JPH08166508A - ブラックマトリックスの作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセス上の安全性を確保し、低コスト、高
遮光性でパネル化プロセスに対する適性に優れたカラー
フィルター用ブラックマトリックスの作成方法を提供す
る。 【構成】 透明基板上に設けられた物理現像核を有する
パターン状の水性樹脂層に、物理現像用の現像液を介し
て金属イオンを含有するドナーシートを貼り合わせ、該
パターン状の水性樹脂層に選択的に物理現像により金属
を析出させるブラックマトリックスの作成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイ等のカ
ラー表示に用いられるカラーフィルターのブラックマト
リックスの作成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶カラーディスプレイの高画質、高コ
ントラスト表示のため、カラーフィルタの３色の画素間
には遮光性に優れるブラックマトリックスの形成が必要
となる。特に薄膜トランジスターを用いたアクティブマ
トリックス駆動方式の液晶カラーディスプレイにおいて
は、薄膜トランジスターの光による電流リークに伴う画
質の低下を防ぐためにも高遮光性が要求される。

【０００３】一般的にはこのブラックマトリックスに
は、スパッタリング等の方法により形成されたクロム薄
膜をフォトリソグラフ法でパターニングしたものが広く
用いられている。このクロムを用いた方法では、薄膜の
ため高精度で、かつ高遮光性のブラックマトリックスが
得られるが、クロムのスパッタリング等の真空成膜プロ
セスが必要のため高コストになる、あるいはクロムのエ
ッチングが必要となるため、このエッチング廃液が安全
上問題となる。

【０００４】このようなクロムを用いないブラックマト
リックスの製法として、黒色の顔料（カーボンブラック
等）や染料をレジスト中に分散し、フォトリソグラフ法
により形成する方法がある。しかしながら、この方法で
はクロムを用いた場合に比べ低コストでより安全性が高
いプロセスにはなるが、黒色の染料ないしは顔料を含む
レジストのため、十分な解像度が得られず、十分な遮光
性を得るのも困難である。

【０００５】特開平６−７５１１０等には無電解メッキ
を用いた方法が開示されている。この方法では金属粒子
を析出させるため、高い遮光性を有するブラックマトリ
ックスを得ることが出来る。しかしながら、無電解メッ
キのメッキ液は析出させる金属粒子に対応する金属化合
物と還元剤を同時に含有するため、液の安定性が低く保
守管理がやっかいで、このためプロセスのコストが高く
なる。

【０００６】特開平４−３２８０２には銀塩の還元を用
いた方法が開示されている。これは、基板上にハロゲン
化銀乳剤を塗布し、マスク露光後光が照射されたブラッ
クマトリックス部分に現像、定着により銀を還元析出さ
せる方法である。比較的低コストであるが、乳剤層がブ
ラックマトリックス以外の部分にも残るため、パネル化
に伴う熱処理工程で着色が生じたり、透明電極形成後し
わやクラックが生じることがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プロ
セス上の安全性を確保し、低コスト、高遮光性でパネル
化プロセスに対する適性に優れたカラーフィルター用ブ
ラックマトリックスの作成方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、透明基
板上に設けられた物理現像核を有するパターン状の水性
樹脂層に、物理現像用の現像液を介して金属イオンを含
有するドナーシートを貼り合わせ、該パターン状の水性
樹脂層に選択的に物理現像により金属を析出させるブラ
ックマトリックスの作成方法により達成された。以下に
本発明を詳細に説明する。

【０００９】本発明になるブラックマトリックスは、液
晶ディスプレイのカラー表示のために使用されるカラー
フィルター基板上に形成される。具体的には図１の透明
基板１上の赤画素２、緑画素３、青画素４の隙間にブラ
ックマトリックス５が形成され、色画素間からの光漏れ
を防止し、高コントラスト表示を可能とする。

【００１０】本発明において、ブラックマトリックスに
相当するパターン状の、物理現像核を有する水性樹脂層
を基板上に形成するには以下のような方法を用いること
が出来る。

【００１１】第１の方法は、物理現像核を水性樹脂溶液
にあらかじめ含有させておき、この溶液を透明基板上に
形成したフォトレジストパターン上に塗布し、ブラック
マトリックスパターン以外の部分に残留しているフォト
レジスト層とその上に形成される物理現像核を含有する
水性樹脂層を、リフトオフ法により除去するものであ
る。この方法ではまず図２−１の透明基板１にフォトレ
ジスト層６を塗布形成し、ブラックマトリックスパター
ンに相当する部分が除去されるように露光現像処理を施
し、図２−２のフォトレジストパターン７を形成する。
透明基板としては、ソーダライムガラスやほうケイ酸ガ
ラス等のガラス類あるいはプラスティック類を用いるこ
とが出来る。

【００１２】またフォトレジストは一般に市販されてい
るポジ型あるいはネガ型のものを用いることが出来る。
但し、特に高解像力が要求されるときにはポジ型のフォ
トレジストを用いることが好ましい。このフォトレジス
ト層の膜厚としては０．１〜３μｍの範囲が望ましい。
０．１μｍより薄いとリフトオフにより水性樹脂層を除
去する際に切れが悪くなり、ブラックマトリックスのエ
ッジがぎざついて好ましくない。また３μｍより厚いと
水性樹脂層を塗布形成する際に膜厚のばらつきが生じ易
くなり、最終的なブラックマトリックスの濃度ムラを引
き起こすので好ましくない。

【００１３】ポジ型フォトレジストとしては、ノボラッ
ク樹脂とナフトキノンジアジド化合物の混合物が好適
で、この原理は、ノボラック樹脂のアルカリ可溶性を制
御しているナフトキノンジアジド化合物が露光によりイ
ンデンカルボン酸となり、その抑制力を失う結果、露光
部分のレジストがアルカリ水溶液のような現像液に可溶
性になるというものである。多数の市販品が知られてお
り、例えば東京応化工業（株）製のＯＦＰＲ−２等、あ
るいは富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）
製のＦＨ２１３０等を用いることができる。

【００１４】ネガ型フォトレジストは、動作原理として
光重合型、光架橋型が挙げられるが、主として後者の光
架橋型が好適に用いられる。これは露光により架橋反応
が起こり、露光部分が有機溶剤やアルカリ水溶液に不溶
となるものである。具体的には、高分子成分として環化
ゴムを用い、光架橋剤として芳香族ビスアジド化合物を
数％添加した環化ゴム／ビスアジド系、アルカリ可溶性
フェノール樹脂に光架橋剤として芳香族アジド化合物を
添加したフェノール樹脂／アジド系等が挙げられる。こ
れらについても多数の市販品が知られており、例えば環
化ゴム／ビスアジド系の東京応化工業（株）製のＯＭＲ
−８３、同８５等を用いることができる。

【００１５】このようにフォトレジストパターンが形成
された後、図２−３に示すように物理現像核を含有する
水性樹脂層８を塗布により形成する。ここで物理現像核
を含有する水性樹脂溶液の調整について説明する。物理
現像核としてパラジウムを用いた場合、水に溶解した塩
化パラジウム等のパラジウム化合物をポリビニルピロリ
ドンのような保護コロイドの存在下水素化ほう素ナトリ
ウム等の還元剤で還元し、更にポリビニルアルコール等
の水性樹脂を加えて物理現像核を含有する水性樹脂水溶
液を得ることが出来る。一般的には還元されて物理現像
核となる金属化合物、この場合塩化パラジウムの濃度と
しては０．０１〜０．４重量％程度が好ましい。０．０
１重量％より少ないと物理現像が不十分になり、所望の
ブラックマトリックスの濃度が得られなくなる。０．４
重量％より多いと物理現像核形成時に核の凝集が生じ易
くなり、水性樹脂水溶液が不安定となるので実質的に製
造に適しなくなる。物理現像核としてはパラジウムの他
金、白金等の金属類を用いることが出来る。

【００１６】なお、一般的にはパッシブ型液晶ディスプ
レーに用いられるＳＴＮ方式等では光学濃度が２程度で
あれば、品質を損なわずに表示できる程度の遮光性レベ
ルが得られる。一方、アクティブ型液晶ディスプレーに
用いられるＴＦＴ方式等では、より高いコントラストが
要求されてくるため、光学濃度は３以上確保することが
望ましい。特に高品位のＡＶ用途には、３を超える光学
濃度が要求されてくる。本発明においては、少なくとも
光学濃度２を超えるためには、塩化パラジウム濃度を
０．０１重量％以上にすればよい。

【００１７】保護コロイドとしてはポリビニルピロリド
ンの他にゼラチン、ポリビニルアルコール、あるいは界
面活性剤等を用いる事が出来る。保護コロイドは還元前
の塩化パラジウム等の金属化合物に対し、重量比で０．
１〜２００の範囲で用いるのが望ましい。重量比が０．
１より小さいと還元反応で生じる金属が凝集してしま
い、重量比が２００より大きいと析出する金属の保護コ
ロイド中の濃度が低くなり、最終的に物理現像処理後の
ブラックマトリックスとしての濃度が十分に得られなく
なる。

【００１８】水性樹脂としてはポリビニルアルコールの
他にポリビニルアルコール誘導体、ゼラチン、カゼイン
等の天然水性樹脂、アクリル酸ポリアクリルアミド、ポ
リアミド、ポリエチレンオキサイド、カルボキシメチル
セルロースのようなセルロース誘導体あるいは数種の水
性樹脂の混合物を用いることが出来る。

【００１９】水性樹脂層と透明基板の密着を向上させる
ため、水性樹脂を架橋により硬膜させることも出来、こ
の時には水性樹脂がゼラチンの場合、２、４−ジクロロ
−６−オキシｓトリアジン等の硬膜剤を添加することが
出来る。ポリビニルアルコールあるいはその誘導体の場
合には、ほう酸、ほう砂、アルデヒド、アルデヒド誘導
体、グリオキザール等を添加することが出来る。

【００２０】物理現像核含有の水性樹脂水溶液には均一
なはじきのない塗布を行うため、界面活性剤やメタノー
ル等のアルコール類を添加しても良い。更に粘度調製等
の目的で、シリカゾル、アルミナゾルのような無機顔料
やベンゾグアナミン微粒子のような有機顔料を添加して
も良い。

【００２１】なお、ここでは物理現像核として金属類を
挙げたが、活性がある硫化ニッケル等の金属化合物を用
いても差し支えない。

【００２２】次にこのようにして調液した物理現像核含
有の水性樹脂水溶液を前記透明基板上に形成されたパタ
ーン状のフォトレジスト層上にスピンコーターやロール
コーター等を用い塗布、乾燥し、図２−３の物理現像核
含有の水性樹脂層８を形成する。この後物理現像の際の
耐水ないしは耐アルカリ性を付与するため、８０℃〜２
４０℃の範囲で加熱処理を施すことが好ましい。加熱温
度が８０℃より低いと十分な耐水、耐アルカリ性が得ら
れず、また２４０℃より高いと逆に物理現像での金属析
出が不十分になる。この加熱処理時間としては５分〜３
０分程度行えば良い。

【００２３】次に、リフトオフ法によりパターン形成を
行う。即ち、フォトレジストを溶解あるいは基板から剥
離できるが、水性樹脂層は実質的に溶解等しない液で処
理すことにより、透明基板上の不要なフォトレジスト層
及びそのフォトレジスト層上の物理現像により金属が析
出した水性樹脂層等を除去し、ブラックマトリックスに
相当するパターン状の金属が析出した水性樹脂層１０
（図２−５）を基板上に残留させる。

【００２４】このときフォトレジストがポジ型であれ
ば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノンのような水溶性溶剤
を含有するアルカリ水溶液や水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム等のアルカリ水溶液を用いることができる。前
者の水溶性溶剤を含有するアルカリ水溶液については、
例えば富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）
製のポジレジスト用剥離液ＦＨ２１３０等が市販されて
いる。また、アルカリ水溶液を用いる場合には、１００
ｍｊ程度の光量で全面を露光した後処理することで、処
理時間を短縮することも可能である。更に、アセトンや
メチルエチルケトン等の有機溶剤でフォトレジスト層を
除去することも可能である。フォトレジストがネガ型の
場合には、除去する部分は露光により架橋しているた
め、アセトン、メチルエチルケトン等の有機溶剤で剥離
除去すればよい。

【００２５】上記の様にして調液した物理現像核含有の
水性樹脂水溶液を、ポリエチレンテレフタレート等のプ
ラスチックフィルム上に塗布、乾燥して渡膜を形成し、
これを前記透明基板上に形成されたパターン状のフォト
レジスト層上に転写することも可能である。

【００２６】次に、このようにして形成した物理現像核
を有するパターン状の水性樹脂層上に物理現像用の現像
液を介して金属塩等の金属化合物を含有するドナーシー
トを貼り合わせ、前記パターン状の水性樹脂層に金属
（図２−５の１０）を析出させる。金属を析出させた
後、水洗し乾燥する。

【００２７】ここで、物理現像に用いる金属化合物とし
ては銀を析出させる場合には塩化銀、臭化銀あるいは沃
化銀等のハロゲン化銀を含有する銀塩乳剤をポリエチレ
ンテレフタレート等のベース上に塗布形成したドナーシ
ートを使用することが出来る。このようなドナーシート
としては、例えば富士写真フイルム（株）製の富士Ｑ−
ＡＲＴシステムの撮影用ネガフイルムＱＮＦ−１００等
を用いることができる。銅を析出させる場合には硫酸銅
等の銅塩、ニッケルを析出させる場合には塩化ニッケ
ル、硫酸ニッケル等のニッケル塩をゼラチン等の水性樹
脂と混合して塗布したドナーシートを用いれば良い。

【００２８】物理現像用の現像液としては前述の金属化
合物を還元可能な還元剤を含有するものであり、還元剤
としてはホルマリン、次亜りん酸ナトリウム塩、次亜り
ん酸、Ｎ−ジメチルアミンボラン、ヒドラジン、水素化
ほう素ナトリウム等が挙げられる。更に、ｐＨ調整剤や
ｐＨ緩衝液、安定剤、金属イオンの安定化のための錯化
剤等も必要に応じ添加される。

【００２９】金属析出後水洗、乾燥を行った後、金属含
有水性樹脂層の基板との密着を向上させるため１２０℃
〜２６０℃の範囲で加熱処理を行うことが望ましい。１
２０℃より低いと密着が不十分になることがあり、また
２６０℃より高いと膜強度が減少し、かえって密着が弱
くなる。加熱処理時間は１０〜１４０分程度の範囲で行
えば良い。

【００３０】次に、ブラックマトリックスに相当するパ
ターン状の、物理現像核を有する水性樹脂層を透明基板
上に形成する第２の方法について説明する。第２の方法
は、水性樹脂溶液を透明基板上に形成したフォトレジス
トパターン上に塗布し、物理現像核を含有する物理現像
核水溶液に接触させ、物理現像核を水性樹脂層に吸着さ
せた後、ブラックマトリックスパターン以外の部分に残
留しているフォトレジスト層とその上に形成された物理
現像核を含有する水性樹脂層を、リフトオフ法により除
去するものである。

【００３１】この方法が第１の方法と異なる点は、物理
現像核を水性樹脂層形成後に水性樹脂層に吸着させる点
であり、これについて以下に説明する。他のフォトレジ
スト、そのパターニング、物理現像等については前述の
第１の方法と同様なので、説明は省略する。

【００３２】ここで、第１の方法と同様に、水性樹脂水
溶液を、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック
フィルム上に塗布、乾燥して塗膜を形成し、これを前記
透明基板上に形成されたフォトレジスト層上に転写する
ことも可能である。

【００３３】水性樹脂層の素材としては、前述の第１の
方法で記載した水性樹脂と同じ素材を用いることがで
き、必要に応じて硬膜剤等を添加すれば良い。

【００３４】次に物理現像核を含有する物理現像核水溶
液をディップコート、スピンコート、スプレイコート等
により水性樹脂層に接触させ、物理現像核を水性樹脂層
に吸着させる。物理現像核としてはパラジウム、白金、
金等の金属や塩化パラジウム、硫化ニッケルのような金
属化合物を用いることが出来、物理現像核水溶液はこれ
らの金属、金属化合物のコロイド水溶液、もしくは水溶
液である。パラジウムの場合、保護コロイドとして錫イ
オンを使用したパラジウムコロイド水溶液が主に銅等の
無電解メッキ触媒用に市販されており、これらをそのま
まもしくは希釈して用いることも出来る。

【００３５】水性樹脂層に物理現像核吸着後、物理現像
の際の耐水ないしは耐アルカリ性を付与するため、８０
℃〜２４０℃の範囲で加熱処理を施すことが好ましい。
加熱温度が８０℃より低いと十分な耐水、耐アルカリ性
が得られず、また２４０℃より高いと逆に物理現像での
金属析出が不十分になる。この加熱処理時間としては５
分〜３０分程度行えば良い。

【００３６】この後、第１の方法と同様にしてリフトオ
フ法による物理現像核を含有する水性樹脂層のブラック
マトリックスに対応するパターン形成、物理現像による
金属析出、加熱処理を施すことによってブラックマトリ
ックスパターンを得ることが出来る。

【００３７】次に、ブラックマトリックスに相当するパ
ターン状の、物理現像核を有する水性樹脂層を透明基板
上に形成する第３の方法について説明する。この方法で
は、物理現像核を含有する感光性の水性樹脂層を透明基
板上に塗布等の方法で形成し、露光、現像により物理現
像核を含有する水性樹脂パターンを形成するものであ
る。

【００３８】ここで用いる物理現像核については、前述
の第１の方法と同様にして作成する事が出来、この物理
現像核を含有する水溶液と以下に説明する感光性を有す
る水性樹脂溶液を混合し、塗布液を調整する。

【００３９】感光性を付与する一つの方法は、アクリル
基やメタアクリル基のような不飽和基を有する化合物と
光重合開始剤を水性樹脂と混合させるものであり、これ
は露光部が硬化し、引き続く現像によりパターン状に透
明基板上に残るものである。不飽和基を有する化合物と
してはメトキシジエチレングリコールメタクリレート、
メトキシポリエチレングリコール＃２３０メタクリレー
ト、メトキシポリエチレングリコール＃４００アクリレ
ート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロ
キシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタ
クリレートのような単官能性のモノマーやトリエチレン
グリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール＃
２００ジアクリレート、ポリエチレングリコール＃４０
０ジアクリレートのような２官能性モノマー、あるいは
トリメチロールプロパントリアクリレートのような３官
能性モノマー、あるいはペンタエリスリトールトリアク
リレートのような４官能性モノマー、あるいはジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレートのような６官能性モ
ノマー等を用いれば良く、これらを混合して用いても差
し支えない。

【００４０】光重合開始剤としてはベンゾフェノン系、
ベンジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエチルエーテル
系、ベンゾイルパーオキサイド系、アゾビスイソブチロ
ニトリル系等、一般にアクリレートないしはメタクリレ
ートモノマーの光重合開始に用いられる化合物を使用で
きる。

【００４１】このような不飽和化合物と光重合開始剤を
用いる変わりに、ジアゾ化合物やアジド化合物を水性樹
脂と混合し、感光性を有する水性樹脂を調整することも
出来る。

【００４２】感光性を付与するもう一つの方法は、感光
性基を水性樹脂に直接結合させるもので、例えばスチル
バゾール基で変性したポリビニルアルコール、ケイ皮酸
を縮合して形成したケイ皮酸変性のポリビニルアルコー
ル等の使用が挙げられる。

【００４３】このような物理現像核を含有する感光性を
有する水性樹脂層を透明基板上にスピンコートあるいは
ロールコート等により塗布し、乾燥して樹脂層を形成す
る（図３−１の１１）。あるいは、別の支持体上に形成
した樹脂層を転写してもよい。この層に水銀灯等を用い
た露光機でパターン露光し現像することで、物理現像核
を含有する水性樹脂層をブラックマトリックスに対応す
るパターン状に残す（図３−２の１２）。ここで用いる
現像液は、基本的には水を用いれば良い。但し、現像性
を改良する目的でベンジルアルコール等の溶剤を添加し
たり、ｐＨを変更しても差し支えない。現像温度は２０
℃〜５０℃の範囲が望ましい。温度が低いと現像残りが
生じ易く、きれいなパターン形成が出来ず、温度が高す
ぎるとサイドエッチが起き易くやはりきれいなパターン
形成が出来ない。

【００４４】このようにしてパターン状の物理現像核を
有する水性樹脂層（図３−２の１２）を形成後、物理現
像の際の耐水ないしは耐アルカリ性を付与するため、８
０℃〜２４０℃の範囲で加熱処理を施すことが好まし
い。加熱温度が８０℃より低いと十分な耐水、耐アルカ
リ性が得られず、また２４０℃より高いと逆に物理現像
での金属析出が不十分になる。この加熱処理時間として
は５分〜３０分程度行えば良い。

【００４５】この後、第１の方法と同じようにして物理
現像によりパターン状に金属を析出させ（図３−３の１
３）、加熱処理を施してブラックマトリックスを有する
基板を得ることが出来る。

【００４６】次に、ブラックマトリックスに相当するパ
ターン状の、物理現像核を有する水性樹脂層を透明基板
上に形成する第４の方法について説明する。第４の方法
は、感光性を有する水性樹脂溶液を透明基板上に塗布形
成し、物理現像核を含有する物理現像核水溶液に接触さ
せ物理現像核を水性樹脂層に吸着させた後、露光、現像
によりパターン状の物理現像核を有する水性樹脂層を形
成するものである。この方法では、第３の方法で述べた
感光性を有する水性樹脂を用いることができる。以下の
工程としては、第２の方法で述べた物理現像核水溶液を
スピンコート、ディップコート、ないしはスプレイコー
ト等により接触させ、物理現像核を吸着後、露光、現像
処理によりパターン状の物理現像核を有する水性樹脂層
を形成する。このあと第１の方法と同様にして物理現像
により金属を析出させ、加熱処理後ブラックマトリック
ス基板を得ることが出来る。以下に本発明を実施例によ
り更に詳細に説明するが、本願発明はこれらに限定され
るものではない。

【００４７】

【実施例】

実施例１ ここでは、物理現像核を含有するパターン状の水性樹脂
層を、第１の方法によの形成したブラックマトリックス
の作成方法について説明する。透明基板として１．１ｍ
ｍ厚のコーニング社製のほうケイ酸ガラスである７０５
９ガラスを１００ｍｍ角にカットし、フルウチ化学社製
セミコクリーン２３を用い超音波洗浄した。このガラス
基板上に富士ハントエレクトロニクステクノロジー社
（ＦＨ社）製のポジレジストＦＨ２１３０を１．１μｍ
の膜厚になるようにスピンコートで塗布し、８０℃２０
分間乾燥した。このあと、線幅が２０μｍのマスク（ブ
ラックマトリックスになる部分が２０μｍの線幅で透光
するもの）を介してオーク社製露光装置ＵＶ３３０を用
い１００ｍｊ／ｃｍ²の条件で露光し、ＦＨ社製のポジ
レジスト用現像液ＦＨＤ−５で２５℃にて現像した。次
にこのパターン状のポジレジスト上に下記物理現像核を
含有する水性樹脂溶液をスピンコートで約０．２４μｍ
の膜厚になるように塗布し、１５０℃７分の加熱処理を
行った。

【００４８】（物理現像核を含有する水性樹脂溶液の調
整）塩化パラジウム（和光純薬工業社製）０．２ｇと市
販の塩酸０．２ｇを２２．６ｇの純水中で約４０℃に加
熱攪拌し、塩化パラジウムを溶解させた。次にポリビニ
ルピロリドンＫ９０（東京化成工業社製）０．０５ｇを
純水２６．４ｇに溶解した保護コロイド水溶液に３０℃
にて前記塩化パラジウム水溶液と水素化ほう素ナトリウ
ム０．０３ｇを２５ｇの純水に溶解した還元剤溶液３０
分かけて添加した。１時間室温攪拌後、９．０１％のポ
リビニルアルコールであるゴーセファイマーＺ２００
（日本合成化学工業社製）水溶液を２２ｇ添加した。更
に、メタノール ０．５ｇを加え、物理現像核を含有す
る水性樹脂溶液とした。

【００４９】次に、ＦＨ社製ポジレジスト剥離液ＭＳ２
００１を用い、４０℃で９０秒間軽くブラッシングしな
がら、残留しているポジレジスト及びその上の水性樹脂
層を除去した（リフトオフ法によるパターン形成）。純
水で洗浄後この基板を８０℃２０分乾燥した。この結果
ガラス板上にブラックマトリックスのパターンに対応す
る、物理現像核を含有する水性樹脂層のパターンが形成
された。次いで、前記ガラス上に物理現像用の現像液と
して、富士写真フィルム社製Ｑ−ＡＲＴシステムのアク
チベーターＱＡ−１を均一に濡らし、この上に銀塩乳剤
を塗布したドナーフィルムとしてＱ−ＡＲＴシステムの
撮影用ネガフィルムＱＮＦ−１００を貼り合わせた。こ
のままの状態で１分間放置し、ドナーフィルムを剥離し
ガラス基板を純水で洗浄した。ガラス基板上の物理現像
核を含有するパターン状の水性樹脂層上にのみ銀が析出
し、更に１８０℃で３０分加熱処理をオーブンで行い、
所望のブラックマトリックスが得られた。光学濃度をマ
クベスで測定したところ３．２とブラックマトリックス
として十分な濃度であった。

【００５０】更に、ＦＨ社のカラーフィルター用顔料分
散液を用い前記ブラックマトリックス形成済みの基板上
にＢ、Ｇ、Ｒ３色のカラーフィルター層（約１．９μｍ
厚）を形成し、更にこの上に２００℃の加熱条件下スパ
ッタリング法による透明電極（ＩＴＯ）を形成した。こ
のとき、しわクラック等の外観上の問題は生じなかっ
た。また特に着色による大きな透過率低下等の現象は認
められなかった。

【００５１】実施例２ ここでは、物理現像核を有するパターン状の水性樹脂層
を、第２の方法により形成したブラックマトリックスの
作成方法について説明する。物理現像核を含有する水性
樹脂層を塗布する変わりに、ポリビニルアルコールであ
るゴーセファイマーＺ２００（日本合成化学工業社製）
の９．０１％水溶液を２２．２ｇとメタノール１ｇ、及
び純水７６．８ｇを混合した水性樹脂水溶液を、膜厚
０．２６μｍになるように、実施例１と同様にして７０
５９ガラス上に形成したポジレジスト上にスピンコート
により塗布した。乾燥後１５０℃で７分間オーブンで加
熱処理を施し、メルテックス社製のプレディップ液エン
プレートＰＣ２３６溶液で３分間浸漬処理した後水洗
し、やはりメルテックス社製のパラジウム触媒付与液で
あるエンプレートアクチベーター４４４溶液に６分間浸
漬処理をした。水洗後メルテックス社製の密着増強液エ
ンプレートＰＡ４９１で１０分間浸漬処理後水洗した。
ポリビニルアルコール層が薄く褐色に着色し、パラジウ
ムが吸着されたことが確認出来た。

【００５２】この後は実施例１と同様にしてリフトオフ
を行い、更に拡散転写により所望のブラックマトリック
ス基板を得た。光学濃度は３．４であり実施例１と同様
に満足すべき結果であった。また実施例１と同様にカラ
ーフィルタを形成し、透明電極を製膜したが外観上や着
色の問題は生じなかった。

【００５３】実施例３ ここでは、物理現像核を含有するパターン状の水性樹脂
層を、第３の方法で形成したブラックマトリックスの作
成方法について説明する。実施例１で調液したポリビニ
ルアルコールであるゴーセファイマーＺ２００水溶液の
変わりに、ポリビニルアルコールＮＭ１４（日本合成化
学社製）の９．０１％溶液を６．１ｇ、及びスチルバゾ
ール変性のＰＶＡであるＳＰＰ−Ｈ１３（東洋合成工業
製）１４．１５ｇと水２．７ｇを攪拌しながら室温で添
加した。更にメタノールを０．５ｇ添加しＰＨを１Ｎの
水酸化ナトリウム水溶液で４．６に調整し、物理現像核
としてパラジウムを含有する感光性水性樹脂溶液を形成
した。この感光性水性樹脂溶液を実施例１と同様に洗
浄、裁断した７０５９ガラス上へスピンコーターで約
０．２９μｍの膜厚に塗布した。乾燥後オーク社製露光
装置ＵＶ３３０を用い８０ｍｊ／ｃｍ²の条件で露光
し、３５℃の温水でシャワー現像を行った。この結果パ
ターン状の物理現像核を含有する感光性水性樹脂層が形
成出来た。

【００５４】この後、８０℃で５分間オーブンで加熱処
理を施し、実施例１と同様の条件で拡散転写を行い、更
に水洗、乾燥後に２００℃で３０分間の加熱処理をオー
ブンで行い、所望のブラックマトリックスを得た。光学
濃度は３．１であり、また実施例１と同様にカラーフィ
ルタを形成し、透明電極を製膜したが外観上や着色の問
題は生じなかった。

【００５５】実施例４ ここでも、物理現像核を含有するパターン状の水性樹脂
層を、第３の方法で形成したブラックマトリックスの作
成方法について説明する。まず以下の様にして物理現像
核を含有する感光性水性樹脂溶液を調整した。塩化パラ
ジウム０．２ｇと市販の塩酸０．２ｇを２２．６ｇの純
水中で約４０℃に加熱攪拌し、塩化パラジウムを溶解さ
せた。次にポリビニルピロリドンＫ９０（東京化成工業
社製）０．０５ｇを純水２６．４ｇに溶解した保護コロ
イド水溶液に、３０℃にて、前記塩化パラジウム水溶液
と水素化ほう素ナトリウム０．０３ｇを２５ｇの純水に
溶解した還元剤溶液を３０分かけて添加した。１時間室
温攪拌後、９．０１％のポリビニルアルコールであるゴ
ーセファイマーＺ２００（日本合成化学工業社製）水溶
液を２７ｇ、２官能性モノマーＡ４００（新中村化学社
製）２．４ｇ、光重合開始剤ダロキュア２９５９（メル
ク社製）０．１４ｇ、重合禁止剤としてハイドロキノン
モノメチルエーテル０．０００２ｇ及び純水２０ｇ添加
した。更に、メタノール ０．５ｇを加え、物理現像核
を含有する水性樹脂溶液とした。

【００５６】この物理現像核としてパラジウムを含有す
る感光性水性樹脂溶液を、膜厚が０．３μｍになるよう
にスピンコーターで実施例１と同様に洗浄、裁断した７
０５９ガラス上に塗布した。乾燥後オーク社製露光装置
ＵＶ３３０を用い２００ｍｊ／ｃｍ²の条件で露光し、
３５℃の温水でシャワー現像を行った。この結果パター
ン状の物理現像核を含有する感光性水性樹脂層が形成出
来た。このあと８０℃で５分間オーブンで加熱処理を施
し、実施例１と同様の条件で拡散転写を行い、更に水
洗、乾燥後に２００℃で３０分間の加熱処理をオーブン
で行い、所望のブラックマトリックスを得た。光学濃度
は３．２であり、また実施例１と同様にカラーフィルタ
を形成し、透明電極を製膜したが外観上や着色の問題は
生じなかった。

【００５７】実施例５ ここでは、物理現像核を有するパターン状の水性樹脂層
を、第４の方法で形成したブラックマトリックスの作成
方法について説明する。ポリビニルアルコールＮＭ１４
（日本合成化学社製）の９．０１％溶液を６．１ｇ、及
びスチルバゾール変性のＰＶＡであるＳＰＰ−Ｈ１３
（東洋合成工業製）１４．１５ｇと水２．７ｇ、メタノ
ール０．５ｇを混合した感光性水性樹脂溶液を実施例１
と同様に洗浄、裁断した７０５９ガラス上へ０．２４μ
ｍの膜厚になるようにスピンコートで塗布した。このあ
とメルテックス社製のプレディップ液エンプレートＰＣ
２３６溶液で３分間浸漬処理した後水洗し、やはりメル
テックス社製のパラジウム触媒付与液であるエンプレー
トアクチベーター４４４溶液で６分間浸漬処理をした。
水洗後メルテックス社製の密着増強液エンプレートＰＡ
４９１で１０分間浸漬処理後水洗した。ポリビニルアル
コール層が薄く褐色に着色し、パラジウムが吸着された
ことが確認出来た。乾燥後オーク社製露光装置ＵＶ３３
０を用い８０ｍｊ／ｃｍ²の条件で露光し、３５℃の温
水でシャワー現像を行った。この結果パターン状の物理
現像核を含有する感光性水性樹脂層が形成出来た。この
あと８０℃で５分間オーブンで加熱処理を施し、実施例
１と同様の条件で拡散転写を行い、更に水洗、乾燥後に
２００℃で３０分間の加熱処理をオーブンで行い、所望
のブラックマトリックスを得た。光学濃度は３．２であ
り、また実施例１と同様にカラーフィルタを形成し、透
明電極を製膜したが外観上や着色の問題は生じなかっ
た。

【００５８】

【発明の効果】本発明においては、物理現像核を有する
水性樹脂層に金属を物理現像により析出させるため、遮
光性に優れたブラックマトリックスを得る事が出来る。
特に金属を析出させる物理現像プロセスにおいては、極
く少量の現像液をドナーシートとの間に使用すれば良
く、安全性や液管理の点から優れている。また、本発明
の方法では金属イオンと現像液が分離されているため現
像液の安定性が優れ、使用量も少ないので、極めて低コ
ストのプロセスであることが容易に理解される。更に、
水性樹脂層がブラックマトリックス以外の部分には存在
しないので、パネル化プロセスで着色が生じたり透明電
極形成に伴うしわやクラック等の問題が発生しにくくな
るという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るブラックマトリックスを用いた
カラーフィルタ基板の概略断面図である。

【図２】 本発明の方法によるブラックマトリックスの
各作成段階を示す模式図である。図２−１はフォトレジ
スト層を形成した透明基板の概略断面図である。図２−
２はフォトレジスト層を露光、現像によりパターニング
した後の透明基板の概略断面図である。ここにフォトレ
ジスト７の除去部がブラックマトリックスのパターンに
対応する。図２−３はパターニングされたフォトレジス
ト上に水性樹脂層を塗布形成した透明基板の概略断面図
である。図２−４はブラックマトリックスに対応するパ
ターン状の水性樹脂層が形成された透明基板の概略断面
図である。図２−５はブラックマトリックス層が形成さ
れた透明基板の概略断面図である。

【図３】 本発明の方法によるブラックマトリックスの
各作成段階を示す模式図である。図３−１は感光性の物
理現像核含有の水性樹脂層を形成した透明基板の概略断
面図である。図３−２はブラックマトリックスに対応す
るパターン状の感光性物理現像核含有水性樹脂層を形成
した透明基板の概略断面図である。図３−３はブラック
マトリックス層が形成された透明基板の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ カラーフィルタ画素（Ｒ） ３ カラーフィルタ画素（Ｇ） ４ カラーフィルタ画素（Ｂ） ５ ブラックマトリックス ６ フォトレジスト層 ７ パターン状のフォトレジスト層 ８ 水性樹脂層（ないしは核含有水性樹脂層） ９、１２ ブラックマトリックスパターンに対応する核
含有水性樹脂層 １０、１３ パターン状のブラックマトリックス １１ 感光性の核含有水性樹脂層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に設けた物理現像核を有する
   パターン状の水性樹脂層に、物理現像用の現像液を介し
   て金属化合物を含有するドナーシートを貼り合わせる工
   程、該パターン状の水性樹脂層に物理現像により金属を
   析出させる工程、を含むことを特徴とするブラックマト
   リックスの作成方法。
2. 【請求項２】 透明基板上にフォトレジスト層を設け、
   パターン露光、現像する工程、該基板全面に物理現像核
   を含有する水性樹脂層を設ける工程、該フォトレジスト
   層及びフォトレジスト層上の水性樹脂層を除去する工
   程、を含むことを特徴とする請求項１に記載のブラック
   マトリックスの作成方法。
3. 【請求項３】 透明基板上にフォトレジスト層を設け、
   パターン露光、現像する工程、該基板全面に水性樹脂層
   を設けた後物理現像核水溶液と接触させ、物理現像核を
   水性樹脂層に吸着させる工程、該フォトレジスト層及び
   フォトレジスト層上の水性樹脂層を除去する工程、を含
   むことを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリッ
   クスの作成方法。
4. 【請求項４】 透明基板上に設けるフォトレジスト層の
   膜厚が０．１〜３μｍの範囲であることを特徴とする請
   求項２もしくは請求項３に記載のブラックマトリックス
   の作成方法。
5. 【請求項５】 該フォトレジスト層及びフォトレジスト
   層上の水性樹脂層を除去する工程の前に８０℃〜２４０
   ℃の範囲で加熱処理することを特徴とする請求項２もし
   くは請求項３にブラックマトリックスの作成方法。
6. 【請求項６】 透明基板上に物理現像核を含有する感光
   性の水性樹脂層を設け、パターン露光、現像により物理
   現像核を含有するパターン状の水性樹脂層を形成するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリックス
   の作成方法。
7. 【請求項７】 透明基板上に感光性の水性樹脂層を設
   け、物理現像核水溶液と接触させて水性樹脂層に物理現
   像核を吸着させる工程、パターン露光、現像により物理
   現像核を有するパターン状の水性樹脂層を形成する工
   程、を含むことを特徴とする請求項１に記載のブラック
   マトリックスの作成方法。
8. 【請求項８】 物理現像により金属を析出させた後、水
   洗し、１２０℃〜２６０℃の範囲で加熱処理を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載のブラックマトリックスの
   作成。