JPH1073717A - 積層型ブラックマトリックスおよびブラックマトリックスの形成方法 - Google Patents

積層型ブラックマトリックスおよびブラックマトリックスの形成方法

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JPH1073717A
JPH1073717A JP32011596A JP32011596A JPH1073717A JP H1073717 A JPH1073717 A JP H1073717A JP 32011596 A JP32011596 A JP 32011596A JP 32011596 A JP32011596 A JP 32011596A JP H1073717 A JPH1073717 A JP H1073717A
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JP
Japan
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black
layer
black matrix
photosensitive resist
laminated
Prior art date
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Pending
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JP32011596A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Saito
則之 斉藤
Yasushi Sugimoto
靖 杉本
Nobuyuki Hayashi
信行 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜かつ高光学純度のブラックマトリックス
の作成を可能とする積層型ブラックマトリックスおよび
ブラックマトリックスの形成方法を提供する。 【構成】 上層となる黒色感光性レジスト層と下層とな
る黒色非感光性材料層からなる積層型ブラックマトリッ
クス、及び基板に前記積層型ブラックマトリックスを形
成し、黒色感光性レジスト層をマスクパターンを通して
露光し、必要に応じてレジスト層の現像・加熱処理を行
い所定のパタ−ンを形成し、その所定のパタ−ンをマス
クとして黒色非感光性材料層をエッチングし、ブラック
マトリックスを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラ−フィルタの
製造等で使用される積層型ブラックマトリックスおよび
ブラックマトリックスの形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カラ−フィルタの製造等に使用されるブ
ラックマトリックスの黒色感光性レジスト材料は感光性
レジスト中に黒色顔料や黒色染料などの黒色材料を分散
しているため、これらによる遮光のために光透過率は極
めて低くなる。従って感光性レジスト材料として例えば
ネガレジストを使用した場合、ガラス基板上に塗布しマ
スクパターンを通して露光した際、露光部分は完全には
光硬化しにくくなる。一方、これを補うために露光量を
増大させるとハレーションのためにパターン精度が低下
してくる。これらの原因から、黒色感光性レジスト材料
中の黒色材料成分はあまり高濃度化させることが出来
ず、単独で高光学濃度を得るためには膜厚を厚くせざる
を得なくなる。
【0003】非感光性黒色材料を含有する遮光材料と感
光性レジスト材料をガラス基板上に重ねて塗布し、マス
クパターンを通して露光した後レジスト層を現像し、次
いでスプレーやブラシなどを用いて、現像したレジスト
パターン通りに遮光材料層を削り取るエッチング法は、
遮光材料層中の黒色材料比率を上げられるために高濃度
化できるが、パターン形成後にレジスト層を剥離する工
程が必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の黒色
感光性レジスト材料のみを用いる方法よりも薄膜かつ高
光学純度のブラックマトリックスの作成を可能とする積
層型ブラックマトリックスおよび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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型ブラック
マトリックスは、上層となる黒色感光性レジスト層と下
層となる黒色非感光性材料層からなるものである。
【0006】また本発明のブラックマトリックスの形成
方法は、基板に上層となる黒色感光性レジスト層と下層
となる黒色非感光性材料層からなる積層型ブラックマト
リックスを形成し、前記黒色感光性レジスト層をマスク
パターンを通して露光し、必要に応じてレジスト層の現
像・加熱処理を行い所定のパタ−ンを形成し、前記所定
のパタ−ンをマスクとして前記黒色非感光性材料層をエ
ッチングすることを特徴とするものである。
【0007】すなわち本発明は、黒色感光性レジスト材
料を非感光性黒色材料のエッチング・レジストとして用
いることにより、レジスト剥離工程が不要で黒色感光性
レジスト材料を単独でブラックマトリックス材料として
用いる場合よりも薄膜・高光学濃度のブラックマトリッ
クスを形成する方法に関するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】黒色感光性レジスト材料として
は、ポジ型ならば例えばポリp−ビニルフェノールやp
−ビニルフェノールとメタクリル酸メチルの共重合ポリ
マーなどの樹脂とο−ナフトキノンジアジドスルホン酸
など感光性基を有する化合物とを縮合したもの、あるい
はAZRFP−210K(ヘキスト社製商品名)、PG
−8018P−20(日立化成工業製商品名)、PME
R P−6005C−3(東京応化工業製商品名)など
市販のポジ型感光剤と、カーボンブラック、グラファイ
ト、金属酸化物、アニリンブラック、硫化ビスマス等の
黒色材料を必要に応じて樹脂や分散剤、添加剤等を加え
て溶剤中に分散させたものを、パターン形成で必要な感
光性を維持出来る範囲内で混合して調製することが出来
る。またネガ型ならばPMER N−HC40(東京応
化工業製商品名)など市販のネガ型感光剤と、イルガキ
ュアー369(チバガイギー社製商品名)などの光重合
開始剤と前記黒色材料を必要に応じて樹脂や分散剤、添
加剤等を加えて溶剤中に分散させたものを、パターン形
成で必要な感光性を維持出来る範囲内で混合して調製す
ることが出来る。これらに使われる溶剤としてはベンジ
ルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール系
溶剤、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレング
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プロピルエー
テル、トリ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メチルエーテルなどのエーテ
ル系溶剤、エチル−3−エトキシプロピオネート、セロ
ソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、乳
酸メチルなどのエステル系溶剤が用いられることが多い
が、これらに限定されるものではない。また基板塗布性
を向上させるための界面活性剤や、基板との密着性を向
上させるためのシランカップリング剤等を分散物の分散
性を著しく低下させない範囲で適宜混入してもよい。
【0009】黒色非感光性材料層としてはカーボンブラ
ック、グラファイト、金属酸化物、アニリンブラック、
硫化ビスマス等、遮光性を付与するために必要な黒色材
料とメラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、アルキ
ド樹脂等、物理・化学的強度を与えるのに必要な熱硬化
性樹脂、必要に応じて分散物の分散安定性を付与するた
めの分散剤、基板塗布性を向上させるための界面活性
剤、基板との密着性を向上させるためのシランカップリ
ング剤等を有機溶剤又は水等の溶媒中に分散したものが
使用出来る。溶剤に体する分散物の濃度は特に制限する
ものではないが、分散液を基板上にスピンコート出来る
粘度範囲内(0.1Pa・s以下)になるよう調製する
ことが好ましい。
【0010】
【実施例】図1は本発明のブラックマトリックスの形成
方法の一実施例を説明するための製造工程を示す断面図
である。カーボンブラックSpecial Black
250(Degussa社製)を8.40重量部、メ
ラミン樹脂1.35重量部、ポリアミド樹脂2.25重
量部、分散剤1.20重量部、n−ブタノール86.8
0重量部を2.5時間分散して分散ペーストを得た。ガ
ラス基板(コーニング社製7059)にシランカップリ
ング剤KBE−1003(信越化学製)をスピンコート
し、続いて分散ペーストをスピンコートしてホットプレ
ート上、160℃、2分間加熱した。形成したカーボン
層は室温まで放冷した後、黒色ネガ型感光性レジスト材
料をスピンコートし、ホットプレート上で60℃、4分
間加熱した。なお、黒色ネガ型感光性レジスト材料は次
の組成をビーズミルで2時間分散のものを使用した。 ポリマー:グリシジルメタクリレート変性スチレンマレ
イン酸樹脂(酸価170)・46.1重量部、 モノマー:ペンタエリスリトールトリアクリレート・5
8.9重量部、 光開始剤:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフ
ェノン・3.8重量部、 2,2’−ビス(ο−クロロフェニル)−4,5,
4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビスイミダゾ
ール・8.8重量部、2−ベンジル−2−ジメチルアミ
ノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−
オン・33.1重量部、 溶剤:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル・7
50.0重量部、 増感剤:2−メルカプトベンツイミダゾール・5.8重
量部、 分散剤:ディスパロンKS−873N(楠本化成製)・
6.0重量部、 遮光剤:カーボンブラック・87.5重量部。 得られたカーボン・レジスト積層基板に遮光パターンを
有するマスクを通して高圧水銀灯の紫外光(300mJ
/cm2)を照射した。次に、レジスト層をトーホール
207(東邦化学製)の5%水溶液を用いて25℃でス
プレー現像し、純水で洗浄した。エア・ナイフで水分を
除去した後、ホットプレート上140℃、30秒間加熱
した。これを室温まで放冷し、トーホール207の10
%水溶液中に浸しながら表面を軽く擦ってエッチングし
ブラックマトリックスのパターンを得た。次に現像液を
よく水洗し、ホットプレート上180℃で30分間加熱
硬化した。得られたブラックマトリックスの膜厚は1.
0μm、光学濃度は3.7であった。2−2’−ビス
[4−メタクリロキシ,ポリエトキシフェニル]プロパ
ン35重量部、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−
β’−メタクリロイルオキシエチル−ο−フタレート1
5重量部、メタクリル酸/メチルアクリレート/エチル
アクリレート(18/30/53重量比)共重合樹脂5
0重量部、1,7ビス(9−アクリジニル)ヘプタン2
重量部、ヘキサメトキシメチルメラミン、メチルエチル
ケトン、アンスラキノン(赤)、ハロゲン化銅フタロシ
アニン(緑)、銅フタロシアニン(青)の成分を均一に
して感光性樹脂層塗工溶液を得た。該溶液を厚さ6μm
のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、グラビア
塗工機で塗工し、保護フィルムとして30μmのポリエ
チレンフィルムを貼り合わせて感光性フィルムを得る。
次に、前記ブラックマトリックス付きガラス基板にロー
ルラミネータを用い、基板温度110℃、ロール温度1
40℃、ロール圧力6kg/cm2、速度0.2m/分
で、感光性フィルムを剥がしながら、前記着色感光性樹
脂が前記基板に面するようにラミネートした。ガラス基
板/着色感光性樹脂層/ポリエチレンテレフタレートの
順に積層された基板を130℃のホットプレート上で5
分間加熱した。次に、所定のネガマスクを通して平行光
露光機を用いて100mJ/cm2露光、次いでポリエ
チレンテレフタレートフィルムを除去し、25℃、0.
2重量%Na2B2O5水溶液で20秒間スプレー現像
して未露光部分を除去し、クリーンオーブンで150
℃、20分間、加熱硬化を行って1色の着色パターンを
形成した。この着色形成工程をR、G、Bの順に各色の
フィルムを用いて繰り返し行い、RGB画素を形成し
た。
【0011】
【発明の効果】本発明により、従来の黒色感光性レジス
ト材料のみを用いる方法よりも薄膜かつ高光学純度のブ
ラックマトリックスを作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のブラックマトリックスの形成方
法の一実施例を説明するための製造工程を示す断面図で
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上層となる黒色感光性レジスト層と下層と
    なる黒色非感光性材料層からなる積層型ブラックマトリ
    ックス。
  2. 【請求項2】基板に上層となる黒色感光性レジスト層と
    下層となる黒色非感光性材料層からなる積層型ブラック
    マトリックスを形成し、前記黒色感光性レジスト層をマ
    スクパターンを通して露光し所定のパタ−ンを形成し、
    前記所定のパタ−ンをマスクとして前記黒色非感光性材
    料層をエッチングすることを特徴とするブラックマトリ
    ックスの形成方法。
JP32011596A 1996-06-28 1996-11-29 積層型ブラックマトリックスおよびブラックマトリックスの形成方法 Pending JPH1073717A (ja)

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