives may be added.

【0011】本発明方法で使用される水溶性ホトポリマ
ーは上記一般式(I)及び(II)で表わされる構成単
位を有するものであり、その構成比、重合度、感光基導
入量により種々の特性を与えることができるが、具体的
には共重合における仕込みモル比としては、ジアセトン
アクリルアミド1モル当り、酢酸ビニル1〜100モ
ル、好ましくは20〜60モルの範囲である。また重合
度は300〜3000、好ましくは500〜2000で
ある。さらに感光基導入量はジアセトンアクリルアミド
量に対し、10〜90モル%、好ましくは20〜80モ
ル%の範囲である。また酢酸ビニル基のケン化度は20
〜99モル%、好ましくは70〜90モル%である。
The water-soluble photopolymer used in the method of the present invention has the structural units represented by the above general formulas (I) and (II), and has various properties depending on its structural ratio, degree of polymerization and amount of photosensitive group introduced. More specifically, the charged molar ratio in the copolymerization is in the range of 1 to 100 mol, preferably 20 to 60 mol of vinyl acetate per 1 mol of diacetone acrylamide. The degree of polymerization is from 300 to 3,000, preferably from 500 to 2,000. The photosensitive group is introduced in an amount of 10 to 90 mol%, preferably 20 to 80 mol%, based on the amount of diacetone acrylamide. The degree of saponification of the vinyl acetate group is 20
9999 mol%, preferably 70-90 mol%.

【0012】本発明の水溶性ホトポリマーは前記したよ
うに、非感光性の水溶性ポリマーを合成したのち、その
ポリマー側鎖に感光基を導入することにより合成される
が、この水溶性ポリマーは酸性水溶液中でアルデヒド類
をアセタール化反応させて導入させることで極めて耐水
性に優れたパターンが得られる水溶性ポリマーとなり好
ましく使用できる。この場合、アセタール化反応によっ
て導入できるアルデヒド類としては、ホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブ
チルアルデヒド、クロトンアルデヒドなどの脂肪族系ア
ルデヒド類、ベンズアルデヒド、N−ジアルキルベンズ
アルデヒド、アルキルベンズアルデヒド、シンナミック
アルデヒドなどの芳香族系アルデヒド類、ピリジンアル
デヒドなどの複素環系アルデヒド類を挙げることができ
る。さらにアルデヒド類の中には4−アジドベンズアル
デヒド−2−スルホン酸及びその水溶性塩類やホルミル
スチリルピリジン及びその4級化塩なども包含される。
これらのアルデヒド類は単独でもまた2種以上組み合わ
せても用いることができる。実用上好ましく用いられる
ものはプロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、
クロトンアルデヒドであり、特にn−ブチルアルデヒド
が最も好ましく使用できる。
As described above, the water-soluble photopolymer of the present invention is synthesized by synthesizing a non-photosensitive water-soluble polymer and then introducing a photosensitive group into a side chain of the polymer. By introducing an aldehyde through an acetalization reaction in an aqueous solution, a water-soluble polymer is obtained which can obtain a pattern having extremely excellent water resistance, and is preferably used. In this case, the aldehydes that can be introduced by the acetalization reaction include aliphatic aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, and crotonaldehyde, benzaldehyde, N-dialkylbenzaldehyde, alkylbenzaldehyde, and cinamic aldehyde. And heterocyclic aldehydes such as pyridine aldehyde. Further, aldehydes include 4-azidobenzaldehyde-2-sulfonic acid and its water-soluble salts, formylstyrylpyridine and its quaternized salts.
These aldehydes can be used alone or in combination of two or more. Those preferably used in practical use are propionaldehyde, n-butyraldehyde,
Crotonaldehyde, and n-butyraldehyde is most preferably used.

【0013】このアルデヒド類によるアセタール化反応
は水溶性ポリマーの全水酸基の15モル%以下をアセタ
ール化することが好ましく、15モル%を超えると安定
性に優れた水溶性ポリマーが得られず好ましくない。ま
たこの場合、合成される水溶性ポリマーの重合度として
は100〜3000、好ましくは500〜2500の範
囲が良い。
In the acetalization reaction with aldehydes, it is preferable to acetalize not more than 15 mol% of the total hydroxyl groups of the water-soluble polymer, and if it exceeds 15 mol%, a water-soluble polymer having excellent stability cannot be obtained, which is not preferable. . In this case, the degree of polymerization of the water-soluble polymer to be synthesized is in the range of 100 to 3000, preferably 500 to 2500.

【0014】また本発明方法で使用される水溶性ホトポ
リマーは上記したように、水溶性ポリマーとして酢酸ビ
ニルとジアセトンアクリルアミドとの共重合体からなる
ものを例示したが、水溶性ポリマーの合成においては本
発明の目的を損わない範囲で、アクリル酸、アクリルア
ミドなどの公知の水溶性モノマー類を加えた多元共重合
体でもよいし、また他の水溶性ポリマーと混合して用い
てもよい。
Although the water-soluble photopolymer used in the method of the present invention is exemplified by a water-soluble polymer composed of a copolymer of vinyl acetate and diacetone acrylamide as described above, in the synthesis of the water-soluble polymer, As long as the object of the present invention is not impaired, a multi-component copolymer to which known water-soluble monomers such as acrylic acid and acrylamide are added, or a mixture with other water-soluble polymers may be used.

【0015】特に他の水溶性ポリマーとして、ポリビニ
ルアルコールや変性ポリビニルアルコールを配合するこ
とで溶解剥離性を向上させることができる。この場合、
ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールは
水溶性を示すものであればよく、部分ケン化物でも完全
ケン化物でも用いることができる。また変性ポリビニル
アルコールとしては、ジアセトンアクリルアミド、アク
リロイルモルホリン、N−ビニル−2−ピロリドンなど
により変性させたものや側鎖にシリコン含有基を付加さ
せたものなど各種の変性ポリビニルアルコールを挙げる
ことができ、これらは単独でも2種以上を組み合わせて
使用してもよい。
In particular, the dissolution and releasability can be improved by blending polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol as another water-soluble polymer. in this case,
The polyvinyl alcohol and the modified polyvinyl alcohol only need to show water solubility, and either partially saponified products or completely saponified products can be used. Examples of the modified polyvinyl alcohol include various modified polyvinyl alcohols such as those modified with diacetone acrylamide, acryloylmorpholine, N-vinyl-2-pyrrolidone, and those having a silicon-containing group added to a side chain. These may be used alone or in combination of two or more.

【0016】本発明方法で使用される水溶性ホトポリマ
ーは塗布液の形で使用されるのが有利であり、合成され
た水溶性ホトポリマーを水、純水、アルカリ水溶液など
に溶解したものが用いられる。
The water-soluble photopolymer used in the method of the present invention is advantageously used in the form of a coating solution, and a solution prepared by dissolving a synthesized water-soluble photopolymer in water, pure water, an alkaline aqueous solution or the like is used. .

【0017】次に本発明方法の1例について説明する
と、ガラス基板上に上記した水溶性ホトポリマーの塗布
液を塗布し、乾燥したのちマスクを介して超高圧水銀灯
などにより活性光線を選択的に照射し、次いで水道水、
純水にて活性光線の非照射部を溶解除去して、乾燥する
ことでガラス基板上に光硬化パターンを形成する。次に
この基板上に黒鉛スラリーを塗布し、乾燥したのち剥離
剤により光硬化バターンを除去するとともに光硬化パタ
ーン部上の黒鉛スラリーを除去し洗浄することでガラス
基板上に黒鉛のパターンからなるブラックマトリックス
が形成される。
Next, an example of the method of the present invention will be described. A coating solution of the above-mentioned water-soluble photopolymer is applied on a glass substrate, dried, and then selectively irradiated with an actinic ray through a mask using an ultra-high pressure mercury lamp or the like. And then tap water,
The non-irradiated portion of the active light beam is dissolved and removed with pure water and dried to form a photo-cured pattern on the glass substrate. Next, a graphite slurry is applied on the substrate, dried, and then the photo-curing pattern is removed with a release agent, and the graphite slurry on the photo-cured pattern portion is removed and washed to form a black pattern comprising a graphite pattern on a glass substrate. A matrix is formed.

【0018】また本発明方法では、特定の水溶性ホトポ
リマーを用いることを特徴とするが、このような水溶性
ホトポリマーから形成される光硬化パターンの剥離に用
いられる剥離剤としては過酸化水素などの公知の剥離剤
も十分使用することができるが、特に過ヨウ素酸及びそ
の水溶性塩類の酸性水溶液を用いることで極めて容易に
完全な剥離処理ができるため好ましく使用することがで
きる。具体的には20〜30℃に保った3〜15重量%
過ヨウ素酸水溶液に浸漬させることで膜残りのない完全
な剥離処理を行うことができる。また上記温度以上に加
温してもよい。
The method of the present invention is characterized in that a specific water-soluble photopolymer is used. The release agent used for releasing the photocurable pattern formed from such a water-soluble photopolymer is, for example, hydrogen peroxide. Although well-known release agents can be used satisfactorily, it is particularly preferable to use an acidic aqueous solution of periodic acid or a water-soluble salt thereof because the complete release treatment can be performed very easily. Specifically, 3 to 15% by weight maintained at 20 to 30 ° C
By completely immersing the film in a periodic acid aqueous solution, a complete peeling treatment without film residue can be performed. Further, the temperature may be increased to the above temperature.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples, but is not limited thereto.

【0020】実施例1 酢酸ビニル100g、ジアセトンアクリルアミド10
g、アゾビス系重合開始剤として2,2′−アゾビス−
(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.1gをメチル
アルコール100gに溶解して500mlセパラブルフ
ラスコに入れ、還流冷却器をつけてマントルヒータ−に
より加熱し沸騰させ、3時間反応したのち半日間密封放
置した。
Example 1 Vinyl acetate 100 g, diacetone acrylamide 10
g, 2,2'-azobis- as an azobis-based polymerization initiator
0.1 g of (2,4-dimethylvaleronitrile) is dissolved in 100 g of methyl alcohol, put into a 500 ml separable flask, heated by a mantle heater with a reflux condenser, boiled, reacted for 3 hours, and sealed for half a day. I left it.

【0021】次いで得られた反応液を1リットルのメチ
ルアルコールへ加えて攪拌したのち、水酸化ナトリウム
5gをメチルアルコール100mlに溶解した溶液を加
え攪拌しながら1時間反応させたものを遠心分離機によ
って反応液中に析出した樹脂を分離し、メチルアルコー
ルで洗浄したのち純水に溶解することで樹脂分2重量%
の水溶性ポリマー溶液2kgを得た。
Then, the obtained reaction solution was added to 1 liter of methyl alcohol and stirred, and then a solution of 5 g of sodium hydroxide dissolved in 100 ml of methyl alcohol was added. The mixture was reacted for 1 hour with stirring, and the mixture was centrifuged. The resin precipitated in the reaction solution was separated, washed with methyl alcohol, and then dissolved in pure water to obtain a resin content of 2% by weight.
2 kg of a water-soluble polymer solution was obtained.

【0022】次に水溶性ポリマー溶液を40℃に冷却
し、4−アジドベンズアルデヒド−2−スルホン酸ナト
リウム15gを溶解し、10重量%水酸化ナトリウム水
溶液10gを加え、室温で3時間反応させたのち、50
℃に加熱して3日間反応させた。
Next, the water-soluble polymer solution is cooled to 40 ° C., 15 g of sodium 4-azidobenzaldehyde-2-sulfonate is dissolved, 10 g of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution is added, and the mixture is reacted at room temperature for 3 hours. , 50
The mixture was heated to ℃ and reacted for 3 days.

【0023】次に反応液を冷却したのち希硫酸にて中和
させ、濾過することで水溶性ホトポリマー溶液(粘度2
0cP/25℃)を得た。
Next, the reaction solution is cooled, neutralized with dilute sulfuric acid, and filtered to obtain a water-soluble photopolymer solution (having a viscosity of 2).
0 cP / 25 ° C.).

【0024】この溶液を塗布液として洗浄したガラス基
板上に200rpmで回転塗布し、乾燥することで0.
8μm厚の被膜を形成した。次いで超高圧水銀灯にて厚
さ8mmのソーダガラス板を通し、マスクを介して34
0nm光にて20mJ/cmの照射量で露光したの
ち、純水にて現像し乾燥することでガラス基板上に光硬
化パターンを得た。
This solution is applied as a coating solution on a washed glass substrate by spin coating at 200 rpm and dried to form a coating solution.
An 8 μm thick coating was formed. Then, it was passed through an 8 mm thick soda glass plate with an ultra-high pressure mercury lamp,
After exposure with 0 nm light at an irradiation amount of 20 mJ / cm 2 , development with pure water and drying were performed to obtain a photocured pattern on a glass substrate.

【0025】この基板へ黒鉛スラリ−GA−66S(日
立粉末冶金社製)を200rpmにて回転塗布し、60
℃にて30分間乾燥した。次いで5重量%過ヨウ素酸水
溶液(23℃)に2分間浸漬したのち、水スプレー洗浄
を行ったところ、パターン形状の良好な解像性に優れた
黒鉛パターンからなるブラックマトリックスが形成され
た。
A graphite slurry GA-66S (manufactured by Hitachi Powdered Metals Co., Ltd.) was spin-coated at 200 rpm on the substrate,
Dry at 30 ° C. for 30 minutes. Next, the film was immersed in a 5% by weight aqueous solution of periodic acid (23 ° C.) for 2 minutes, and then subjected to water spray cleaning. As a result, a black matrix composed of a graphite pattern having good pattern shape and excellent resolution was formed.

【0026】実施例2 500gのメチルアルコールを還流冷却器のついた2リ
ットルの三口フラスコに入れ、マントルヒーターで加熱
沸騰させ、ここへジアセトンアクリルアミド80g酢酸
ビニル 120gとラジカル重合開始剤である2,2′
−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)
0.2gとの混合液を1時間かけて滴下させたのち、2
時間後、4時間後及び24時間後にそれぞれ2,2′−
アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル) 0.
2gの10mlメチルアルコール溶液を添加し、48時
間後に反応を終了させ、500gのメチルアルコールを
加えて希釈し、3リットルのビーカーに移し、55℃に
加熱し、かきまぜながら25重量%水酸化ナトリウムの
メチルアルコール溶液10gを加えて4時間かきまぜた
のち、析出物を濾過により分離し、メチルアルコールで
洗い、40℃にて送風乾燥することで200gの乾燥樹
脂を得た。この樹脂の重合度は約500であった。
Example 2 500 g of methyl alcohol was placed in a two-liter three-necked flask equipped with a reflux condenser and heated and boiled with a mantle heater. Then, 80 g of diacetone acrylamide, 120 g of vinyl acetate and 2,2, a radical polymerization initiator, 2 '
-Azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile)
After dropping the mixed solution with 0.2 g over 1 hour, 2
After 2, 4 and 24 hours, 2,2'-
Azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile)
The reaction was terminated after 48 hours by adding 2 g of 10 ml methyl alcohol solution, diluted by adding 500 g of methyl alcohol, transferred to a 3 liter beaker, heated to 55 ° C., and agitated with 25% by weight of sodium hydroxide. After adding 10 g of a methyl alcohol solution and stirring for 4 hours, the precipitate was separated by filtration, washed with methyl alcohol, and dried by blowing at 40 ° C. to obtain 200 g of a dry resin. The polymerization degree of this resin was about 500.

【0027】次いで得られた樹脂を4kgの純水に加熱
溶解し、50℃にしたのち、4−アジドベンズアルデヒ
ド−2−スルホン酸ナトリウム60gを添加溶解し、1
0重量%水酸化ナトリウム水溶液30gを加えて1日間
反応したのち、室温まで冷却し、希塩酸にて中和し、濾
過を行って固形分5.7重量%の溶液を得た。次にこの
溶液を純水にて2倍に希釈したものを塗布液として脱脂
したガラス板に回転塗布し、50℃で乾燥し0.5μm
の被膜を得たのち、ネガマスクを密着させ、その上に厚
さ5mmのガラス板を通して超高圧水銀灯にて3mJ/
cmの露光を行い、次いで純水のかけ流しによる現像
を行い、メチルバイオレット水溶液で染色し、乾燥した
ところ、ネガマスクに忠実なパターンを得た。
Then, the obtained resin was dissolved by heating in 4 kg of pure water and heated to 50 ° C., and 60 g of sodium 4-azidobenzaldehyde-2-sulfonate was added and dissolved.
After adding 30 g of a 0% by weight aqueous sodium hydroxide solution and reacting for 1 day, the mixture was cooled to room temperature, neutralized with dilute hydrochloric acid, and filtered to obtain a solution having a solid content of 5.7% by weight. Next, a solution obtained by diluting this solution twice with pure water was applied as a coating solution to a degreased glass plate by spin coating, dried at 50 ° C. and 0.5 μm
, A negative mask was brought into close contact with the film, and a 5 mm-thick glass plate was passed over the negative mask with an ultra-high pressure mercury lamp at 3 mJ /
Exposure to cm 2 was performed, followed by development by pouring on pure water, staining with an aqueous solution of methyl violet, and drying, to obtain a pattern faithful to a negative mask.

【0028】これにコロイド黒鉛溶液ヒタゾルGA−6
6M(日立粉末冶金社製)の2倍希釈液を200rpm
にて回転塗布し、50℃にて30分間乾燥した。次いで
5重量%過ヨウ素酸水溶液(25℃)に1分間浸漬した
のち、水スプレー洗浄を行ったところ、パターン形状の
良好な解像性に優れた黒鉛パターンからなるブラックマ
トリックスが形成された。
The colloidal graphite solution Hitasol GA-6
6M (manufactured by Hitachi Powdered Metals Co., Ltd.) 2-fold diluted solution at 200 rpm
And dried at 50 ° C. for 30 minutes. Next, the film was immersed in a 5% by weight aqueous solution of periodic acid (25 ° C.) for 1 minute, and washed with water spray. As a result, a black matrix composed of a graphite pattern having a good pattern shape and excellent resolution was formed.

【0029】実施例3 実施例2で得た固形分5.7重量%の溶液に純水を加え
て3.0重量%とした溶液10重量部に、ポリビニルア
ルコールであるゴーセノールEG−40(日本合成社
製)の3重量%水溶液10重量部を混合したものを塗布
液として、実施例と同様な操作でパターン形成を行っ
たところ、マスクに忠実なパターンを得た。次いで実施
例2と同様の操作で黒鉛パターンを形成したところ、パ
ターン形状の良好な解像性の優れたものであった。
Example 3 Pursen water was added to the solution having a solid content of 5.7% by weight obtained in Example 2 to make up to 3.0% by weight, and 10 parts by weight of a solution of polyvinyl alcohol, Gohsenol EG-40 (Japan) was added. A pattern was formed in the same operation as in Example 2 using a mixture of 10 parts by weight of a 3% by weight aqueous solution of Synthetic Co., Ltd.) as a coating liquid, and a pattern faithful to the mask was obtained. Next, when a graphite pattern was formed by the same operation as in Example 2, the pattern shape was good and the resolution was excellent.

【0030】実施例4 実施例2で得た固形分5.7重量%の溶液に純水を加え
て3.0重量%とした溶液10重量部に、シリコン含有
ポリビニルアルコールであるR−1130(クラレ社
製)の3重量%水溶液10重量部を混合したものを塗布
液として、実施例2と同様な操作でパターン形成を行っ
たところ、マスクに忠実なパターンが形成でき、パター
ンの剥がれも確認されず、密着性の優れたパターンを得
た。また実施例2と同様の操作で黒鉛パターンを形成し
たところ、パターン形状の良好な解像性の優れたもので
あった。
Example 4 Pure water was added to the solution having a solid content of 5.7% by weight obtained in Example 2 to make up to 3.0% by weight, and 10 parts by weight of the silicon-containing polyvinyl alcohol R-1130 ( Using a mixture of 10 parts by weight of a 3% by weight aqueous solution of Kuraray Co., Ltd. as a coating solution, a pattern was formed by the same operation as in Example 2. A pattern faithful to the mask could be formed, and peeling of the pattern was also confirmed. However, a pattern having excellent adhesion was obtained. Further, when a graphite pattern was formed by the same operation as in Example 2, the pattern shape was excellent and the resolution was excellent.

【0031】実施例5 500mlのメチルアルコールを2リットルのフラスコ
に入れ、加熱沸騰させ、ここへ酢酸ビニル150gとア
クリロイルモルホリン50gと2,2′−アゾビス−
(2,4−ジメチルバレロニトリル) 0.2gとの混
合液を2時間かけて滴下したのち、24時間反応させ、
次いで500mlのメチルアルコールを加えて希釈し、
室温に冷却して5リットルのビーカーに移し、かきまぜ
ながら10重量%水酸化ナトリウムのメチルアルコール
溶液50mlを加えて、さらに3時間かきまぜたのち、
析出物を濾過により取り出し、500mlのメチルアル
コールで洗い、40℃で送風乾燥することで重合度約6
00のアクリロイルモルホリンで変性された変性ポリビ
ニルアルコール100gを得た。
Example 5 500 ml of methyl alcohol was placed in a 2 liter flask and heated to boiling. 150 g of vinyl acetate, 50 g of acryloylmorpholine and 2,2'-azobis-
(2,4-dimethylvaleronitrile) A mixture of 0.2 g with the mixture was added dropwise over 2 hours, and reacted for 24 hours.
Then add 500 ml of methyl alcohol and dilute,
After cooling to room temperature, transfer to a 5 liter beaker, add 50 ml of a 10 wt% sodium hydroxide in methyl alcohol solution with stirring, and further stir for 3 hours.
The precipitate is taken out by filtration, washed with 500 ml of methyl alcohol, and dried by blowing at 40 ° C. to obtain a polymerization degree of about 6%.
Thus, 100 g of a modified polyvinyl alcohol modified with acryloylmorpholine No. 00 was obtained.

【0032】次いで実施例2で得た固形分5.7重量%
の溶液に純水を加えて3.0重量%とした溶液10重量
部に、上記した変性ポリビニルアルコール10重量部を
混合したものを塗布液として、実施例2と同様な操作で
パターン形成を行ったところ、マスクに忠実なパターン
を得た。次いで実施例2と同様の操作で黒鉛パターンを
形成したところ、パターン形状の良好な解像性の優れた
ものであった。
Then, 5.7% by weight of the solid content obtained in Example 2
A solution was prepared by adding 10 parts by weight of the above-mentioned modified polyvinyl alcohol to 10 parts by weight of a solution prepared by adding pure water to the above solution to 3.0% by weight. As a result, a pattern faithful to the mask was obtained. Next, when a graphite pattern was formed by the same operation as in Example 2, the pattern shape was good and the resolution was excellent.

【0033】実施例6 500mlのメチルアルコールを2リットルのフラスコ
に入れ加熱沸騰させ、ここへ酢酸ビニル150gとN−
ビニル−2−ピロリドンと2,2′−アゾビス−(2,
4−ジメチルバレロニトリル) 0.2gとの混合液を
1時間かけて滴下したのち、48時間反応させた。この
際反応開始から6時間後、12時間後、24時間後にそ
れぞれ0.1gの2,2′−アゾビス−(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)を加えた。次いで室温に冷却後5
リットルのビーカーに移し、かきまぜながら10重量%
水酸化ナトリウムのメチルアルコール溶液50mlを加
えて、さらに3時間かきまぜたのち、析出物を濾過によ
り取り出し、500mlのメチルアルコールで洗い、4
0℃で送風乾燥することで重合度約500のN−ビニル
−2−ピロリドンで変性された変性ポリビニルアルコー
ル90gを得た。
Example 6 500 ml of methyl alcohol was placed in a 2 liter flask and heated to boiling, and 150 g of vinyl acetate and N-
Vinyl-2-pyrrolidone and 2,2'-azobis- (2,
A mixture of 0.2 g of 4-dimethylvaleronitrile) was added dropwise over 1 hour, and the mixture was reacted for 48 hours. At this time, 0.1 g of 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile) was added after 6 hours, 12 hours and 24 hours from the start of the reaction. Then after cooling to room temperature 5
Transfer to a liter beaker and stir 10% by weight
After adding 50 ml of sodium hydroxide in methyl alcohol solution and stirring for further 3 hours, the precipitate was taken out by filtration, washed with 500 ml of methyl alcohol, and washed with 500 ml of methyl alcohol.
By drying with air at 0 ° C., 90 g of modified polyvinyl alcohol modified with N-vinyl-2-pyrrolidone having a degree of polymerization of about 500 was obtained.

【0034】次いで実施例2で得た固形分5.7重量%
の溶液に純水を加えて3.0重量%とした溶液10重量
部に、上記した変性ポリビニルアルコール10重量部を
混合したものを塗布液として、実施例2と同様な操作で
パターン形成を行ったところ、マスクに忠実なパターン
を得た。次いで実施例2と同様の操作で黒鉛パターンを
形成したところ、パターン形状の良好な解像性の優れた
ものであった。
Next, 5.7% by weight of the solid content obtained in Example 2
A solution was prepared by adding 10 parts by weight of the above-mentioned modified polyvinyl alcohol to 10 parts by weight of a solution prepared by adding pure water to the above solution to 3.0% by weight. As a result, a pattern faithful to the mask was obtained. Next, when a graphite pattern was formed by the same operation as in Example 2, the pattern shape was good and the resolution was excellent.

【0035】実施例7 500gのメチルアルコールを還流冷却器の付いた2リ
ットルの三口フラスコに入れ、マントルヒーターで加熱
して沸騰させ、ここへジアセトンアクリルアミド160
g、酢酸ビニル240g及びラジカル重合開始剤として
2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル) 0.2gの混合液を1時間かけて滴下したのち、
2時間後、4時間後及び24時間後にそれぞれ2,2′
−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)を
0.2g添加溶解した10mlのメチルアルコールを加
え、4時間反応させた。
Example 7 500 g of methyl alcohol was placed in a two-liter three-necked flask equipped with a reflux condenser and heated with a heating mantle to boil.
g, 240 g of vinyl acetate and 0.2 g of 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile) as a radical polymerization initiator were added dropwise over 1 hour.
2,2 'after 2 hours, 4 hours and 24 hours respectively
10 ml of methyl alcohol in which 0.2 g of -azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile) was added and dissolved was added and reacted for 4 hours.

【0036】次いで500gのメチルアルコールを反応
溶液に加え、3リットルのビーカーに移し、55℃に加
熱し、かきまぜながら25重量%水酸化ナトリウムのメ
チルアルコール溶液10gを加え4時間かきまぜたの
ち、濾過することで得られた樹脂を分離し、メチルアル
コールで洗浄して、40℃にて送風乾燥したところ20
gの乾燥樹脂を得た。この樹脂の重合度は約1500で
ケン化度は約98モル%であった。
Then, 500 g of methyl alcohol is added to the reaction solution, transferred to a 3 liter beaker, heated to 55 ° C., 10 g of a 25% by weight sodium hydroxide in methyl alcohol solution is added with stirring, and the mixture is stirred for 4 hours and filtered. The resulting resin was separated, washed with methyl alcohol, and dried by blowing air at 40 ° C.
g of dry resin was obtained. This resin had a polymerization degree of about 1500 and a saponification degree of about 98 mol%.

【0037】次いで得られた樹脂を4kgの純水に加熱
溶解し、50℃にしてn−ブチルアルデヒド14gを加
えて分散させ、20重量%硫酸水溶液10m1を加えて
3時間反応させた。次に10重量%水酸化ナトリウム水
溶液を加えて中和し、4−アジドベンズアルデヒド−2
−スルホン酸ナトリウム50gを添加溶解し、10重量
%水酸化ナトリウム水溶液30gを加えて24時間反応
したのち、室温まで冷却し、希塩酸にて中和し、濾過し
て固形分5.7重量%の溶液を得た。次にこの溶液を2
倍に希釈したものを塗布液として脱脂したガラス板上に
回転塗布し、50℃で乾燥し1μmの被膜を得たのち、
ネガマスクを密着させ、その上に厚さ5mmのガラス板
を通して超高圧水銀灯にて3mJ/cmの露光を行
い、次いで純水にてシャワー現像を10秒間行い、乾燥
したところマスクに忠実なパターンが形成でき、パター
ンの剥がれも確認されず、密着性の優れたパターンであ
った。また得られたパターンは膨潤がなく、パターンの
ふくらみは確認されず、耐水性の優れたパターンであっ
た。
Next, the obtained resin was dissolved by heating in 4 kg of pure water, heated to 50 ° C. and dispersed by adding 14 g of n-butyraldehyde, and 10 ml of a 20% by weight aqueous sulfuric acid solution was added thereto and reacted for 3 hours. Next, a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added for neutralization, and 4-azidobenzaldehyde-2 was added.
-50 g of sodium sulfonate was added and dissolved, 30 g of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was reacted for 24 hours. After cooling to room temperature, neutralized with dilute hydrochloric acid, and filtered to obtain a solid content of 5.7% by weight. A solution was obtained. Then add this solution to 2
The diluted solution was spin-coated on a degreased glass plate as a coating solution, dried at 50 ° C. to obtain a 1 μm film,
A negative mask was adhered, and a 3 mm J / cm 2 exposure was performed with an ultra-high pressure mercury lamp through a glass plate having a thickness of 5 mm, followed by shower development with pure water for 10 seconds. The pattern was formed, no peeling of the pattern was confirmed, and the pattern was excellent in adhesion. The obtained pattern did not swell, no swelling of the pattern was observed, and the pattern was excellent in water resistance.

【0038】次いで、実施例2と同様の操作で黒鉛パタ
ーンを形成したところ、パターン形状の良好な解像性の
優れたものであった。
Next, when a graphite pattern was formed by the same operation as in Example 2, it was found that the pattern shape was excellent and the resolution was excellent.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明のブラックマトリックスの形成方
法は、特定の構成単位を有する水溶性ホトポリマーを用
いることで、パターン形状及び解像性に優れたブラック
マトリックスを容易に形成することができ、超微細ディ
スプレーの不可欠な高品位テレビなどにも応用すること
ができる極めて実用性の高い形成方法である。
According to the method for forming a black matrix of the present invention, the use of a water-soluble photopolymer having a specific structural unit makes it possible to easily form a black matrix excellent in pattern shape and resolution. This is an extremely practical forming method that can be applied to high-definition televisions and the like that require a fine display.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09K 11/02 C09K 11/02 Z G03F 7/012 501 G03F 7/012 501 (56)参考文献 特開 平2−92905(JP,A) 特開 昭59−49278(JP,A) 特開 昭63−72030(JP,A) 特開 昭52−33471(JP,A) 米国特許3737319(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/227 C08F 216/06 C08F 220/60 C08F 299/00 C09D 129/04 C09K 11/02 G03F 7/012 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C09K 11/02 C09K 11/02 Z G03F 7/012 501 G03F 7/012 501 (56) References JP-A-2-92905 (JP) JP-A-59-49278 (JP, A) JP-A-63-72030 (JP, A) JP-A-52-33471 (JP, A) U.S. Pat. No. 3,373,319 (US, A) (58) (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 9/227 C08F 216/06 C08F 220/60 C08F 299/00 C09D 129/04 C09K 11/02 G03F 7/012

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に水溶性ホトポリマーを用いて光
硬化パターンを形成し、次いで黒鉛のスラリーを全面に
塗布し乾燥したのち、剥離剤を用いて該光硬化パターン
を除去することにより、基板上にブラックマトリックス
を形成する方法において、該水溶性ホトポリマーが下記
一般式(I)及び(II) 【化1】 【化2】 で表わされる構成単位を有する高分子化合物であること
を特徴とするブラックマトリックスの形成方法。
1. A photocurable pattern is formed on a substrate using a water-soluble photopolymer, and then a graphite slurry is applied over the entire surface and dried, and then the photocurable pattern is removed using a release agent. In the method of forming a black matrix thereon, the water-soluble photopolymer is represented by the following general formulas (I) and (II): Embedded image A method for forming a black matrix, which is a polymer compound having a structural unit represented by:
【請求項2】 剥離剤が過ヨウ素酸もしくはその水溶性
塩類の酸性水溶液である請求項1記載のブラックマトリ
ックスの形成方法。
2. The method for forming a black matrix according to claim 1, wherein the release agent is an acidic aqueous solution of periodic acid or a water-soluble salt thereof.
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