JP3055927B2 - ブラックマトリックスの形成方法 - Google Patents
ブラックマトリックスの形成方法Info
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- JP3055927B2 JP3055927B2 JP30376390A JP30376390A JP3055927B2 JP 3055927 B2 JP3055927 B2 JP 3055927B2 JP 30376390 A JP30376390 A JP 30376390A JP 30376390 A JP30376390 A JP 30376390A JP 3055927 B2 JP3055927 B2 JP 3055927B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜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、特
にカラー液晶表示パネル等に適したブラックマトリック
スを形成するのに好適である。
にカラー液晶表示パネル等に適したブラックマトリック
スを形成するのに好適である。
＜従来の技術＞ 近年、カラーフィルターは液晶ディスプレイ装置の分
野で広く用いられるようになってきている。このカラー
フィルターは、通常Ｂ（青）,R（赤）及びＧ（緑）の画
素を透明基板上に配列したものである。ここでコントラ
ストの良い画像を得るためには、これらの画素間に遮光
膜であるブラックマトリックスを形成する必要がある。
さらに、スイッチング素子を用いたアクティブ型表示装
置の場合には、この遮光膜により不要の光を除去できる
ためスイッチング素子の光による誤動作を低減できる効
果を有する。
野で広く用いられるようになってきている。このカラー
フィルターは、通常Ｂ（青）,R（赤）及びＧ（緑）の画
素を透明基板上に配列したものである。ここでコントラ
ストの良い画像を得るためには、これらの画素間に遮光
膜であるブラックマトリックスを形成する必要がある。
さらに、スイッチング素子を用いたアクティブ型表示装
置の場合には、この遮光膜により不要の光を除去できる
ためスイッチング素子の光による誤動作を低減できる効
果を有する。
このブラックマトリックスの従来技術の形成法として
は、可染性の合成樹脂をパターニングして、黒色染料
で染色する方法印刷によって形成する方法クロムな
どの金属を蒸着させて形成させる方法などにより形成さ
れていた。
は、可染性の合成樹脂をパターニングして、黒色染料
で染色する方法印刷によって形成する方法クロムな
どの金属を蒸着させて形成させる方法などにより形成さ
れていた。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、前述した従来技術に係るブラックマト
リックスの形成法は、以下の点で問題がある。
リックスの形成法は、以下の点で問題がある。
前記の染色法では、充分な濃度が得られにくく、ま
た工程が複雑である。
た工程が複雑である。
前記の印刷法では、の染色法に比較して工程数が
少ないので、簡便ではあるが、細線の精度及び位置合せ
精度が悪く、また充分な濃度も得られにくい。
少ないので、簡便ではあるが、細線の精度及び位置合せ
精度が悪く、また充分な濃度も得られにくい。
前記の蒸着法は、非常にコストがかかり問題であ
る。
る。
このため、ブラックマトリックスの形成において、画
像全体の明るさを保つため及び高精度の画像を得るため
にも、光を遮断するのに充分な濃度があり且つ精度の高
い細線を安価に形成することが望まれている。
像全体の明るさを保つため及び高精度の画像を得るため
にも、光を遮断するのに充分な濃度があり且つ精度の高
い細線を安価に形成することが望まれている。
本発明は以上述べた事情に鑑み、遮光性が充分である
と共に高精度であり且つ工程数が少なくて安価なブラッ
クマトリックスの形成方法を提供することを目的とす
る。
と共に高精度であり且つ工程数が少なくて安価なブラッ
クマトリックスの形成方法を提供することを目的とす
る。
＜課題を解決するための手段＞ 前記目的を達成するための本発明に係るブラックマト
リックスの形成方法は、 透明基板上に赤，緑，青の画素とブラックマトリック
スとを設けたカラーフィルターのブラックマトリックス
の形成方法において、 基板上に（イ）フェノールを含む樹脂とＮ−メチロー
ル構造を持つ架橋剤とから成る酸により硬化し得る樹脂
系材料と、 （ロ）ハロメチル−Ｓ−トリアジン化合物又はハロメチ
ルオキサジアゾール化合物のいずれかからなる光酸発生
剤と、 （ハ）黒色顔料とを の比率で含有してなる感光性の黒色樹脂組成物を塗布，
乾燥し、黒色樹脂層を形成する工程と、 該黒色樹脂層をパターン露光する工程と、 該露光済みの黒色樹脂層を加熱する工程と、 該露光、加熱済みの黒色樹脂層を現像する工程とを含
み、 光学濃度が２以上のブラックマトリックスを形成する
ことを特徴とする。
リックスの形成方法は、 透明基板上に赤，緑，青の画素とブラックマトリック
スとを設けたカラーフィルターのブラックマトリックス
の形成方法において、 基板上に（イ）フェノールを含む樹脂とＮ−メチロー
ル構造を持つ架橋剤とから成る酸により硬化し得る樹脂
系材料と、 （ロ）ハロメチル−Ｓ−トリアジン化合物又はハロメチ
ルオキサジアゾール化合物のいずれかからなる光酸発生
剤と、 （ハ）黒色顔料とを の比率で含有してなる感光性の黒色樹脂組成物を塗布，
乾燥し、黒色樹脂層を形成する工程と、 該黒色樹脂層をパターン露光する工程と、 該露光済みの黒色樹脂層を加熱する工程と、 該露光、加熱済みの黒色樹脂層を現像する工程とを含
み、 光学濃度が２以上のブラックマトリックスを形成する
ことを特徴とする。
以下本発明の内容を説明する。
ここで本発明で用いられる感光性の黒色樹脂組成物と
は、高感度で露光時に酸素の影響を受けないなどの特性
を有するもので、（イ）の酸により硬化し得る樹脂系材
料と、（ロ）の光酸発生剤及び（ハ）の黒色顔料を必須
成分として含有してなるものをいう。
は、高感度で露光時に酸素の影響を受けないなどの特性
を有するもので、（イ）の酸により硬化し得る樹脂系材
料と、（ロ）の光酸発生剤及び（ハ）の黒色顔料を必須
成分として含有してなるものをいう。
ここで本発明に於ける（イ）の酸により硬化し得る樹
脂系材料とは、例えばユリヤ樹脂，メラミン樹脂などの
アミノ樹脂のようなＮ−メチロール構造を有する架橋剤
とフェノール性水酸基若しくはカルボキシル基を有する
樹脂との樹脂系材料、エポキシ樹脂とフェノール樹脂と
の樹脂系材料、あるいはJ.Photopolym.Sci.Technol.Vol
3 No.3（1990）p235〜247に発表されているようなｐ−
ヒドロキシスチレンとｐ−アセトキシメチルスチレンと
のヒドロキシスチレン構造を含む共重合体などを挙げる
ことができ、酸によって硬化する性質を有するものをい
う。
脂系材料とは、例えばユリヤ樹脂，メラミン樹脂などの
アミノ樹脂のようなＮ−メチロール構造を有する架橋剤
とフェノール性水酸基若しくはカルボキシル基を有する
樹脂との樹脂系材料、エポキシ樹脂とフェノール樹脂と
の樹脂系材料、あるいはJ.Photopolym.Sci.Technol.Vol
3 No.3（1990）p235〜247に発表されているようなｐ−
ヒドロキシスチレンとｐ−アセトキシメチルスチレンと
のヒドロキシスチレン構造を含む共重合体などを挙げる
ことができ、酸によって硬化する性質を有するものをい
う。
上記樹脂系材料は、現像液（有機系，無機系の現像
液）に可溶であるが、特に好ましくは水系アルカリ現像
液に可溶であることが望ましい。これは現像液に有機溶
媒を用いると、作業者の健康の問題や排気設備等に留意
する必要があり好ましくないからである。
液）に可溶であるが、特に好ましくは水系アルカリ現像
液に可溶であることが望ましい。これは現像液に有機溶
媒を用いると、作業者の健康の問題や排気設備等に留意
する必要があり好ましくないからである。
上記樹脂系材料において、Ｎ−メチロール構造を有す
る架橋剤としては、例えばメチロール化尿素，尿素樹
脂，メチロール化メラミン，メチロール化グアナミン，
メチロール化グリオキザールジウレイン，メチロール化
ウロン，メチロール化テトラヒドロピリミドン誘導体，
メチロール化トリアゾンあるいはこれらのアルキルエー
テルを挙げることができる。これらのうちで保存安定性
が高い点でアルキルエーテルを用いることが好ましい。
このアルキルエーテルのアルキル基としては、炭素数１
〜５のアルキル基が特に好ましい。
る架橋剤としては、例えばメチロール化尿素，尿素樹
脂，メチロール化メラミン，メチロール化グアナミン，
メチロール化グリオキザールジウレイン，メチロール化
ウロン，メチロール化テトラヒドロピリミドン誘導体，
メチロール化トリアゾンあるいはこれらのアルキルエー
テルを挙げることができる。これらのうちで保存安定性
が高い点でアルキルエーテルを用いることが好ましい。
このアルキルエーテルのアルキル基としては、炭素数１
〜５のアルキル基が特に好ましい。
また、上記樹脂系材料において、フェノール性水酸基
を有する樹脂としては、例えばアルカリ可溶性のフェノ
ール樹脂，ノボラック樹脂，ヒドロキシスチレン構造を
含む重合体，下記一般式（Ｉ）で表わされる構造を含む
重合体，フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性ポ
リイミドなどを挙げることができる。
を有する樹脂としては、例えばアルカリ可溶性のフェノ
ール樹脂，ノボラック樹脂，ヒドロキシスチレン構造を
含む重合体，下記一般式（Ｉ）で表わされる構造を含む
重合体，フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性ポ
リイミドなどを挙げることができる。
（式中、R1は水素，アルキル基又はアリール基を表わ
し、R2は水素，ハロゲン，アルキル基又はアルコキシ基
を表わし、ｎは０〜６の整数を表わす。） 上記ノボラック樹脂は、フェノール類とケトン類とを
酸触媒の存在下に縮合して得られるものをいう。この際
用いられるフェノール類としては、例えばフェノール，
クレゾール，エチルフェノール，ブチルフェノール，キ
シレノール，フェニルフェノール，ヒドロキノン，カテ
コール，レゾルシノール，ピロガロール，ナフトール，
ビスフェノールＡなどが挙げられる。これらのフェノー
ル類は単独又は２種以上組合せて用いられる。また、ケ
トン類としては、例えばホルムアルデヒド，パラホルム
アルデヒド，アセトアルデヒド，プロピオンアルデヒ
ド，ベンズアルデヒド，アセトン，メチルエチルケトン
などが挙げられる。
し、R2は水素，ハロゲン，アルキル基又はアルコキシ基
を表わし、ｎは０〜６の整数を表わす。） 上記ノボラック樹脂は、フェノール類とケトン類とを
酸触媒の存在下に縮合して得られるものをいう。この際
用いられるフェノール類としては、例えばフェノール，
クレゾール，エチルフェノール，ブチルフェノール，キ
シレノール，フェニルフェノール，ヒドロキノン，カテ
コール，レゾルシノール，ピロガロール，ナフトール，
ビスフェノールＡなどが挙げられる。これらのフェノー
ル類は単独又は２種以上組合せて用いられる。また、ケ
トン類としては、例えばホルムアルデヒド，パラホルム
アルデヒド，アセトアルデヒド，プロピオンアルデヒ
ド，ベンズアルデヒド，アセトン，メチルエチルケトン
などが挙げられる。
上記樹脂系材料において、ヒドロキシスチレン構造を
含む重合体としては、例えばヒドロキシスチレン若しく
はα−メチル−ヒドロキシスチレンの単独、２種以上若
しくはスチレンあるいはアクリル系モノマーとの共重合
により得られる。この共重合成分としてのアクリル系モ
ノマーとしては、例えばアクリル酸エステル，メタクリ
ル酸エステル，アクリル酸アミド、メタクリル酸アミ
ド，アクリロニトリルなどを挙げることができる。
含む重合体としては、例えばヒドロキシスチレン若しく
はα−メチル−ヒドロキシスチレンの単独、２種以上若
しくはスチレンあるいはアクリル系モノマーとの共重合
により得られる。この共重合成分としてのアクリル系モ
ノマーとしては、例えばアクリル酸エステル，メタクリ
ル酸エステル，アクリル酸アミド、メタクリル酸アミ
ド，アクリロニトリルなどを挙げることができる。
また、上記一般式（Ｉ）で表わされるマレイミド誘導
体構造を含む重合体としては、例えば特開昭61−162039
号公報，特開昭62−151408号公報，特開昭62−151409号
公報などに開示されている。
体構造を含む重合体としては、例えば特開昭61−162039
号公報，特開昭62−151408号公報，特開昭62−151409号
公報などに開示されている。
フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性ポリイミ
ドとしては、例えばJ.Photopolym.Sci.Technol.Vol3 N
o.3（1990）p275〜280に記載されているポリイミドを挙
げることができる。
ドとしては、例えばJ.Photopolym.Sci.Technol.Vol3 N
o.3（1990）p275〜280に記載されているポリイミドを挙
げることができる。
上記樹脂系材料において、カルボキシル基を有する樹
脂としては、例えばアクリル酸，メタクリル酸，ビニル
安息香酸などの不飽和有機酸化合物と、アクリル酸エス
テル，メタクリル酸エステル，アクリロニトリルなどの
不飽和化合物とをモノマーとした共重合物などを挙げる
ことができる。
脂としては、例えばアクリル酸，メタクリル酸，ビニル
安息香酸などの不飽和有機酸化合物と、アクリル酸エス
テル，メタクリル酸エステル，アクリロニトリルなどの
不飽和化合物とをモノマーとした共重合物などを挙げる
ことができる。
上記樹脂系材料において、エポキシ樹脂としては、ノ
ボラック型エポキシ樹脂，ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂，臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂，脂環式
エポキシ樹脂などを挙げることができる。
ボラック型エポキシ樹脂，ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂，臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂，脂環式
エポキシ樹脂などを挙げることができる。
一方、本発明に於ける（ロ）の光酸発生剤とは、光の
照射により酸を発生する化合物をいい、多くの公知化合
物及びそれらの混合物を用いればよく、例えば（ｉ）オ
ニウムのハロゲン-,BF4 -,PF6 -,AsF6 -,SbF6 -,SiF6 -,ClO4
-,CF3SO4 -などの塩；（ii）有機ハロゲン化合物；（ii
i）ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物及び（iv）
光スルホン酸発生化合物などが適当である。
照射により酸を発生する化合物をいい、多くの公知化合
物及びそれらの混合物を用いればよく、例えば（ｉ）オ
ニウムのハロゲン-,BF4 -,PF6 -,AsF6 -,SbF6 -,SiF6 -,ClO4
-,CF3SO4 -などの塩；（ii）有機ハロゲン化合物；（ii
i）ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物及び（iv）
光スルホン酸発生化合物などが適当である。
更に詳述すると、（ｉ）オニウム塩としてのアンモ
ニウム塩の例としては、米国特許第4,069,055号明細書
及び同第4,069,056号明細書に；ジアゾニウム塩の例
としては、Photogr.Sci.Eng.,18,387（1974）,J.Macrom
ol.Sci.,Chem.,A21,1695（1984），及びPolymer.21,423
（1980）に；ヨードニウム塩の例としては、Macromol
ecules,10,1307（1977）.Chem.,＆ Eng.News,Nov.28,P3
1（1988），及びヨーロッパ特許第0,104,143号明細書
に；スルホニウム塩の例としては、Polymer J.,17,73
（1985）,Polymer Bull.,14,279（1985）,J.Polymer Sc
i.,17,977（1979）,J.Org.Chem.,43,3055（1978）.J.Or
g.Chem.,50,4360（1985），特開昭57−18723号公報，特
開昭56−8428号公報，米国特許第4,760,013号公報，米
国特許第4,139,655号公報、米国特許第4,734,444号公報
及びヨーロッパ特許第0297,433号公報に；ホスホニウ
ム塩の例としては、米国特許第4,069,055号公報，同第
4,069,056号公報及びMacromolecules,17,2469（1984）
に；セレノニウム塩の例としてはMacromolecules,10,
1307（1977）及びJ.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,1
7,1047（1979）に；アルソニウム塩の例としては、Pr
oc.Conf.Rad.Curing ASIA p478 Tokyo.Oct.（1988）に
それぞれ開示されている。
ニウム塩の例としては、米国特許第4,069,055号明細書
及び同第4,069,056号明細書に；ジアゾニウム塩の例
としては、Photogr.Sci.Eng.,18,387（1974）,J.Macrom
ol.Sci.,Chem.,A21,1695（1984），及びPolymer.21,423
（1980）に；ヨードニウム塩の例としては、Macromol
ecules,10,1307（1977）.Chem.,＆ Eng.News,Nov.28,P3
1（1988），及びヨーロッパ特許第0,104,143号明細書
に；スルホニウム塩の例としては、Polymer J.,17,73
（1985）,Polymer Bull.,14,279（1985）,J.Polymer Sc
i.,17,977（1979）,J.Org.Chem.,43,3055（1978）.J.Or
g.Chem.,50,4360（1985），特開昭57−18723号公報，特
開昭56−8428号公報，米国特許第4,760,013号公報，米
国特許第4,139,655号公報、米国特許第4,734,444号公報
及びヨーロッパ特許第0297,433号公報に；ホスホニウ
ム塩の例としては、米国特許第4,069,055号公報，同第
4,069,056号公報及びMacromolecules,17,2469（1984）
に；セレノニウム塩の例としてはMacromolecules,10,
1307（1977）及びJ.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,1
7,1047（1979）に；アルソニウム塩の例としては、Pr
oc.Conf.Rad.Curing ASIA p478 Tokyo.Oct.（1988）に
それぞれ開示されている。
また、（ii）光の照射により酸を発生し得る有機ハロ
ゲン化合物の例としては、四臭化炭素，ヨードホル
ム，トリブロモアセトフェノン、特公昭46−4605号公報
に記載のフェニルトリハロメチルスルホン化合物，特公
昭48−36281号公報，特開昭53−133428号公報，特開昭6
0−105667号公報，特開昭60−239736号公報に記載のハ
ロメチル−Ｓ−トリアジン化合物,Angew.Physik.Chem.,
24,381（1918）.J.Phys.Chem.,66.2449（1962），特開
昭54−74728号公報，特開昭55−77742号公報，特開昭59
−148784号公報，特開昭60−3626号公報，特開昭60−13
8539号公報，特開昭60−239473号公報に記載のハロメチ
ルオキサジアゾール化合物などを挙げることができる。
ゲン化合物の例としては、四臭化炭素，ヨードホル
ム，トリブロモアセトフェノン、特公昭46−4605号公報
に記載のフェニルトリハロメチルスルホン化合物，特公
昭48−36281号公報，特開昭53−133428号公報，特開昭6
0−105667号公報，特開昭60−239736号公報に記載のハ
ロメチル−Ｓ−トリアジン化合物,Angew.Physik.Chem.,
24,381（1918）.J.Phys.Chem.,66.2449（1962），特開
昭54−74728号公報，特開昭55−77742号公報，特開昭59
−148784号公報，特開昭60−3626号公報，特開昭60−13
8539号公報，特開昭60−239473号公報に記載のハロメチ
ルオキサジアゾール化合物などを挙げることができる。
（iii）ナフトキノンジアジド化合物としては例え
ば、1,2−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スル
ホニルクロリドを挙げることができる。
ば、1,2−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スル
ホニルクロリドを挙げることができる。
（iv）光スルホン酸発生化合物としては、例えば1,2
−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スルホン酸の
エステルもしくはアミド化合物、Polymer Preprints.Ja
pan 35,2406（1986）に記載のβ−ケトスルホン系化合
物、Macromolecules.21,2001（1988），特開昭64−1814
3号公報に記載のニトロベンジルアルコールとアリール
スルホン酸とのエステル化合物、ヨーロッパ特許第0,04
4,155号公報、同第0,199,672号公報記載のオキシムとア
リールスルホン酸とのエステル化合物、米国特許第4,25
8,121号公報、同第4,371,605号公報、同第4,618,564号
公報に記載のＮ−ヒドロキシアミドまたはイミドとスル
ホン酸とのエステル化合物、ヨーロッパ特許第84515号
公報、同第199,672号公報に記載のベンゾインとスルホ
ン酸とのエステル化合物などを挙げることができる。
−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スルホン酸の
エステルもしくはアミド化合物、Polymer Preprints.Ja
pan 35,2406（1986）に記載のβ−ケトスルホン系化合
物、Macromolecules.21,2001（1988），特開昭64−1814
3号公報に記載のニトロベンジルアルコールとアリール
スルホン酸とのエステル化合物、ヨーロッパ特許第0,04
4,155号公報、同第0,199,672号公報記載のオキシムとア
リールスルホン酸とのエステル化合物、米国特許第4,25
8,121号公報、同第4,371,605号公報、同第4,618,564号
公報に記載のＮ−ヒドロキシアミドまたはイミドとスル
ホン酸とのエステル化合物、ヨーロッパ特許第84515号
公報、同第199,672号公報に記載のベンゾインとスルホ
ン酸とのエステル化合物などを挙げることができる。
これらの光酸発生剤のうち、（ii）の有機ハロゲン化
合物、特にハロメチル−Ｓ−トリアジン化合物、ハロメ
チルオキサジアゾール化合物及び（iv）の光スルホン酸
発生化合物が架橋効率が良く好適である。
合物、特にハロメチル−Ｓ−トリアジン化合物、ハロメ
チルオキサジアゾール化合物及び（iv）の光スルホン酸
発生化合物が架橋効率が良く好適である。
これらの光酸発生剤は、単独で、あるいは混合して使
用しても良く、その添加量は（イ）の酸により硬化し得
る樹脂系材料の固形分に対して、0.1〜50重量％が好ま
しく、より好ましくは0.5〜30重量％である。これは0.1
重量％未満では酸発生量が乏しく架橋反応が起こりにく
く、また50重量％を超えて添加しても、更なる増量効果
が期待できなく、現像性が悪くなり、共に好ましくない
からである。
用しても良く、その添加量は（イ）の酸により硬化し得
る樹脂系材料の固形分に対して、0.1〜50重量％が好ま
しく、より好ましくは0.5〜30重量％である。これは0.1
重量％未満では酸発生量が乏しく架橋反応が起こりにく
く、また50重量％を超えて添加しても、更なる増量効果
が期待できなく、現像性が悪くなり、共に好ましくない
からである。
光酸発生剤は必要に応じて酸発生効率を高める増感剤
と組み合わせて用いることができる。
と組み合わせて用いることができる。
かかる増感剤としては公知の増感剤が使用できるが、
例えば、アントラセン、フェナンスレン、ペリレン、ピ
レン、クリセン、1,2−ベンゾアントラセン、コロネ
ン、1,6−ジフェニル−1,3,5−ヘキサトリエン、1,1,4,
4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン、2,3,4,5−テト
ラフェニルフラン、2,5−ジフェニルチオフェン、チオ
キサントン、２−クロロチオキサントン、フェノチアジ
ン、1,3−ジフェニルピラゾリン、1,3−ジフェニルイソ
ベンゾフラン、キサントン、ベンゾフェノン、４−ヒド
ロキシベンゾフェノン、アンスロン、ニンヒドリン、９
−フルオレノン、ニトロピレン、2,4,7−トリニトロフ
ルオレノン、インダノン、フェナンスラキノン、テトラ
ロン、７−メトキシ−４−メチルクマリン、３−ケト−
ビス（７−ジエチルアミノクマリン）、フルオロセン、
エオシン、ローダミンＳ及びトリフェニルピリリウムパ
ークロレート等の増感剤を挙げることができる。
例えば、アントラセン、フェナンスレン、ペリレン、ピ
レン、クリセン、1,2−ベンゾアントラセン、コロネ
ン、1,6−ジフェニル−1,3,5−ヘキサトリエン、1,1,4,
4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン、2,3,4,5−テト
ラフェニルフラン、2,5−ジフェニルチオフェン、チオ
キサントン、２−クロロチオキサントン、フェノチアジ
ン、1,3−ジフェニルピラゾリン、1,3−ジフェニルイソ
ベンゾフラン、キサントン、ベンゾフェノン、４−ヒド
ロキシベンゾフェノン、アンスロン、ニンヒドリン、９
−フルオレノン、ニトロピレン、2,4,7−トリニトロフ
ルオレノン、インダノン、フェナンスラキノン、テトラ
ロン、７−メトキシ−４−メチルクマリン、３−ケト−
ビス（７−ジエチルアミノクマリン）、フルオロセン、
エオシン、ローダミンＳ及びトリフェニルピリリウムパ
ークロレート等の増感剤を挙げることができる。
これらの増感剤と、前記（ロ）の光酸発生剤との割合
は、モル比で0.01/1〜10/1であり、好ましくは0.1/1〜5
/1である。
は、モル比で0.01/1〜10/1であり、好ましくは0.1/1〜5
/1である。
本発明に於ける（ハ）の黒色顔料とは、耐熱性，耐光
性及び耐溶剤性に優れたものが好ましい。かかる黒色顔
料としては、例えばカーボンブラック，鉄黒，アニリン
ブラック，シアニンブラック，チタンブラックを挙げる
ことができ、これらから一種又は二種以上を適宜選択し
て用いられる。
性及び耐溶剤性に優れたものが好ましい。かかる黒色顔
料としては、例えばカーボンブラック，鉄黒，アニリン
ブラック，シアニンブラック，チタンブラックを挙げる
ことができ、これらから一種又は二種以上を適宜選択し
て用いられる。
本発明に於ける下記（１）式の重量比は、 95/5から10/90、好ましくは90/10から40/60とするのが
よい。これは該重量比が95/5未満以下となると、望まし
い色濃度を得るための膜厚が厚くなりすぎるし、また10
/90を超えた場合には、黒色顔料の分散安定性，膜形成
能が損われ、共に好ましくないからである。
よい。これは該重量比が95/5未満以下となると、望まし
い色濃度を得るための膜厚が厚くなりすぎるし、また10
/90を超えた場合には、黒色顔料の分散安定性，膜形成
能が損われ、共に好ましくないからである。
本発明の感光性の黒色樹脂組成物は、上記（イ）の酸
により硬化し得る樹脂系材料の成分と、（ロ）光酸発生
剤との成分を、溶解する溶媒に溶かし、（ハ）の黒色顔
料を分散させた溶液として用いられる。
により硬化し得る樹脂系材料の成分と、（ロ）光酸発生
剤との成分を、溶解する溶媒に溶かし、（ハ）の黒色顔
料を分散させた溶液として用いられる。
このような溶媒の例としては、ジオキサン、ジエトキ
シエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メ
チルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコー
ルモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シク
ロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ
メチルオギザレート、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエ
ステル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミドなどのアミド類、Ｎ−メチルピロリドンな
どのピロリドン類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン
類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類などを
挙げることができる。これらの溶剤はそれぞれ単独で用
いてもよいし、２種類以上組み合わせて用いても良い。
そして上記成分中の濃度（添加物を含む全固形分）は、
２〜70重量％、より好ましくは５〜50重量％が適当であ
る。
シエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メ
チルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコー
ルモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シク
ロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ
メチルオギザレート、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエ
ステル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミドなどのアミド類、Ｎ−メチルピロリドンな
どのピロリドン類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン
類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類などを
挙げることができる。これらの溶剤はそれぞれ単独で用
いてもよいし、２種類以上組み合わせて用いても良い。
そして上記成分中の濃度（添加物を含む全固形分）は、
２〜70重量％、より好ましくは５〜50重量％が適当であ
る。
本発明の感光性の黒色樹脂組成物には更に必要に応じ
て、組成物の粘度の調整，顔料の分散安定性改善，塗布
性の改善，塗膜の基板に対する密着性改善，塗膜の平坦
化性改善，現像特性の改善などの目的に、その他の添加
物を配合することができる。
て、組成物の粘度の調整，顔料の分散安定性改善，塗布
性の改善，塗膜の基板に対する密着性改善，塗膜の平坦
化性改善，現像特性の改善などの目的に、その他の添加
物を配合することができる。
上記感光性の黒色樹脂組成物を塗布する透明基板とし
ては、例えばガラス板，プラスチック板又はプラスチッ
クフィルム等を挙げることができ、この透明基板上には
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の画素が形成されていて
もよい。
ては、例えばガラス板，プラスチック板又はプラスチッ
クフィルム等を挙げることができ、この透明基板上には
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の画素が形成されていて
もよい。
次に本発明の感光性の黒色樹脂組成物を用いたブラッ
クマトリックスの形成例を述べる。
クマトリックスの形成例を述べる。
本発明に係るブラックマトリックスの形成方法は上記
感光性の黒色樹脂組成物を透明基板上に塗布，乾燥し
て、着色樹脂層を形成した後、所定のパターンに従っ
て光を照射して露光し、この層を約50〜200℃の範囲
で加熱し、次いで現像液で現像してブラックマトリッ
クスを形成する。
感光性の黒色樹脂組成物を透明基板上に塗布，乾燥し
て、着色樹脂層を形成した後、所定のパターンに従っ
て光を照射して露光し、この層を約50〜200℃の範囲
で加熱し、次いで現像液で現像してブラックマトリッ
クスを形成する。
上記の塗布方法としては、従来公知の方法、例えば
回転塗布，ワイヤーバー塗布，ディップ塗布，エアーナ
イフ塗布，ロール塗布，ブレード塗布，カーテン塗布，
スクリーン印刷塗布などを挙げることができる。
回転塗布，ワイヤーバー塗布，ディップ塗布，エアーナ
イフ塗布，ロール塗布，ブレード塗布，カーテン塗布，
スクリーン印刷塗布などを挙げることができる。
上記の黒色樹脂層を形成する際の乾燥は、約50〜15
0℃で30秒〜30分程度である。照射する光は、例えば可
視光線，紫外線,X線及び電子線などが使用できる。
0℃で30秒〜30分程度である。照射する光は、例えば可
視光線，紫外線,X線及び電子線などが使用できる。
次いで上記黒色樹脂層を加熱するのであるが、この露
光後の熱処理により露光部の表面で発生した酸が拡散し
て樹脂層底部まで達し、樹脂を架橋，硬化させて現像液
に不溶となる。この加熱処理は約50〜200℃好ましくは7
0〜160℃の範囲とするのがよい。
光後の熱処理により露光部の表面で発生した酸が拡散し
て樹脂層底部まで達し、樹脂を架橋，硬化させて現像液
に不溶となる。この加熱処理は約50〜200℃好ましくは7
0〜160℃の範囲とするのがよい。
またの現像液としては、アルカリ性水溶液、例え
ば、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，炭酸ナトリウ
ム，炭酸カリウム，メタケイ酸ナトリウム，メタケイ酸
カリウム，第二リン酸ナトリウム，第三リン酸ナトリウ
ム，アンモニア等の無機アルカリ，エチルアミン,n−プ
ロピルアミン，ジエチルアミン，ジ−ｎ−プロピルアミ
ン，トリエチルアミン，メチルジエチルアミン等のアル
キルアミン類、ジエタノールアミン，トリエタノールア
ミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキサイド，テトラエチルアンモニウムヒドロキ
サイド，トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニ
ウムヒドロキサイド等の第四級アンモニウム塩、または
ピロール，ピペリジン等の環状アミン類などの水溶液を
挙げることができる。
ば、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，炭酸ナトリウ
ム，炭酸カリウム，メタケイ酸ナトリウム，メタケイ酸
カリウム，第二リン酸ナトリウム，第三リン酸ナトリウ
ム，アンモニア等の無機アルカリ，エチルアミン,n−プ
ロピルアミン，ジエチルアミン，ジ−ｎ−プロピルアミ
ン，トリエチルアミン，メチルジエチルアミン等のアル
キルアミン類、ジエタノールアミン，トリエタノールア
ミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキサイド，テトラエチルアンモニウムヒドロキ
サイド，トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニ
ウムヒドロキサイド等の第四級アンモニウム塩、または
ピロール，ピペリジン等の環状アミン類などの水溶液を
挙げることができる。
また現像液中に必要に応じて他の添加剤、例えば界面
活性剤，湿潤剤，安定剤，少量の有機溶剤等の添加剤を
添加することができる。
活性剤，湿潤剤，安定剤，少量の有機溶剤等の添加剤を
添加することができる。
＜実 施 例＞ 次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜６ 下記組成１の（イ）の酸により硬化し得る樹脂系材料
及び（ロ）の光酸発生剤を溶媒に溶かし、これに（ハ）
の黒色顔料からなる感光性の黒色樹脂組成物を用い、表
面にSiO2膜を形成したソーダガラス基板にスピナーで膜
厚が２μｍとなるように塗布し、80℃で10分間乾燥させ
た。
及び（ロ）の光酸発生剤を溶媒に溶かし、これに（ハ）
の黒色顔料からなる感光性の黒色樹脂組成物を用い、表
面にSiO2膜を形成したソーダガラス基板にスピナーで膜
厚が２μｍとなるように塗布し、80℃で10分間乾燥させ
た。
該黒色感光性樹脂層を所定形状のホトマスクを介して
メタルハライドランプで空気雰囲気下露光した。
メタルハライドランプで空気雰囲気下露光した。
その後、露光して得られた樹脂層を130℃で20分間オ
ーブン中で加熱した。次いで2.38％水酸化テトラメチル
アンモニウム水溶液で現像して、ブラックマトリックス
を形成した。
ーブン中で加熱した。次いで2.38％水酸化テトラメチル
アンモニウム水溶液で現像して、ブラックマトリックス
を形成した。
得られたブラックマトリックスの光学濃度は2.3であ
った。
った。
実施例２ 表面にSiO2膜を形成したソーダガラス基板上に赤，
緑，青の画素を印刷により形成してなる基板に、下記組
成２の感光性の黒色樹脂組成物を実施例１と同様に操作
してブラックマトリックスを形成して、ブラックマトリ
ックスが設けられたカラーフィルターを得た。
緑，青の画素を印刷により形成してなる基板に、下記組
成２の感光性の黒色樹脂組成物を実施例１と同様に操作
してブラックマトリックスを形成して、ブラックマトリ
ックスが設けられたカラーフィルターを得た。
＜発明の効果＞ 以上実施例と共に詳しく述べたように、本発明の方法
によれば、高感度を有し、露光時に酸素の影響を受けな
く、耐熱性が優れていて、且つ水系現像液で現像できる
感光性の黒色樹脂組成物を用い、黒色画像を形成するこ
とにより、遮光性が充分で高精度であり、工程数が少な
く、安価なブラックマトリックスを容易に形成すること
ができる。
によれば、高感度を有し、露光時に酸素の影響を受けな
く、耐熱性が優れていて、且つ水系現像液で現像できる
感光性の黒色樹脂組成物を用い、黒色画像を形成するこ
とにより、遮光性が充分で高精度であり、工程数が少な
く、安価なブラックマトリックスを容易に形成すること
ができる。
従って本発明の方法によって、高品位で高信頼性の液
晶カラーディスプレイ，液晶カラーテレビ，カラーイメ
ージセンサーなどが容易に製造することができる。
晶カラーディスプレイ，液晶カラーテレビ，カラーイメ
ージセンサーなどが容易に製造することができる。
フロントページの続き (72)発明者 菊地 英夫 千葉県船橋市米ケ崎町563番地 東洋合 成工業株式会社感光材研究所内 (56)参考文献 特開 平１−80905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−180202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−263143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164045（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38411（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505
Claims (1)
- 【請求項１】透明基板上に赤，緑，青の画素とブラック
マトリックスとを設けたカラーフィルターのブラックマ
トリックスの形成方法において、 基板上に（イ）フェノールを含む樹脂とＮ−メチロー
ル構造を持つ架橋剤とから成る酸により硬化し得る樹脂
系材料と、 （ロ）ハロメチル−Ｓ−トリアジン化合物又はハロメチ
ルオキサジアゾール化合物のいずれかからなる光酸発生
剤と、 （ハ）黒色顔料とを の比率で含有してなる感光性の黒色樹脂組成物を塗布，
乾燥し、黒色樹脂層を形成する工程と、 該黒色樹脂層をパターン露光する工程と、 該露光済みの黒色樹脂層を加熱する工程と、 該露光、加熱済みの黒色樹脂層を現像する工程とを含
み、 光学濃度が２以上のブラックマトリックスを形成するこ
とを特徴とするカラーフィルターのブラックマトリック
スの形成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30376390A JP3055927B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | ブラックマトリックスの形成方法 |
| EP91118267A EP0483693B1 (en) | 1990-10-29 | 1991-10-25 | Photosensitive colored resin composition, colored image formation method of color filter, and formation method of black matrix |
| DE69130701T DE69130701T2 (de) | 1990-10-29 | 1991-10-25 | Lichtempfindliches gefärbtes Harz, farbiges Bild, Verfahren zur Herstellung von Farbfiltern und Verfahren zur Herstellung einer Schwarzmatrix |
| US08/480,831 US5639579A (en) | 1990-10-29 | 1995-06-07 | Photosensitive colored resin composition, colored image formation method of color filter, and formation method of black matrix |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30376390A JP3055927B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | ブラックマトリックスの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04177202A JPH04177202A (ja) | 1992-06-24 |
| JP3055927B2 true JP3055927B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17924984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30376390A Expired - Fee Related JP3055927B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-11-13 | ブラックマトリックスの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055927B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3564846B2 (ja) * | 1996-01-19 | 2004-09-15 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルタ及びその製造方法 |
| KR100502365B1 (ko) * | 1996-08-02 | 2005-10-13 | 도판인사츠가부시키가이샤 | 흑색감광성수지조성물,이를이용한컬러필터및그제조방법 |
| JP6607682B2 (ja) | 2015-03-05 | 2019-11-20 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | 遮光膜用黒色樹脂組成物、当該組成物を硬化させた遮光膜を有する遮光膜付基板、並びに当該遮光膜付基板を有するカラーフィルター及びタッチパネル |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP30376390A patent/JP3055927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH04177202A (ja) | 1992-06-24 |
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