JPH0413105A - 遮光膜およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、遮光膜およびその形成方法に関し、特に、高
い遮光率を備えた遮光膜とその遮光膜を形成する方法に
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、カラーデイスプレィ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、電車、ビデオデツキ、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（Ｉｔ）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１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９分散法あるいは染色法によってカラーフ
ィルタ等の各画素（着色Ｍ）を形成する場合、遮光膜と
しては、多くの場合カーボン系フォトレジスト剤か用い
られている。

しかしながら、カーボン系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
有することかてきないという問題かある。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左右の電極
と導通してしまいカラーフィルタか形成できないという
不都合が生し、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しても、液晶駆動時に左右
の電極と導通してしまい、液晶か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てき
ないという問題かある。

このため、絶縁性のある遮光膜の開発か望まれており、
絶縁性のフォトレジスト剤として有機顔料系のレジスト
剤か開発されている。

［発明が解決しようとする！！！題］ しかしながら、上述した従来の絶縁性を有する有機顔料
系フォトレジスト剤を用いて形成された遮光膜は、赤（
Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色顔料を含む三種類のフ
ォトレジストを混合し、フォトリソグラフィ法により遮
光膜を形成しているため、遮光率か低く、したかって、
十分な遮光率を得ようとすると膜厚が厚くなるという問
題かあつた。

本発明は、上述の問題点にかんがみてなされたものてあ
り、高い遮光率を有し、したがって、膜厚を薄くするこ
とのできる遮光膜およびその形成方法の提供を目的とす
る。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、赤（Ｒ）と青（Ｂ）などのように互いに補色
関係にある二色の顔料を含むフォトレジスト剤によって
遮光膜を得ることかてき、しかも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の三色顔料を含むフォトレジストから得られる
遮光膜よりも高い遮光率を有する遮光膜を形成すること
ができることを見出し１本発明を完成するに至った。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明の遮光膜は、互いに補色関係にある二
色の顔料を含有した構成としである。

また、本発明の遮光膜の形成方法は、互いに補色関係に
ある二色の顔料をそれぞれ一色ずつ含有する二種類のフ
ォトレジスト剤を混合し、あるいは互いに補色関係にあ
る二色の顔料の双方をあらかじめフォトレジスト剤に含
有させ、これらのフォトレジストを用いて７オトリング
ラフイ法により遮光膜を形成するようにしである。そし
て好ましくは、前記互いに補色関係にある二色の顔料が
、赤色顔料Ｓよび青色顔料であるようにしである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の遮光膜は、互いに補色関係にある二色の顔料を
含有してなるものである。

ここて、互いに補色関係にある二色の顔料の組合わせは
多数存在し、特に限定されるものではないが、赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色については顔料含有レジ
スト剤か市販されており、入手か容易であるためＲとＢ
の組合わせが好ましい、他には、イエロー（Ｙ）とバイ
オレット（Ｖ）の組合わせ等が挙げられる。

赤色顔料としては、ペリレン系顔料、アントラキノン系
顔料、ジアントラキツン系顔料、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、べリレン顔料、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（Ｓｕ
ｄａｎＩ　、　Ｕ　。

ｍ、Ｒ）、ジスアゾ、ベンゾビラン、レーキ顔料（Ｃａ
、Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｎ）などが挙げられる。

青色顔料としては、フタロシアニン系顔料、銅フタロシ
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、シアニン系顔料等が挙げられる。具体的には
、クロロ鋼フタロシアニン、クロロアルミニウムフタロ
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、フタロシアニン、メロシアニン、インドフェノール
ブルーなどが挙げられる。

なお、これらの顔料は絶縁性を有することか好ましく、
例えば、絶縁性有機系顔料か好ましい。

このように絶縁性の顔料を用いると、得られる遮光膜も
絶縁性を有するものとなり、ミセル電解法や電着法によ
って作成されるカラーフィルタにおける遮光膜として用
いることが可能となる。

本発明の遮光膜を構成する顔料以外の構成材料（基材）
としては、アクリル系レジスト、エポキシ系レジストあ
るいはポリイミド系レジスト等から溶剤成分を除去して
得られる樹脂成分や、ゼラチン等が挙げられる。

本発明の遮光膜は上記樹脂成分やゼラチン等の基材中に
、上記互いに補色関係にある二色の顔料か分散して構成
されている。この場合、各色の顔料が、樹脂成分等の基
材中にそれぞれ均一に分散していることが好ましい。

次に、本発明の遮光膜の形成方法について説明する。

まず、互いに補色関係にある二色の顔料を含有するフォ
トレジスト剤を調製する。

この調製方法としては、互いに補色関係にある二色の顔
料をそれぞれ一色ずつ含有する二種類のフォトレジスト
剤を混合する方法、あるいは、互いに補色関係にある二
色の顔料の双方を−のレジスト剤に混合し、分散させる
方法等が挙げられる。いずれの調製方法においても、各
顔料かレジスト剤中に均一に分散するように混合するこ
とが好ましい。

混合割合は適宜選択され、この混合の際に溶剤等を加え
てもよい、混合は発熱しない混合機を用いて行なうこと
かレジストの凝集を防ぐという観点より好ましい。

フォトレジストとしては、アクリＪし系あるいはポリイ
ミド系のフォトレジスト等が用いられる。

なお、フォト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。

顔料としては、上述した遮光膜の場合と同様の顔料が用
いられる。

次いて、上記調製方法で得た顔料含有フォトレジスト剤
を用いて、フォトリソグラフィ法により遮光膜を形成す
る。

１４１図はフォトリソグラフィ法による遮光膜の形成工
程の一具体例を示すフロー図である。

■まず、ガラス等の基板上に上記調製方法で得た顔料含
有フォトレジスト剤を塗布する。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（ＬＥ）、
ノンアルカリガラス（Ｎ＾）、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−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−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、５００〜３
０００ｒｐ園の回転数で行なわれる。

■顔料含有レジストの塗布後、露光を行なう。

露光は露光機によフて行なわれ、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。ｊ！光檄
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２０〜２００ｓＪ／ｃｍ”の範囲で選
択される。

また、光源は使用する顔料含有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、ブリベータが行なわれる。プリベータは、現
像前に基板と顔料含有レジストとの密着性を高め、現像
時における欠陥発生等を抑制する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レジストに応じて適宜選
択され、例えば８５℃〜１００℃の温度て５〜１０分間
行なわれる。

■プリベーク後、現像が行なわれる。現像は、露光され
た部分（ネガレジストの場合）あるいは非震光部分（ポ
ジレジストの場合）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て、これら市
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。現像時間は、例えば
２０〜３０秒の間て選択される。

■現像後、純水シャワー、純水層への浸漬等によりリン
スを行なう、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、ボストベークか行なわれる。ボストベーク
はパターニングされた遮光膜と基板との密着性を高める
ため等の目的て行なわれる。このボストベークは、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。

ボ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１例えば２００〜２２０℃の温度で５〜１０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か形成される。ここて、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、あるいは電極取出窓口帯を有するブラッ
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形
成工程は、−例を示したものてあり、本発明はこれによ
って何ら制限されるものてはない。

例えば、工程の一部を省略したり、あるいは保護膜のコ
ーティング等の公知の工程を適宜追加することかできる
。

［実施例］ 以下、実施例にもとづき本発明をさらに詳しく説明する
。

支１班ユ 赤色顔料を含有するフォトレジスト剤（富士へントテク
ノｒｉジー　社製　カラーモザイク　Ｃ）ＩＹ）　　お
よび青色顔料を含有するフォトレジスト剤（富士へント
テクノ０シー社製カラーモザイクＣＲＹ）を１：１の比
率で混合して、互いに補色関係にある二色の顔料を含有
するフォトレジスト剤を調製した。

次いで、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｇ＋　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ
）電極を１００ｇｍのストライプ状にパターニングした
３００１角のガラス基板（ＨＯＹＡ株式会社製ＮＡ　４
５）上に、上記で調製したフォトレジスト剤をコンプレ
ッサーを用いて約３０ｅｅ噴霧塗布した。その後、速や
かにガラス基板を回転し、　１００ｒｐｓて１５秒間回
転した後５００ｒｐｍまて回転数を上げ、５００ｒｐ■
で６０秒間回転を！ＩＰｊした。その後回転を停止して
、ガラス基板上にフォトレジスト剤をスピンコードした
。

次いて、ホットプレートを用いて　１００℃にて５分間
プリベークし、さらにフォトレジスト膜の空気酸化を防
ぐために、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（富士へン
トテクノ■ジー社製ＣＰ）を上記条件と同様の条件でス
ピンコードした。

次いて、カラーフィルタのブラックマトリックスパター
ンの転写用フォトマスクを介して露光を行なった。Ｉ！
光檄は、２Ｋｗの高圧水銀灯を有する平行光方式の霧光
機（トク製作所■社製ＦＩＨ−７９０Ｂ）を用いた。

アライメントは、　ＣＯＤカメラで確認しながら手動で
行なった。

露光後、富士ハントチク１０ジー社製ＣＤを、純水で４
倍稀釈した現象液に２５秒間浸漬し、現像を行なった。

その後、現像液を純水でリンスし、ホットプレートを用
いて、　２２０℃にて１０分間ボストベークを行なった
。

このようにして、カラーフィルタ用ブラックマトリック
ス形状（線幅２０ＪＬ■、画素サイズ３１０ＢｍＸ９０
ＩＬ■）にパターンニングされた遮光膜を得た。この遮
光膜の透過率を第２図に示す。

比較例１ 赤色顔料を含有するフォトレジスト剤（富士ハントテク
ノロジー　社製　カラーモザイク　ＣＲＹ）、緑色顔料
を含有するフォ　ト　レジス　ト剤　（富士ハントテク
ノロジー　社製　カラーモザイクＣＧ）および青色顔料
を含有するフォトレジスト剤（富士ハントチク１０ジー
　社製　カラーモザイク　ＣａＶ）　　を１．５：１：
１の比率て混合したフォトレジスト剤を用いた以外は実
施例１と同様にして、カラーフィルタ用ブラックマトリ
ックス形状にパターンニングされた遮光膜を得た。この
遮光膜の透過率を第３図に示す。

第２図および第３図から明らかなように１本発明の遮光
膜（実施例１）は、従来の三色（Ｒ，Ｇ、Ｂ）混合レジ
ストによる遮光膜（比較例１）に比べ同じ膜厚ては、吸
光度で約１．５倍高い遮光率を有する（遮光率が５ｏｚ
向上する）ことが判る。したかって、同じ遮光率を得る
ためには、従来に比べ膜厚は２／３の厚さてよいことに
なる。このように本発明の遮光膜は、従来の遮光膜に比
べ膜厚を薄くすることかてきる。

また絶縁性を有するため、カラーフィルタ形成時に遮光
膜がなんら妨げとならないたけてなく。

遮光膜の壁て微細領域を仕切ることができ、剥離や斑の
ない安定したカラーフィルタの製造が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の遮光膜は、高い遮光率を
有するので、膜厚を薄くすることができる。

また、本発明の遮光膜の形成方法によれば、高い遮光率
を有する遮光膜を容易に形成することができる。

【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形成工程
の一具体例を示すフロー図、第２図は本発明の遮光膜の
透過率を示すグラフ、第３図は従来の遮光膜の透過率を
示すグラフである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに補色関係にある二色の顔料を含有すること
   を特徴とした遮光膜。
2. （２）互いに補色関係にある二色の顔料をそれぞれ一色
   ずつ含有する二種類のフォトレジスト剤を混合し、この
   混合したフォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法
   により遮光膜を形成することを特徴とした遮光膜の形成
   方法。
3. （３）互いに補色関係にある二色の顔料の双方をあらか
   じめフォトレジスト剤に含有させ、このフォトレジスト
   剤を用いてフォトリソグラフィ法により遮光膜を形成す
   ることを特徴とした遮光膜の形成方法。
4. （４）前記請求項２または３記載の遮光膜の形成方法に
   おいて、互いに補色関係にある二色の顔料が、赤色顔料
   および青色顔料であることを特徴とした遮光膜の形成方
   法。
5. （５）前記請求項２、３または４記載の遮光膜の形成方
   法において、基板全面に遮光膜を形成した後、前記遮光
   膜をカラーフィルタ用ブラックマトリックス形状にパタ
   ーンニングすることを特徴とした遮光膜の形成方法。
6. （６）前記請求項２、３または４記載の遮光膜の形成方
   法において、基板全面に遮光膜を形成した後、前記遮光
   膜を電極取出窓口帯を有するブラックマトリックス形状
   にパターニングすることを特徴とする遮光膜の形成方法
   。