JPH08137098A - ブラックマトリックス用フォトレジスト - Google Patents
ブラックマトリックス用フォトレジストInfo
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- JPH08137098A JPH08137098A JP27952994A JP27952994A JPH08137098A JP H08137098 A JPH08137098 A JP H08137098A JP 27952994 A JP27952994 A JP 27952994A JP 27952994 A JP27952994 A JP 27952994A JP H08137098 A JPH08137098 A JP H08137098A
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- coating film
- substrate
- photoresist
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】基板上に、格子状または縞状等の微細な模様の
高遮光率を有するブラックマトリックスを精度よく形成
しうるフォトレジスト、これを用いてブラックマトリッ
クスを有する基板を製造する方法および該基板を用いて
カラーフィルターを製造する方法を提供する。 【構成】下記の工程を順に行うブラックマトリックスを
有する基板の製造方法。 （ａ）基板面に、上記ブラックマトリックス用フォトレ
ジストを塗布する工程、（ｂ）所定のパターンを有する
マスクを重ねて光線を照射する露光工程、（ｃ）不要部
分の途膜を除去する現像工程、（ｄ）現像された途膜を
再露光または／および熱処理することによりその塗膜の
光透過率を低下させる工程、上記製造方法によって得ら
れる、ブラックマトリックスを有する基板の画素部に、
三原色の塗膜を形成することを特徴とするカラーフィル
ターの製造方法。
高遮光率を有するブラックマトリックスを精度よく形成
しうるフォトレジスト、これを用いてブラックマトリッ
クスを有する基板を製造する方法および該基板を用いて
カラーフィルターを製造する方法を提供する。 【構成】下記の工程を順に行うブラックマトリックスを
有する基板の製造方法。 （ａ）基板面に、上記ブラックマトリックス用フォトレ
ジストを塗布する工程、（ｂ）所定のパターンを有する
マスクを重ねて光線を照射する露光工程、（ｃ）不要部
分の途膜を除去する現像工程、（ｄ）現像された途膜を
再露光または／および熱処理することによりその塗膜の
光透過率を低下させる工程、上記製造方法によって得ら
れる、ブラックマトリックスを有する基板の画素部に、
三原色の塗膜を形成することを特徴とするカラーフィル
ターの製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラックマトリックス
用フォトレジスト、該フォトレジストを用いてブラック
マトリックスを有する基板を製造する方法および該ブラ
ックマトリックスを有する基板を用いてカラーフィルタ
ーを製造する方法に関する。
用フォトレジスト、該フォトレジストを用いてブラック
マトリックスを有する基板を製造する方法および該ブラ
ックマトリックスを有する基板を用いてカラーフィルタ
ーを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶を利用したＬＣＤ（液晶デイ
スプレイ）は、いわゆるポケットテレビ等に使われてき
たが、近年大型化、大画面化が急速に進められている。
画質もTN液晶からSTN 液晶や TFT に代表されるアクテ
ィブ駆動素子の開発でCRT に迫るものが商品化されてい
る。カラー表示装置の画質向上と生産性の改善について
は、様々な検討が行われているが、その重要な技術の一
つとして、光リーク防止及び画質向上（見かけのコント
ラスト) のためのブラックマトリックスと呼ばれる遮光
膜の形成方法及び形状の問題がある。ＬＣＤのカラー化
に使用されるカラーフィルターのカラーの画素の塗膜以
外の部分を埋める、格子状または縞状の遮光性塗膜（ブ
ラックマトリックス）の形成に使用される方法として
は、シルクスクリーン法、オフセット法などの印刷技術
による方法が知られている。また、基板上にクロムなど
の金属薄膜をスパッタリングなどにより形成した後、フ
ォトリソグラフィー、エッチングによりブラックマトリ
ックスを形成する方法が知られている。最近、黒色顔料
を含むネガレジストが開発され、直接フォトリソグラフ
ィーによりブラックマトリックスを形成する方法が検討
されている。また、複数の平行な帯状の導電性回路上に
帯状のカラーの塗膜を電着法により形成し、次いで遮光
性塗膜を与えるネガ型フォトレジストを全面に塗布し
て、前記カラーの塗膜をマスク代わりにして基板背面か
ら露光して、帯状のカラーの塗膜の間隙にブラックマト
リックスとしての遮光性塗膜を形成する方法が知られて
いる（特開昭５９−１１４５７２公報、特開平３−４２
６０２）。
スプレイ）は、いわゆるポケットテレビ等に使われてき
たが、近年大型化、大画面化が急速に進められている。
画質もTN液晶からSTN 液晶や TFT に代表されるアクテ
ィブ駆動素子の開発でCRT に迫るものが商品化されてい
る。カラー表示装置の画質向上と生産性の改善について
は、様々な検討が行われているが、その重要な技術の一
つとして、光リーク防止及び画質向上（見かけのコント
ラスト) のためのブラックマトリックスと呼ばれる遮光
膜の形成方法及び形状の問題がある。ＬＣＤのカラー化
に使用されるカラーフィルターのカラーの画素の塗膜以
外の部分を埋める、格子状または縞状の遮光性塗膜（ブ
ラックマトリックス）の形成に使用される方法として
は、シルクスクリーン法、オフセット法などの印刷技術
による方法が知られている。また、基板上にクロムなど
の金属薄膜をスパッタリングなどにより形成した後、フ
ォトリソグラフィー、エッチングによりブラックマトリ
ックスを形成する方法が知られている。最近、黒色顔料
を含むネガレジストが開発され、直接フォトリソグラフ
ィーによりブラックマトリックスを形成する方法が検討
されている。また、複数の平行な帯状の導電性回路上に
帯状のカラーの塗膜を電着法により形成し、次いで遮光
性塗膜を与えるネガ型フォトレジストを全面に塗布し
て、前記カラーの塗膜をマスク代わりにして基板背面か
ら露光して、帯状のカラーの塗膜の間隙にブラックマト
リックスとしての遮光性塗膜を形成する方法が知られて
いる（特開昭５９−１１４５７２公報、特開平３−４２
６０２）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし最近、将来が有
望視されているTFT 方式のLCD においては、スイッチン
グ素子の光リークを防ぐため、遮光膜の遮光率向上が要
求されている。さらに、画質向上のため、遮光膜のパタ
ーンは、格子状その他の複雑な形状になった。しかしな
がら、従来の方法において、遮光性塗膜を印刷により形
成する方法は、格子状の場合、格子間が約１００μｍの
空隙程度のパターンのものしかできず、もっと微細な格
子状の遮光性塗膜を精度よく形成することはできなかっ
た。また、黒色顔料を含むネガレジストを用いて直接フ
ォトリソグラフィーによりブラックマトリックスを形成
する方法が検討されているが、遮光率が高くなるとレジ
ストの光硬化が進まず、精度よくブラックマトリックス
を形成することが困難となる。また、従来の電着法によ
り形成した帯状のカラー塗膜をマスク代わりにして基板
背面から露光する方法は、遮光性塗膜を帯状のカラー塗
膜間に精度よく形成できるが、帯状のカラー塗膜を横切
る方向に遮光性塗膜を形成すことが困難であるという課
題があった。
望視されているTFT 方式のLCD においては、スイッチン
グ素子の光リークを防ぐため、遮光膜の遮光率向上が要
求されている。さらに、画質向上のため、遮光膜のパタ
ーンは、格子状その他の複雑な形状になった。しかしな
がら、従来の方法において、遮光性塗膜を印刷により形
成する方法は、格子状の場合、格子間が約１００μｍの
空隙程度のパターンのものしかできず、もっと微細な格
子状の遮光性塗膜を精度よく形成することはできなかっ
た。また、黒色顔料を含むネガレジストを用いて直接フ
ォトリソグラフィーによりブラックマトリックスを形成
する方法が検討されているが、遮光率が高くなるとレジ
ストの光硬化が進まず、精度よくブラックマトリックス
を形成することが困難となる。また、従来の電着法によ
り形成した帯状のカラー塗膜をマスク代わりにして基板
背面から露光する方法は、遮光性塗膜を帯状のカラー塗
膜間に精度よく形成できるが、帯状のカラー塗膜を横切
る方向に遮光性塗膜を形成すことが困難であるという課
題があった。
【０００４】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決し、基板上に、格子状または縞状等の微
細な模様の高遮光率を有するブラックマトリックスを精
度よく形成しうるフォトレジスト、該フォトレジストを
用いてブラックマトリックスを有する基板を製造する方
法および該ブラックマトリックスを有する基板を用いて
カラーフィルターを製造する方法を提供することであ
る。
うな課題を解決し、基板上に、格子状または縞状等の微
細な模様の高遮光率を有するブラックマトリックスを精
度よく形成しうるフォトレジスト、該フォトレジストを
用いてブラックマトリックスを有する基板を製造する方
法および該ブラックマトリックスを有する基板を用いて
カラーフィルターを製造する方法を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フォトリ
ソグラフィーにおいて使用するある種のフォトレジスト
が露光の際あるいはその後の熱処理により透過率が低下
することに着眼し、鋭意検討を加えることにより、上記
の目的を達成しうることを見出し本発明を完成させたも
のである。すなわち、本発明は次のとおりである。 （１）その塗膜に、露光または／および加熱処理を行う
ことにより、その塗膜の光透過率を低下させることがで
きる性質を有することを特徴とするブラックマトリック
ス用フォトレジスト。 （２）その塗膜に、露光または／および加熱処理を行う
ことにより、その塗膜の光透過率を可視領域（４００〜
７００ｎｍ）で約１０％以下に低下させることができる
性質を有することを特徴とするブラックマトリックス用
フォトレジスト。 （３）ノボラック系樹脂およびナフトキノンジアジド系
の感光剤を含むことを特徴する（１）または（２）に記
載のブラックマトリックス用フォトレジスト。 （４）上記（１）、（２）または（３）に記載のフォト
レジストに黒色有機顔料、その他の有機顔料および無機
顔料から選ばれる少なくとも１種以上の顔料を含むこと
を特徴とするブラックマトリックス用フォトレジスト。 （５）上記（１）、（２）、（３）または（４）に記載
のブラックマトリックス用フォトレジストを用いて、基
板上にフォトリソグラフィー法によりブラックマトリッ
クスを形成することを特徴とするブラックマトリックス
を有する基板の製造方法。 （６）下記の工程を順に行うことを特徴とするブラック
マトリックスを有する基板の製造方法。 （ａ）基板面に、上記（１）、（２）、（３）または
（４）に記載のフォトレジストを塗布する工程、（ｂ）
所定のパターンを有するマスクを重ねて光線を照射する
露光工程、（ｃ）不要部分の途膜を除去する現像工程、
（ｄ）現像された途膜を再露光または／および熱処理す
ることによりその塗膜の光透過率を低下させる工程、 （７）上記（５）または（６）に記載の製造方法によっ
て得られる、ブラックマトリックスを有する基板の画素
部に、三原色の塗膜を形成することを特徴とするカラー
フィルターの製造方法。
ソグラフィーにおいて使用するある種のフォトレジスト
が露光の際あるいはその後の熱処理により透過率が低下
することに着眼し、鋭意検討を加えることにより、上記
の目的を達成しうることを見出し本発明を完成させたも
のである。すなわち、本発明は次のとおりである。 （１）その塗膜に、露光または／および加熱処理を行う
ことにより、その塗膜の光透過率を低下させることがで
きる性質を有することを特徴とするブラックマトリック
ス用フォトレジスト。 （２）その塗膜に、露光または／および加熱処理を行う
ことにより、その塗膜の光透過率を可視領域（４００〜
７００ｎｍ）で約１０％以下に低下させることができる
性質を有することを特徴とするブラックマトリックス用
フォトレジスト。 （３）ノボラック系樹脂およびナフトキノンジアジド系
の感光剤を含むことを特徴する（１）または（２）に記
載のブラックマトリックス用フォトレジスト。 （４）上記（１）、（２）または（３）に記載のフォト
レジストに黒色有機顔料、その他の有機顔料および無機
顔料から選ばれる少なくとも１種以上の顔料を含むこと
を特徴とするブラックマトリックス用フォトレジスト。 （５）上記（１）、（２）、（３）または（４）に記載
のブラックマトリックス用フォトレジストを用いて、基
板上にフォトリソグラフィー法によりブラックマトリッ
クスを形成することを特徴とするブラックマトリックス
を有する基板の製造方法。 （６）下記の工程を順に行うことを特徴とするブラック
マトリックスを有する基板の製造方法。 （ａ）基板面に、上記（１）、（２）、（３）または
（４）に記載のフォトレジストを塗布する工程、（ｂ）
所定のパターンを有するマスクを重ねて光線を照射する
露光工程、（ｃ）不要部分の途膜を除去する現像工程、
（ｄ）現像された途膜を再露光または／および熱処理す
ることによりその塗膜の光透過率を低下させる工程、 （７）上記（５）または（６）に記載の製造方法によっ
て得られる、ブラックマトリックスを有する基板の画素
部に、三原色の塗膜を形成することを特徴とするカラー
フィルターの製造方法。
【０００６】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
のブラックマトリックス用フォトレジストは、露光また
は／および加熱処理により、その途膜の光透過率が低下
する（遮光性が増す）性質を有するもである。好ましく
は、その塗膜に、露光または／および加熱処理を行うこ
とにより、その塗膜の光透過率を可視領域（４００〜７
００ｎｍ）で約１０％以下、さらに好ましくは約５％以
下に低下させることができる性質を有するものである。
この場合の塗膜の厚さは０．５〜３μｍ程度である。好
ましいものとして、クレゾールノボラック系樹脂および
ナフトキノンジアジド系の感光剤を含むフォトレジスト
があげられる。クレゾールノボラック系樹脂は、クレゾ
ール類とアルデヒド類とを縮合させて得られる樹脂であ
る。クレゾール類としては、ｍー、ｐーまたはｏークレ
ゾールがあげられる。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、クロトンアルデヒド、サ
リチルアルデヒド等があげられる。とくに、ｐークレゾ
ール、またはこれと他のクレゾールもしくはフェノール
類との混合物と、アルデヒド類とを縮合させて得られる
樹脂が好ましい。クレゾールノボラック系樹脂の分子量
は、ポリスチレン換算の重量平均分子量で３０００〜１
２０００が好ましい。フォトレジスト中には、樹脂およ
び感光剤のほかに有機溶剤、必要に応じて顔料、架橋剤
等が加えられる。有機溶剤としては、例えば、ジオキサ
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、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
ーテル及びエチレングリコールモノイソロピルエーテル
等のエーテル類、メチルイソブチルケトン、メチルエチ
ルケトン、シクロペンタノン及びシクロヘキサノン等の
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、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸メチル
及び乳酸エチル等のエステル類、Ｎ，Ｎージメチルホル
ムアミド及びＮ，Ｎージメチルアセトアミド等のアミド
類、Ｎーメチルピロリドン等のピロリドン類、γーブチ
ロラクトン等のラクトン類並びにジメチルスルホキシド
等のスルホキシド類等があげられる。ポジ型フォトレジ
ストの例として、商品名ＰＦＩ−２５（住友化学工業株
式会社製）があげられる。
のブラックマトリックス用フォトレジストは、露光また
は／および加熱処理により、その途膜の光透過率が低下
する（遮光性が増す）性質を有するもである。好ましく
は、その塗膜に、露光または／および加熱処理を行うこ
とにより、その塗膜の光透過率を可視領域（４００〜７
００ｎｍ）で約１０％以下、さらに好ましくは約５％以
下に低下させることができる性質を有するものである。
この場合の塗膜の厚さは０．５〜３μｍ程度である。好
ましいものとして、クレゾールノボラック系樹脂および
ナフトキノンジアジド系の感光剤を含むフォトレジスト
があげられる。クレゾールノボラック系樹脂は、クレゾ
ール類とアルデヒド類とを縮合させて得られる樹脂であ
る。クレゾール類としては、ｍー、ｐーまたはｏークレ
ゾールがあげられる。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、クロトンアルデヒド、サ
リチルアルデヒド等があげられる。とくに、ｐークレゾ
ール、またはこれと他のクレゾールもしくはフェノール
類との混合物と、アルデヒド類とを縮合させて得られる
樹脂が好ましい。クレゾールノボラック系樹脂の分子量
は、ポリスチレン換算の重量平均分子量で３０００〜１
２０００が好ましい。フォトレジスト中には、樹脂およ
び感光剤のほかに有機溶剤、必要に応じて顔料、架橋剤
等が加えられる。有機溶剤としては、例えば、ジオキサ
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、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
ーテル及びエチレングリコールモノイソロピルエーテル
等のエーテル類、メチルイソブチルケトン、メチルエチ
ルケトン、シクロペンタノン及びシクロヘキサノン等の
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、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸メチル
及び乳酸エチル等のエステル類、Ｎ，Ｎージメチルホル
ムアミド及びＮ，Ｎージメチルアセトアミド等のアミド
類、Ｎーメチルピロリドン等のピロリドン類、γーブチ
ロラクトン等のラクトン類並びにジメチルスルホキシド
等のスルホキシド類等があげられる。ポジ型フォトレジ
ストの例として、商品名ＰＦＩ−２５（住友化学工業株
式会社製）があげられる。
【０００７】本発明において、ブラックマトリックスを
形成するのに使用される基板材料としては、ガラスある
いはプラスチックの板等の透明材料があげられる。ま
た、基板上にブラックマトリックスを形成後、その画素
部に三原色のR（赤）、G（緑）、B（青）の着色層を形
成する方法としては、電着法 顔料分散法、印刷法など
がある。電着法により着色層を形成する場合、この基板
上に導電層あるいは導電性回路が必要となる。導電層お
よび導電性回路は、ITO 膜（錫をドーブした酸化インジ
ウム膜）あるいは、ネサ膜（アンチモンドープした酸化
錫膜）等の透明導電性材料により作られる。これらは、
従来より良く知られている方法で作られる。
形成するのに使用される基板材料としては、ガラスある
いはプラスチックの板等の透明材料があげられる。ま
た、基板上にブラックマトリックスを形成後、その画素
部に三原色のR（赤）、G（緑）、B（青）の着色層を形
成する方法としては、電着法 顔料分散法、印刷法など
がある。電着法により着色層を形成する場合、この基板
上に導電層あるいは導電性回路が必要となる。導電層お
よび導電性回路は、ITO 膜（錫をドーブした酸化インジ
ウム膜）あるいは、ネサ膜（アンチモンドープした酸化
錫膜）等の透明導電性材料により作られる。これらは、
従来より良く知られている方法で作られる。
【０００８】本発明において、一例として格子状の模様
をもつブラックマトリックスを形成した基板を製造する
場合に、上記（ａ）〜（ｄ）の各工程で得られる製品の
断面の模式図を図１に示した。また、（ｄ）工程で得ら
れる格子状（Ａ）および縞状（Ｂ）のブラックマトリッ
クスの平面の模式図を図２に示した。図３には得られる
格子状（Ａ）および縞状（Ｂ）のブラックマトリックス
を用いたカラーフィルターの構造図を示した。本発明に
おいて、ブラックマトリックスの模様（平面）は格子
状、縞状のほか任意の模様とすることができる。一般的
なLCDに用いられるカラーフィルターのブラックマトリ
ックスの場合、その塗膜の空間（画素部）の最短幅が約
２００μm以下である。本発明のフォトレジストおよび
方法は、そのようなブラックマトリックスを形成するの
に特に有効である。本発明において、塗膜の空間の最短
幅とは、図２で説明すると塗膜の空間部分１の幅をい
う。
をもつブラックマトリックスを形成した基板を製造する
場合に、上記（ａ）〜（ｄ）の各工程で得られる製品の
断面の模式図を図１に示した。また、（ｄ）工程で得ら
れる格子状（Ａ）および縞状（Ｂ）のブラックマトリッ
クスの平面の模式図を図２に示した。図３には得られる
格子状（Ａ）および縞状（Ｂ）のブラックマトリックス
を用いたカラーフィルターの構造図を示した。本発明に
おいて、ブラックマトリックスの模様（平面）は格子
状、縞状のほか任意の模様とすることができる。一般的
なLCDに用いられるカラーフィルターのブラックマトリ
ックスの場合、その塗膜の空間（画素部）の最短幅が約
２００μm以下である。本発明のフォトレジストおよび
方法は、そのようなブラックマトリックスを形成するの
に特に有効である。本発明において、塗膜の空間の最短
幅とは、図２で説明すると塗膜の空間部分１の幅をい
う。
【０００９】本発明における上記（ａ）の工程は、導電
層を有するまたは有しない透明基板全面に、ブラックマ
トリックスを与えるフォトレジストを塗布して塗膜を形
成する工程である。ここで用いられるフォトレジスト
は、この段階ではフォトリソグラフィーの際に十分な感
度を与える透過率を有し、現像工程の後、再露光または
／および加熱処理により、透過率が低下し遮光性を発現
するものが用いられる。例としては、前述のものがあげ
られる。より高い遮光性が必要とされる場合は、前記の
フォトレジストに黒色有機顔料、赤、青、緑、紫、シア
ニン、マゼンタ等のその他の有機顔料およびはカーボン
ブラック、チタンブラック、酸化クロムなどの無機顔料
から選ばれる１種あるいは２種以上を添加することが好
ましい。添加量は１重量部から５０重量部程度が好まし
いが、顔料の種類、レジスト塗布方法、感度などによっ
ても異なり、これらの添加量に限定されない。
層を有するまたは有しない透明基板全面に、ブラックマ
トリックスを与えるフォトレジストを塗布して塗膜を形
成する工程である。ここで用いられるフォトレジスト
は、この段階ではフォトリソグラフィーの際に十分な感
度を与える透過率を有し、現像工程の後、再露光または
／および加熱処理により、透過率が低下し遮光性を発現
するものが用いられる。例としては、前述のものがあげ
られる。より高い遮光性が必要とされる場合は、前記の
フォトレジストに黒色有機顔料、赤、青、緑、紫、シア
ニン、マゼンタ等のその他の有機顔料およびはカーボン
ブラック、チタンブラック、酸化クロムなどの無機顔料
から選ばれる１種あるいは２種以上を添加することが好
ましい。添加量は１重量部から５０重量部程度が好まし
いが、顔料の種類、レジスト塗布方法、感度などによっ
ても異なり、これらの添加量に限定されない。
【００１０】基板上にフォトレジスト塗膜を形成する方
法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ロ
ールコ ート法、バーコート法、スピンコート法等が使
用できる。これらの中で、スピンコート法により塗膜を
形成する場合には、回転数は、二段階とし、初めに１０
０〜４００rpm でレジストを基板上に広げ、次に８００
〜５０００rpm でそのレジストの膜厚を均一にすること
が推奨される。スピンコート法は、透明基板上に忠実に
精度良く塗膜を形成することができるため有用である。
基板上に塗布されたフォトレジストは、次に、必要に応
じて、６０〜１００℃、時間５〜６０分の条件で熱処理
される。熱処理をすることにより、フォトレジスト中の
樹脂が予備硬化され、その塗膜と透明基板との密着性が
が向上する。
法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ロ
ールコ ート法、バーコート法、スピンコート法等が使
用できる。これらの中で、スピンコート法により塗膜を
形成する場合には、回転数は、二段階とし、初めに１０
０〜４００rpm でレジストを基板上に広げ、次に８００
〜５０００rpm でそのレジストの膜厚を均一にすること
が推奨される。スピンコート法は、透明基板上に忠実に
精度良く塗膜を形成することができるため有用である。
基板上に塗布されたフォトレジストは、次に、必要に応
じて、６０〜１００℃、時間５〜６０分の条件で熱処理
される。熱処理をすることにより、フォトレジスト中の
樹脂が予備硬化され、その塗膜と透明基板との密着性が
が向上する。
【００１１】（ｂ）の工程は、ポジ型フォトレジストを
使用する場合、形成されたフォトレジストの塗膜の表面
に、ブラックマトリックスを形成する予定の部分を覆う
遮光パターンを有するマスクを重ねて、光線を照射する
露光工程である。ネガ型フォトレジストを使用する場
合、ブラックマトリックスを形成する予定以外の部分を
覆う遮光パターンを有するマスクを重ねる。（ｂ）の工
程での露光には、ネガ型又はポジ型フォトレジスト塗膜
の種類により種々の範囲の波長光を使用できるが、一般
にUV領域が望ましく、光源として超高圧水銀灯、メタル
ハライドランプ等を使用した装置を用いることができ
る。この装置は、パターンニングの精度のためにも、ミ
ラー式の平行光のものが望ましい。
使用する場合、形成されたフォトレジストの塗膜の表面
に、ブラックマトリックスを形成する予定の部分を覆う
遮光パターンを有するマスクを重ねて、光線を照射する
露光工程である。ネガ型フォトレジストを使用する場
合、ブラックマトリックスを形成する予定以外の部分を
覆う遮光パターンを有するマスクを重ねる。（ｂ）の工
程での露光には、ネガ型又はポジ型フォトレジスト塗膜
の種類により種々の範囲の波長光を使用できるが、一般
にUV領域が望ましく、光源として超高圧水銀灯、メタル
ハライドランプ等を使用した装置を用いることができ
る。この装置は、パターンニングの精度のためにも、ミ
ラー式の平行光のものが望ましい。
【００１２】露光条件は、ポジ型フォトレジスト塗膜の
場合は、使用する光量および塗膜の種類により異なる
が、通常、１０〜５００ｍＪ／ｃｍ2 である。露光され
た部分は分解反応が進行して、後述する薬剤に可溶とな
る。また、ネガ型フォトレジスト塗膜の場合は、使用す
る光量および塗膜の種類により異なるが、通常、露光量
は１０〜５００ｍＪ／ｃｍ2 である。露光されない部分
は硬化が進まず、後述する薬剤に可溶となる。
場合は、使用する光量および塗膜の種類により異なる
が、通常、１０〜５００ｍＪ／ｃｍ2 である。露光され
た部分は分解反応が進行して、後述する薬剤に可溶とな
る。また、ネガ型フォトレジスト塗膜の場合は、使用す
る光量および塗膜の種類により異なるが、通常、露光量
は１０〜５００ｍＪ／ｃｍ2 である。露光されない部分
は硬化が進まず、後述する薬剤に可溶となる。
【００１３】（ｃ）の工程は、ブラックマトリックスを
形成する予定以外の部分に存在する塗膜を除去する現像
工程である。ポジ型フォトレジスト塗膜の場合は、塗膜
の露光部分が溶解され、除去される。その除去には、適
当な溶解力を有する薬剤（現像液）に接触させることに
よって行なうことができる。このような薬剤は、ポジ型
フォトレジスト塗膜の種類によって種々選択されるが、
通常は、カ性ソーダ、炭酸ナトリウム、４級アンモニウ
ム塩及び有機アミン等を水に溶かして得られる、アルカ
リ性水溶液、あるいは、エステル、ケトン、アルコー
ル、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素の有機溶剤から適
宜選択使用する。その除去は、浸漬あるいはシャワーな
どの方法により、５秒ないし３分程度で行なうことがで
きる。その後、残った塗膜を水、純水等でよく洗浄す
る。
形成する予定以外の部分に存在する塗膜を除去する現像
工程である。ポジ型フォトレジスト塗膜の場合は、塗膜
の露光部分が溶解され、除去される。その除去には、適
当な溶解力を有する薬剤（現像液）に接触させることに
よって行なうことができる。このような薬剤は、ポジ型
フォトレジスト塗膜の種類によって種々選択されるが、
通常は、カ性ソーダ、炭酸ナトリウム、４級アンモニウ
ム塩及び有機アミン等を水に溶かして得られる、アルカ
リ性水溶液、あるいは、エステル、ケトン、アルコー
ル、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素の有機溶剤から適
宜選択使用する。その除去は、浸漬あるいはシャワーな
どの方法により、５秒ないし３分程度で行なうことがで
きる。その後、残った塗膜を水、純水等でよく洗浄す
る。
【００１４】また、ネガ型フォトレジスト塗膜の場合
は、塗膜の未露光部分が未硬化部分となり除去される。
その除去は、上記のポジ型フォトレジスト塗膜の場合と
同様にして行なうことができる。この工程により、マス
クのパターン形状に応じて、ネガ型又はポジ型フォトレ
ジスト塗膜からなるブラックマトリックスが形成され
る。ここで形成される塗膜の模様の例として、図２の
Ａ、Ｂがあげられる。
は、塗膜の未露光部分が未硬化部分となり除去される。
その除去は、上記のポジ型フォトレジスト塗膜の場合と
同様にして行なうことができる。この工程により、マス
クのパターン形状に応じて、ネガ型又はポジ型フォトレ
ジスト塗膜からなるブラックマトリックスが形成され
る。ここで形成される塗膜の模様の例として、図２の
Ａ、Ｂがあげられる。
【００１５】（ｄ）工程は、（ｃ）工程で形成したポジ
型またはネガ型フォトレジストの塗膜を再露光または／
および熱処理する工程である。この再露光または／およ
び熱処理は、フォトレジスト塗膜の透過率を低下させ遮
光性を付与するものである。熱処理のみで十分な遮光性
が得られる場合、再露光は省略できる。熱処理は、レジ
スト塗膜の基板に対する密着性および塗膜自身の強度を
向上させるためにも、ほとんどの場合必要となる。再露
光の条件としては、UVの露光量５０〜１０００ｍＪ／ｃ
ｍ2 が好ましく、熱処理の条件は、温度１５０〜３００
℃、時間１５分間〜５時間が好ましく、とくに、温度２
００〜２５０℃、１〜２時間程度がさらに好ましい。以
上の工程により、格子状または縞状などの微細な模様の
ブラックマトリックスが形成される。
型またはネガ型フォトレジストの塗膜を再露光または／
および熱処理する工程である。この再露光または／およ
び熱処理は、フォトレジスト塗膜の透過率を低下させ遮
光性を付与するものである。熱処理のみで十分な遮光性
が得られる場合、再露光は省略できる。熱処理は、レジ
スト塗膜の基板に対する密着性および塗膜自身の強度を
向上させるためにも、ほとんどの場合必要となる。再露
光の条件としては、UVの露光量５０〜１０００ｍＪ／ｃ
ｍ2 が好ましく、熱処理の条件は、温度１５０〜３００
℃、時間１５分間〜５時間が好ましく、とくに、温度２
００〜２５０℃、１〜２時間程度がさらに好ましい。以
上の工程により、格子状または縞状などの微細な模様の
ブラックマトリックスが形成される。
【００１６】ＬＣＤ用等のカラーフィルターをつくる場
合、本発明方法を使って透明基板上にブラックマトリッ
クス塗膜を形成後、それらの間隙（画素部）に通常の電
着塗装法、顔料分散法あるいは印刷法により三原色
（赤、緑、青）の塗膜を所定の配列で形成させる。電着
塗装法の場合、表面上に透明導電膜層あるいは透明導電
膜回路パターンが形成された透明基板が使用される。三
原色を形成後、この上にオーバーコート膜（保護膜）が
形成される。オーバーコート材としては、エポキシ、ポ
リイミド、アクリレート系などの樹脂が用いられる。オ
ーバーコート膜の形成は、スピンコーター又はロールコ
ーターなどにより樹脂を塗布後、熱硬化することにより
行なわれる。そして、さらにその上に液晶駆動電極用と
して、透明導電膜が形成され、必要に応じて回路パター
ンが形成され、カラーフィルターが完成する。
合、本発明方法を使って透明基板上にブラックマトリッ
クス塗膜を形成後、それらの間隙（画素部）に通常の電
着塗装法、顔料分散法あるいは印刷法により三原色
（赤、緑、青）の塗膜を所定の配列で形成させる。電着
塗装法の場合、表面上に透明導電膜層あるいは透明導電
膜回路パターンが形成された透明基板が使用される。三
原色を形成後、この上にオーバーコート膜（保護膜）が
形成される。オーバーコート材としては、エポキシ、ポ
リイミド、アクリレート系などの樹脂が用いられる。オ
ーバーコート膜の形成は、スピンコーター又はロールコ
ーターなどにより樹脂を塗布後、熱硬化することにより
行なわれる。そして、さらにその上に液晶駆動電極用と
して、透明導電膜が形成され、必要に応じて回路パター
ンが形成され、カラーフィルターが完成する。
【００１７】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明
する。
する。
（１）フォトレジスト塗膜の形成：透明基板全体にポジ
型フォトレジスト（商品名ＰＦＩ−２５、ｐークレゾー
ルとｍークレゾールとホルムアルデヒドを縮合させて得
られるクレゾールノボラックおよびｏーナフトキノンジ
アジドー５ースルホン酸エステルを主成分として含む、
住友化学工業株式会社製）の塗布をスピンコート法で２
００rpm／５秒、１０００rpm／２０秒の二段階で順に行
い、オーブン中６０℃で３０分間熱処理して、膜厚１.
５μｍのポジ型フォトレジスト塗膜を形成した。（以上
（ａ）工程）
型フォトレジスト（商品名ＰＦＩ−２５、ｐークレゾー
ルとｍークレゾールとホルムアルデヒドを縮合させて得
られるクレゾールノボラックおよびｏーナフトキノンジ
アジドー５ースルホン酸エステルを主成分として含む、
住友化学工業株式会社製）の塗布をスピンコート法で２
００rpm／５秒、１０００rpm／２０秒の二段階で順に行
い、オーブン中６０℃で３０分間熱処理して、膜厚１.
５μｍのポジ型フォトレジスト塗膜を形成した。（以上
（ａ）工程）
【００１８】（２）露光 ポジ型フォトレジスト塗膜上に、格子状にパターニング
された（開口部：６０μm×２００μm）パターンマスク
をセットし（ギャップ：３０μm）、超高圧水銀灯を光
源としたプロキシミティ露光機（大日本科研製 MAP - 1
200 ）により露光量１００ｍＪ／ｃｍ2 で露光を行っ
た。（以上（ｂ）工程）
された（開口部：６０μm×２００μm）パターンマスク
をセットし（ギャップ：３０μm）、超高圧水銀灯を光
源としたプロキシミティ露光機（大日本科研製 MAP - 1
200 ）により露光量１００ｍＪ／ｃｍ2 で露光を行っ
た。（以上（ｂ）工程）
【００１９】（３）現像 露光後、現像液（商品名 SOPD、住友化学工業株式会社
製、温度25℃）に６０秒浸漬して現像し、露光部分を除
去し、純水リンスおよびエアーブロー乾燥により格子の
窓部にポジ型フォトレジスト膜を形成した。（以上
（ｃ）工程）
製、温度25℃）に６０秒浸漬して現像し、露光部分を除
去し、純水リンスおよびエアーブロー乾燥により格子の
窓部にポジ型フォトレジスト膜を形成した。（以上
（ｃ）工程）
【００２０】（４）熱処理 上記（ｃ）工程で得られた、格子の窓部のポジ型フォト
レジスト塗膜を有する基板をオーブン中２５０℃、２時
間熱処理を行った。〔以上（ｄ）工程〕 この結果、（ｂ）工程で用いたパターンマスクの形状に
準じた格子状の遮光性塗膜（ブラックマトリックス、膜
厚１．２μｍ）が透明基板上に形成された。この遮光性
塗膜を光学顕微鏡（ニコン社製、商品名 OPTIPHOT - 8
8）を用い倍率２００倍で観察すると、格子状の遮光性
塗膜が精度よく形成されていた。遮光性塗膜の可視領域
での光透過率は５％以下であった。
レジスト塗膜を有する基板をオーブン中２５０℃、２時
間熱処理を行った。〔以上（ｄ）工程〕 この結果、（ｂ）工程で用いたパターンマスクの形状に
準じた格子状の遮光性塗膜（ブラックマトリックス、膜
厚１．２μｍ）が透明基板上に形成された。この遮光性
塗膜を光学顕微鏡（ニコン社製、商品名 OPTIPHOT - 8
8）を用い倍率２００倍で観察すると、格子状の遮光性
塗膜が精度よく形成されていた。遮光性塗膜の可視領域
での光透過率は５％以下であった。
【００２１】
【発明の効果】本発明のフォトレジストを用いると、Ｌ
ＣＤのカラーフィルターの製造に用いられる、格子状ま
たは縞状等の微細な模様の遮光性塗膜（ブラックマトリ
ックス）を精度よく形成した基板を簡便に製造すること
ができる。とくに模様の塗膜の空間（画素部）の最短幅
が約２００μm以下のような微細な遮光性塗膜のパター
ンを精度よく形成した基板を製造することができる。
ＣＤのカラーフィルターの製造に用いられる、格子状ま
たは縞状等の微細な模様の遮光性塗膜（ブラックマトリ
ックス）を精度よく形成した基板を簡便に製造すること
ができる。とくに模様の塗膜の空間（画素部）の最短幅
が約２００μm以下のような微細な遮光性塗膜のパター
ンを精度よく形成した基板を製造することができる。
【図１】本発明における各工程で得られる製品等の断面
の模式図である。
の模式図である。
【図２】本発明における、（ｄ）工程で得られる遮光性
塗膜（ブラックマトリックス）の平面の模式図である。
(a)図はTFT用、(b)図はSTN用を示す。
塗膜（ブラックマトリックス）の平面の模式図である。
(a)図はTFT用、(b)図はSTN用を示す。
【図３】本発明において得られる遮光性塗膜（ブラック
マトリックス）を有する基板を使用したカラーフィルタ
ーの構造図である。(a)図はTFT用、b)図はSTN用を示
す。
マトリックス）を有する基板を使用したカラーフィルタ
ーの構造図である。(a)図はTFT用、b)図はSTN用を示
す。
１．透明基板 ２．フォトレジスト塗膜 ３．光線 ４．フォトマスク（透明部） ５．フォトマスク（遮光部） ６．遮光性塗膜（ブラックマトリックス） ７．着色画素 ８．オーバーコート ９．透明導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 茂樹 大阪市此花区春日出中３丁目１番98号 住 友化学工業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】その塗膜に、露光または／および加熱処理
を行うことにより、その塗膜の光透過率を低下させるこ
とができる性質を有することを特徴とするブラックマト
リックス用フォトレジスト。 - 【請求項２】その塗膜に、露光または／および加熱処理
を行うことにより、その塗膜の光透過率を可視領域（４
００〜７００ｎｍ）で約１０％以下に低下させることが
できる性質を有することを特徴とするブラックマトリッ
クス用フォトレジスト。 - 【請求項３】ノボラック系樹脂およびナフトキノンジア
ジド系の感光剤を含むことを特徴する請求項１または２
に記載のブラックマトリックス用フォトレジスト。 - 【請求項４】請求項１、２または３に記載のフォトレジ
ストに黒色有機顔料、その他の有機顔料および無機顔料
から選ばれる少なくとも１種以上の顔料を含むことを特
徴とするブラックマトリックス用フォトレジスト。 - 【請求項５】請求項１、２、３または４に記載のブラッ
クマトリックス用フォトレジストを用いて、基板上にフ
ォトリソグラフィー法によりブラックマトリックスを形
成することを特徴とするブラックマトリックスを有する
基板の製造方法。 - 【請求項６】下記の工程を順に行うことを特徴とするブ
ラックマトリックスを有する基板の製造方法。 （ａ）基板面に、請求項１、２、３または４に記載のフ
ォトレジストを塗布する工程、 （ｂ）所定のパターンを有するマスクを重ねて光線を照
射する露光工程、 （ｃ）不要部分の途膜を除去する現像工程、 （ｄ）現像された途膜を再露光または／および熱処理す
ることによりその塗膜の光透過率を低下させる工程、 - 【請求項７】請求項５または６に記載の製造方法によっ
て得られる、ブラックマトリックスを有する基板の画素
部に、三原色の塗膜を形成することを特徴とするカラー
フィルターの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27952994A JPH08137098A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | ブラックマトリックス用フォトレジスト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27952994A JPH08137098A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | ブラックマトリックス用フォトレジスト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08137098A true JPH08137098A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17612286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27952994A Pending JPH08137098A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | ブラックマトリックス用フォトレジスト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08137098A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428484B1 (ko) * | 2001-03-30 | 2004-04-27 | 주식회사 동진쎄미켐 | 액정표시소자 칼라 필터 제조공정에 사용되는 크롬블랙매트릭스 형성용 포토레지스트 조성물 |
| JP2005266420A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 感光性樹脂組成物並びにそれを用いた半導体装置及び表示素子 |
| WO2006100942A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | 感光性樹脂組成物およびカラーフィルタ |
| US11561469B2 (en) | 2017-04-07 | 2023-01-24 | Showa Denko K.K. | Photosensitive resin composition |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426801A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Sharp Corp | 遮光性薄膜組成物 |
| JPH06230215A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | ブラックマトリックス用ポジ型レジスト組成物 |
| JPH07261015A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | ブラックマトリックス用色素、該色素を含むレジスト組成物、当該組成物を用いてブラックマトリックスを製造する方法、及び該方法により得られるブラックマトリックス |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP27952994A patent/JPH08137098A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426801A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Sharp Corp | 遮光性薄膜組成物 |
| JPH06230215A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | ブラックマトリックス用ポジ型レジスト組成物 |
| JPH07261015A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Sumitomo Chem Co Ltd | ブラックマトリックス用色素、該色素を含むレジスト組成物、当該組成物を用いてブラックマトリックスを製造する方法、及び該方法により得られるブラックマトリックス |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428484B1 (ko) * | 2001-03-30 | 2004-04-27 | 주식회사 동진쎄미켐 | 액정표시소자 칼라 필터 제조공정에 사용되는 크롬블랙매트릭스 형성용 포토레지스트 조성물 |
| JP2005266420A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 感光性樹脂組成物並びにそれを用いた半導体装置及び表示素子 |
| WO2006100942A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | 感光性樹脂組成物およびカラーフィルタ |
| US7858275B2 (en) | 2005-03-18 | 2010-12-28 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Photosensitive resin composition and color filter |
| US11561469B2 (en) | 2017-04-07 | 2023-01-24 | Showa Denko K.K. | Photosensitive resin composition |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041005 |