JPH09133807A - 樹脂ブラックマトリックスの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光能が高く、画素との重なり部分に突起が
なく、かつ平坦性が良好な樹脂ブラックマトリックス
を、簡便な方法で形成する。 【解決手段】 赤、緑および青の各画素が予め所定形状
に形成された透明基材上に、カチオン重合性化合物、黒
色顔料、光酸発生剤および溶剤を含む黒色レジストを、
赤、緑および青の各画素間の隙間が埋まるように全面塗
布して、乾燥し、次に前記基材の非塗布面（背面）より
紫外光を露光し、露光後熱硬化および現像を行うことに
より、赤、緑および青各画素間に遮光層（ブラックマト
リックス）を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶ディス
プレイやカラービデオカメラなどに使用されるカラーフ
ィルター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。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ用やビデオカメラ用の
カラーフィルターにおいて、その高コントラスト化およ
び高精彩化のためにブラックマトリックスを形成するこ
とは、今や必須となっている。ブラックマトリックスを
形成する方法は、クロムなどの金属膜を用いる方法と、
黒色樹脂を用いる方法の二つに大別できる。

【０００３】金属膜を用いる場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
および青（Ｂ）の各色の画素形成に先立ち、透明基板上
にスパッタリングによりクロムなどの金属膜を設け、そ
の後フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を
経て、ブラックマトリックスの形成を行う方式が一般的
である。しかしこの方法は、真空成膜設備を要し、また
工程数が多いため、製造コストが高くなる。さらには、
最終的にディスプレイなどとしたときに、金属膜特有の
反射のため、画面が見にくくなるという欠点を有する。

【０００４】一方、黒色樹脂を用いる方法においては、
黒色の感光性樹脂を用いる方法が最も一般的である。こ
の場合、黒色感光性樹脂によるブラックマトリックスを
予めフォトリソグラフィーにより形成し、このブラック
マトリックス間に、赤、緑および青の各画素を順次フォ
トリソグラフィーにより形成していく方法が多く採用さ
れている。この方法による場合、ブラックマトリックス
層と各画素との境界部から光漏れが発生するのを防止す
るため、ブラックマトリックス層と各画素の端面を一部
重ね合わせる必要がある。現状では、この重なり部分が
０.5〜１μm 程度の厚みを有する突起状の盛り上がりと
なっており、特にオーバーコートレス仕様のカラーフィ
ルターの場合、この突起が透明電極断線の原因や液晶配
向の乱れの原因になるといわれ、問題視されている。

【０００５】この重なり部分の突起を回避するため、特
開平 1-293306 号公報には、顔料分散感光性樹脂を用い
て、赤、緑および青の各画素をフォトリソグラフィーに
より予め形成したあと、これらの画素上に、各画素間の
隙間が埋まるように黒色感光性樹脂を全面塗布し、透明
基材面より露光（背面露光）し、赤、緑および青の各画
素間にブラックマトリックスを埋め込む方法が提案され
ている。この方法は、平坦性も良好であり、さらに金属
膜を用いる方法に比べ、コスト的にも、また低反射であ
るという点でも有利である。しかしこの方法において
は、黒色感光性樹脂として汎用されているラジカル重合
タイプのアクリル樹脂等を選択した場合、大気雰囲気下
では非露光面の酸素による重合阻害効果が非常に大き
く、十分な遮光能を確保できる膜厚まで硬化を進めるこ
とが難しい。

【０００６】そこで、特開平 5-34517号公報や特開平 7
-120610 号公報には、黒色レジスト塗布面からの露光と
透明基材側からの露光（背面露光）を併用しながら、画
像重なり部分での突起の生成を回避し、かつ十分な遮光
能を確保できる膜厚まで硬化を進める方法が提案されて
いる。しかしながら、この方法は、製造工程が増えるう
え、製造装置も煩雑となるため、必ずしも実用的とはい
えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような状況のもと
で、本発明の目的は、遮光能が高く、かつ画素との重な
り部分に突起がなく、平坦性が良好な樹脂ブラックマト
リックスを、簡便な方法で形成することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を行った結果、特定組成の黒
色レジストを用い、全面塗布および背面露光の方式を採
用することにより、優れた結果が得られることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、予め赤、緑および青の
各画素が形成された透明基材上に、カチオン重合性化合
物、黒色顔料、光酸発生剤、および溶剤を含む黒色レジ
ストを、赤、緑および青の各画素間の隙間がすべて埋ま
るように全面塗布して、乾燥し、次に前記基材の非塗布
面（透明基材面）より紫外光を露光し、露光後熱硬化お
よび現像を行うことにより、赤、緑および青の各画素間
に遮光層（ブラックマトリックス）を形成させる方法を
提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、カチオン重合
性化合物、黒色顔料、光酸発生剤および溶剤を含む黒色
レジストを用いる。この黒色レジストの成分であるカチ
オン重合性化合物は、カチオンを連鎖担体としてビニル
重合を起こす化合物であれば、いかなるものでもよい
が、特に後の光硬化性やアルカリ現像性に優れることか
ら、下記一般式（Ｉ）で示される化合物が好ましく用い
られる。

【００１１】

【００１２】式中、平均繰り返し数ｎは０以上２０以下
の値をとり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ およびＲ⁶ は
それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル、アリー
ル、アラルキル、アルコキシ、アリーロキシまたはシク
ロアルキルを表し、それぞれのＱは独立に、−ＯＨまた
は−ＯＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ （ここで、Ｒは１〜１２個の炭
素原子を有するアルキレンを表す）で示される基を表す
が、−ＯＨ／−ＯＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ のモル比は１０／９
０〜９０／１０である。

【００１３】一般式（Ｉ）において、Ｒ¹ 、Ｒ² 、
Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ およびＲ⁶ は、すべてが同一でも、一
部が同一でも、またすべてが異なっていてもよく、それ
ぞれ、水素、ハロゲン、アルキル、アリール、アラルキ
ル、アルコキシ、アリーロキシまたはシクロアルキを表
す。ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素などが、ア
ルキルとしては、メチル、エチル、プロピル、ブチルな
どを包含する１〜６個程度の炭素原子を有するものが、
アリールとしては、フェニル、トリル、ナフチルなどを
包含する６〜１６個程度の炭素原子を有するものが、ア
ラルキルとしては、ベンジル、フェネチル、ベンズヒド
リルなどを包含する７〜１６個程度の炭素原子を有する
ものが、アルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プ
ロポキシなどを包含する１〜６個程度の炭素原子を有す
るものが、アリーロキシとしては、フェノキシ、ナフト
キシ、アンスロキシなどを包含する６〜１６個程度の炭
素原子を有するものが、またシクロアルキルとしては、
シクロペンチル、シクロヘキシルなどを包含する３〜１
２個程度の炭素原子を有するものが、それぞれ例示され
る。

【００１４】一般式（Ｉ）中のＱは、それぞれ−ＯＨま
たは−ＯＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ （ここにＲは前記の意味を表
す）であり、両者は、モル比が （−ＯＨ）／（−ＯＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ ）＝１０／９０〜
９０／１０ となる範囲で変化しうる。ここで、Ｒとしては、メチレ
ン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、ブチレン、
ヘキシレン、ノニレン、ドデシレンなどの直鎖または分
岐鎖状のアルキレンを挙げることができる。

【００１５】一般式（Ｉ）において、ｎは平均繰り返し
数を表し、０〜２０の範囲の値をとることができるが、
なかでも０〜１０の範囲が好ましい。ｎの値が２０を越
えると、その化合物の溶剤に対する溶解性が低下するの
で好ましくない。

【００１６】一般式（Ｉ）で示されるカチオン重合性化
合物は、例えば、一般式（II）

【００１７】

【００１８】（式中、ｎ、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、Ｒ
⁵ およびＲ⁶ は前記の意味を表す）で示される多価フェ
ノール系化合物と、一般式(III)

【００１９】ＸＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ (III)

【００２０】（式中、Ｘはハロゲンを表し、Ｒは前記の
意味を表す）で示されるハロアルキルビニルエーテルを
反応させることにより、製造できる。

【００２１】一般式（II）で示される多価フェノール系
化合物は、一般に、２価フェノール系化合物とヒドロキ
シベンズアルデヒド系化合物との反応によって、得るこ
とができる。２価フェノール系化合物の例としては、レ
ゾルシン、２−メチルレゾルシン、５−メチルレゾルシ
ン、カテコール、３−メチルカテコール、ヒドロキノ
ン、メチルヒドロキノンなどが挙げられる。ヒドロキシ
ベンズアルデヒド系化合物の例としては、２−ヒドロキ
シベンズアルデヒド、３−ヒドロキシベンズアルデヒ
ド、４−ヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシ
−３−メチルベンズアルデヒドなどが挙げられる。ま
た、一般式（Ｉ）で示されるカチオン重合性化合物を製
造するために、一般式（II）で示される多価フェノール
系化合物との反応に供される一般式(III) で示されるハ
ロアルキルビニルエーテルは、先に定義したＸおよびＲ
を有する各種の化合物であることができるが、なかでも
２−クロロエチルビニルエーテルが最も一般的である。

【００２２】多価フェノール系化合物（II）とハロアル
キルビニルエーテル(III) との反応に際しては、適当な
縮合剤、例えば、無水炭酸ナトリウム、水素化ナトリウ
ム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
のような無機塩基、金属ナトリウムのようなアルカリ金
属、ナトリウムメチラートのようなアルカリ金属アルコ
ラート、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、
テトラエチルアンモニウムクロライド、トリブチルベン
ジルアンモニウムクロライドのような四級アンモニウム
塩などを添加して、反応性を高めることができる。これ
らの縮合剤は、多価フェノール系化合物（II）中のＯＨ
基１グラム当量に対し、０.1〜１０モルの範囲、好まし
くは０.3〜２モルの範囲で使用することにより、高い反
応促進効果が得られる。

【００２３】多価フェノール系化合物（II）とハロアル
キルビニルエーテル(III) との反応は、不活性溶媒、例
えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルアセトアミドのような溶媒中で行うことが
できる。反応温度には特別な制約はないが、一般には室
温から１３０℃程度の範囲が好ましい。

【００２４】反応終了後は、任意の手段で目的物を単離
し、また必要により精製することができる。例えば、室
温で反応を行った場合はそのまま、またそれより高い温
度で反応を行った場合は反応液を室温まで冷却したあ
と、トルエンやメチルイソブチルケトンなどで有機層を
抽出し、数回水洗することで、未反応の多価フェノール
系化合物（II）や無機塩を除去し、有機層を無水硫酸ナ
トリウムなどの乾燥剤で乾燥したあと、減圧濃縮するこ
とにより、目的物を取得することができる。もちろんこ
の方法に限定されるわけではなく、その他任意の方法が
採用できる。

【００２５】以上説明したようなカチオン重合性化合
物、好ましくは一般式（Ｉ）で示される化合物は、黒色
レジスト中の全固形分に対して、５〜９０重量％の範囲
で、さらには２０〜８０重量％の範囲で用いるのが好ま
しい。

【００２６】本発明で用いる黒色レジストは、このよう
なカチオン重合性化合物に加えて、黒色顔料、光酸発生
剤および溶剤を含有する。黒色顔料の具体例としては、
カーボンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、硫化ビス
マスのような無機顔料、 Ｍｎ₂Ｏ₃・ＣｕＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃・Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＣｕＯ・Ｍｎ₂Ｏ₃・Ｃｒ₂Ｏ₃、ＣｕＯ・Ｃｒ₂Ｏ₃ のような複合金属酸化物、カラーインデックス（C.I.）
ピグメントブラック１、C.I.ピグメントブラック７のよ
うな有機顔料などが挙げられる。またこれらの黒色顔料
に、赤、緑、青など、他の顔料を混合して使用すること
もできる。本発明で用いる黒色レジスト中の顔料の量
は、レジスト中の全固形分に対して、一般的には１０〜
８０重量％、好ましくは２０〜８０重量％、さらに好ま
しくは２５〜６５重量％の範囲である。

【００２７】光酸発生剤は、各種波長の光、例えば紫外
線の作用により酸を発生する任意の化合物であることが
できる。具体的には、それぞれ酸発生基を有するｓ−ト
リアジン化合物、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホ
ニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、
ケイ素化合物／アルミニウム錯体などが例示される。こ
れらをそれぞれ単独で、または２種以上組み合わせて用
いることができるが、本発明においては、光酸発生剤の
少なくとも１種として、ｓ−トリアジン化合物を用いる
のが好ましい。 光酸発生剤となるｓ−トリアジン化合
物の具体例としては、２−（４−メトキシフェニル）−
４，６−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−
（４−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロ
メチル）トリアジン、２−（４−メキシキ−１−ナフチ
ル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、
２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）ト
リアジンなど、さらには、溶剤への溶解性を向上させる
ため、骨格中に臭素原子が導入された２−（２−ブロモ
−４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロ
メチル）トリアジンなどが挙げられる。もちろんこれら
のｓ−トリアジン化合物は、先に挙げた他の光酸発生剤
と併用することができ、さらには、特定の色素などの増
感剤と併用することも可能である。光酸発生剤の使用量
は、カチオン重合性化合物の量を基準に、２種以上の光
酸発生剤を併用する場合はそれらの合計量として、また
増感剤を併用する場合はそれを含めた量として、一般的
には０.2〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％の範
囲である。

【００２８】溶剤は、この分野で通常用いられるもので
あることができる。その具体例としては、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレンングリコールモノ
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、エチレングリコールモノブチルエーテルのような
エチレングリコールモノアルキルエーテル類；ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール
ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエ
ーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルのよう
なジエチレングリコールジアルキルエーテル類；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の
ようなエチレングリコールアルキルエーテルアセテート
類；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、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテ
ートのようなプロピレングリコールアルキルエーテルア
セテート類；ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳
香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチ
ルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキ
サノンのようなケトン類；エタノール、プロパノール、
ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチ
レングリコール、グリセリンのようなアルコール類；酢
酸ブチル、乳酸エチルのようなエステル類；γ−ブチル
ラクトンのような環状エステル類などが挙げられる。こ
れらの溶剤は、それぞれ単独で、または２種類以上混合
して用いることができる。溶剤の好ましい使用量は、レ
ジスト中の全固形分に対して０.2〜２０重量倍程度であ
る。

【００２９】さらにこの黒色レジストには、所望によ
り、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、
１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−７
（商品名“ＤＢＵ”）のような３級アミン化合物または
その他の塩基性安定剤、レジスト塗布時の平滑性を向上
させるためのレベリング剤、黒色顔料の分散性を向上さ
せるための分散剤などを使用することが可能である。

【００３０】本発明に使用される黒色レジストは、例え
ば以下のようにして調製できる。すなわち、予め黒色顔
料を、カチオン重合性化合物の一部および溶剤、また必
要に応じて分散剤と混合し、顔料の平均粒径が０.2μm
以下程度となるように、ビーズミルなどを用いて分散さ
せる。得られた顔料分散液（ミルベース）に、カチオン
重合性化合物の残り量、光酸発生剤および溶剤、さらに
は任意に使用されるその他の成分を所定の濃度となるよ
うに添加し、攪拌して、目的の黒色レジストが得られ
る。

【００３１】本発明では、赤、緑および青の各画素が予
め所定形状に形成された透明基材上に、以上説明した黒
色レジストを用い、各画素間の隙間がすべて埋まるよ
う、この黒色レジストを全面塗布して乾燥し、次にこの
基材の非塗布面（透明基材面）より紫外光を露光し、露
光後熱硬化および現像を行うことにより、赤、緑および
青の各画素間にブラックマトリックスを形成させる。以
下、このようにして樹脂ブラックマトリックスを形成す
る方法について、詳細に説明する。

【００３２】まず、所定形状の赤、緑および青の各画素
を形成するにあたっては、印刷法、染色法、顔料分散
法、電着法など公知の方法がいずれも使用できる。ま
た、このときの画素の形状については特に制限はなく、
ストライプ、ドット、トライアングルなど、いずれのパ
ターンで形成されていてもよい。

【００３３】なお、赤、緑および青の各画素が形成され
た透明基材上に黒色レジストを塗布し、基材の非塗布面
（透明基材面）より背面露光を行う場合、各画素中を透
過する微量の紫外光が原因で、赤、緑および青の各画素
上に黒色の硬化膜が薄く残留する現象が見られることが
ある。そこで、このような現象を回避するため、各画素
中に紫外線吸収剤を混入するという提案もなされてい
る。このように、各画素中に紫外線吸収剤を存在させる
ことは、本発明においてももちろん可能である。ただ、
本発明で使用する黒色レジストはγ値が大きく、したが
って露光量の差による硬化度の差が非常に大きくでるた
め、赤、緑および青の各画素の紫外光透過率が１０％程
度以下であれば、赤、緑および青の各画素側に細工をし
なくても、各画素上に黒色の硬化膜が薄く残留する現象
を回避できる。

【００３４】赤、緑および青の各画素を形成したあと、
黒色レジストの塗布を行う。塗布にあたっては、スピン
コート、ロールコート等公知の方法が使用でき、塗布方
式に特別の制約はないが、使用する塗布方式に合わせ
て、黒色レジストの粘度を適切な値に調整することは必
要である。塗布膜厚は、赤、緑および青の各画素間の隙
間にいわゆる白抜けが発生しないよう、その隙間が完全
に埋まり、かつ硬化後のブラックマトリックス膜厚が、
赤、緑および青の各画素の膜厚と同等程度となるよう
に、具体的には透明基材面より０.8〜１.5μm 程度とな
るようにするのが好ましい。

【００３５】黒色レジストの塗布終了後は、ホットプレ
ートやオーブンなどを用い、塗布された基材を５０〜１
００℃で１〜１０分間加熱（プリベーク）することによ
り、残存溶剤を除去する。その後、黒色レジストが塗布
されていない透明基材面、すなわち背面より露光を行
う。このとき、基材全面に均一に光線が照射される方法
で露光する。光源は、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンランプなど、４０
０nm以下の波長の紫外光を発生するものであれば特に制
限なく使用できる。露光終了後、再度ホットプレートや
オーブンなどを用いて、露光後の基材を６０〜１２０℃
で１〜６０分間加熱（ポスト・エクスポージャー・ベー
ク）することにより、後硬化を行う。露光および後硬化
の条件は、現像後に得られる硬化膜の膜厚が、赤、緑お
よび青の各画素厚みとほぼ同等になるように設定され
る。

【００３６】後硬化終了後、現像を行って、赤、緑およ
び青の各画素のフォトマスク作用で未硬化のまま残存し
ている各画素上の黒色レジスト塗膜を除去する。この際
に用いる現像液は、希アルカリ水溶液、特に希水酸化ナ
トリウム水溶液が好ましい。現像にあたっては、ディッ
プ式、シャワー式、パドル式など、公知の任意の方法を
限定なく使用することができる。現像後は通常、純水に
よりリンスし、さらに乾燥を行う。また、現像および所
望のリンスを行ったあと、必要に応じて１５０〜２３０
℃で１０〜６０分間程度加熱（ポストベーク）して、再
度の後硬化を行うこともできる。このようにして、目的
のブラックマトリックスが形成されたカラーフィルター
が得られる。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。例中、含有量ないし使用量を表す％およ
び部は、特にことわらないかぎり重量基準である。

【００３８】合成例１（カチオン重合性化合物１の合
成） 還流冷却器、温度計、攪拌器および窒素導入装置を付し
た反応器に、カテコールと４−ヒドロキシベンズアルデ
ヒドの縮合反応により得たＯＨ当量６７.9のノボラック
樹脂を２７.2ｇ、およびジメチルスルホキシドを５０.0
ｇ仕込んで溶解させたあと、粉末状水酸化ナトリウム１
０.0ｇおよび臭化テトラブチルアンモニウム５.4ｇを加
え、６０℃で３０分間攪拌した。次に反応器内温度を６
０℃に保持したまま、２−クロロエチルビニルエーテル
２８.1ｇを２０分で滴下し、さらに９０℃で６時間保温
することにより反応を完結させた。

【００３９】８５％リン酸水溶液１.5ｇで過剰の水酸化
ナトリウムを中和したあと、メチルイソブチルケトン３
００.0ｇおよび水３００.0ｇを加えて、有機層へ目的物
を抽出し、水層へ無機塩を溶解させた。さらに、水３０
０.0ｇによる水洗を５回繰り返したあと、無水硫酸ナト
リウムにより有機層を乾燥し、濾過後、メチルイソブチ
ルケトンを減圧留去することにより、目的物を３５.0ｇ
得た。

【００４０】その赤外吸収スペクトルから、１６１０cm
^-1と９７５cm^-1にビニル基に基づく吸収が、また１２０
０cm^-1にエーテル結合に基づく吸収が認められた。さら
に、残存するフェノール性水酸基を中和滴定法により定
量し、ビニルエーテル置換率を算出したところ、置換率
は水酸基のうちの６０モル％であった。得られた化合物
は次式の構造を有し、以下これを化合物１という。

【００４１】

【００４２】式中、Ｑは−ＯＨまたは−ＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ
ＣＨ＝ＣＨ₂ であって、両者のモル比は４０／６０であ
り、ｎの値は平均１.5である。

【００４３】合成例２（カチオン重合性化合物２の合
成） 還流冷却器、温度計、攪拌器および窒素導入装置を付し
た反応器に、２−メチルレゾルシンと４−ヒドロキシベ
ンズアルデヒドの縮合反応により得たＯＨ当量７２.7の
ノボラック樹脂を５８.2ｇ、およびジメチルスルホキシ
ドを１５２.0ｇ仕込んで溶解させたあと、粉末状水酸化
ナトリウム１６.7ｇおよび臭化テトラブチルアンモニウ
ム７.7ｇを加え、６０℃で３０分間攪拌した。次に反応
器内温度を６０℃に保持したまま、２−クロロエチルビ
ニルエーテル５１.2ｇを２０分で滴下し、さらに７０℃
で６時間保温することにより反応を完結させた。

【００４４】８５％リン酸水溶液６.0ｇで過剰の水酸化
ナトリウムを中和したあと、メチルイソブチルケトン２
５０.0ｇおよび水４００.0ｇを加えて、有機層へ目的物
を抽出し、水層へ無機塩を溶解させた。さらに、水４０
０.0ｇによる水洗を５回繰り返したあと、無水硫酸ナト
リウムにより有機層を乾燥し、濾過後、メチルイソブチ
ルケトンを減圧留去することにより、目的物を８０.4ｇ
得た。

【００４５】その赤外吸収スペクトルから、１６１０cm
^-1と９７５cm^-1にビニル基に基づく吸収が、また１２０
０cm^-1にエーテル結合に基づく吸収が認められた。さら
に、残存するフェノール性水酸基を中和滴定法により定
量し、ビニルエーテル置換率を算出したところ、置換率
は水酸基のうちの５０モル％であった。得られた化合物
は次式の構造を有し、以下これを化合物２という。

【００４６】

【００４７】式中、Ｑは−ＯＨまたは−ＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ
ＣＨ＝ＣＨ₂ であって、両者のモル比は５０／５０であ
る。

【００４８】実施例１および２ならびに比較例１ 〈黒色レジスト配合〉表１に示す配合で、黒色レジスト
を調製した。なお、比較例１として、ラジカル重合タイ
プのアクリル樹脂系黒色レジストを用いた。各例におけ
るカーボンブラックの分散は、サンドミルを用いたビー
ズミル法により行い、最終的に得られたカーボンブラッ
クの平均粒径は、すべて０.1μm 以下であった。

【００４９】

【表１】 黒色レジストの組成 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 成分（部） 実施例１ 実施例２ 比較例１ ───────────────────────────────── 化合物１ 8.4 − − 化合物２ − 8.4 − バインダーポリマー ^*1 − − 9.5 トリメチロールプロパントリアクリレート − − 9.5 TRIAZINE A ^*2 1.7 1.7 3.8 カーボンブラック ^*3 8.5 8.5 6.7 メチルアミルケトン 81.4 81.4 − プロピレングリコールモノ メチルエーテルアセテート − − 70.5 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ^*1 バインダーポリマー：ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝６０／４０ （モル比）の共重合体、ポリスチレン換算重量平均分子量 48,000 ^*2 TRIAZINE A：商品名、PANCHIM 社製のカチオン性光重合開始剤、化合物名は ２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３， ５−トリアジン ^*3 カーボンブラック：ＭＡ−１００（三菱化学（株）製）

【００５０】〈評 価〉予め赤、緑および青の各画素が
それぞれ約１μm の厚さで形成されたガラス基板を純水
により洗浄後、乾燥した。この基板の各画素が形成され
た面に、スピンコーターを用いて、上記黒色レジストの
塗布を行った。このとき、黒色レジストの膜厚は、硬化
および現像後に１μm となるように調整した。続いてオ
ーブンを用い、６０℃で５分間プリベークした。プリベ
ーク終了後、高圧水銀ランプを用いて、ガラス基板の背
面（レジスト非塗布面）より、ガラス基板全面に紫外光
を照射した。露光はすべて大気雰囲気下で行い、酸素遮
断膜は使用しなかった。照射後、オーブンを用いて、１
００℃で３分間の後硬化を行い、２.3％水酸化ナトリウ
ム水溶液に６０秒間ディップすることにより、現像を行
った。さらに、純水によりリンスし、乾燥後、２００℃
で３０分間ポストベークを行って、ブラックマトリック
スを得た。

【００５１】得られたそれぞれのブラックマトリックス
につき、以下のようにして評価し、結果を表２に示し
た。

【００５２】 感度： 赤、緑および青の各画素間に１μm 厚のブラッ
クマトリックスが得られる最低露光量で表示した。 遮光率： マクベス社製の光学濃度計 TD-904 にて光学
濃度（ＯＤ値）を測定し、そのＯＤ値で表示した。値が
大きいほど遮光性が高いことを意味する。

【００５３】

【表２】

【００５４】実施例１および２については、大気雰囲気
下の露光においても、表２に示す感度で、いわゆる白抜
けがなく、かつ、赤、緑および青の各画素とブラックマ
トリックスとの間の平坦性が非常に高い樹脂ブラックマ
トリックスの形成が可能であった。またブラックマトリ
ックス層の遮光率も、１μm 厚で光学濃度３.0と十分高
いものであった。一方、比較例１については、非露光面
の酸素による重合阻害効果が非常に大きく、露光量を
1,000 mJ／cm²以上としても、ブラックマトリックス層
の厚みが０.5〜０.6μm 程度しか得られなかった。その
ため、適当な樹脂ブラックマトリックス層は形成できな
かった。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、遮光能が高く、画素と
の重なり部分に突起がなく、平坦性が良好な樹脂ブラッ
クマトリックスが、簡便な方法で形成できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/027 ５１１ Ｇ０３Ｆ 7/027 ５１１ C2

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め赤、緑および青の各画素が形成された
   透明基材上に、カチオン重合性化合物、黒色顔料、光酸
   発生剤および溶剤を含む黒色レジストを、赤、緑および
   青の各画素間の隙間がすべて埋まるように全面塗布し
   て、乾燥し、次に前記基材の非塗布面より紫外光を露光
   し、露光後熱硬化および現像を行うことにより、赤、緑
   および青の各画素間に遮光層を形成させることを特徴と
   する樹脂ブラックマトリックスの形成方法。
2. 【請求項２】カチオン重合性化合物が、下記一般式
   （Ｉ） 〔式中、平均繰り返し数ｎは０以上２０以下の値をと
   り、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ およびＲ⁶ は、それ
   ぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル、アリール、ア
   ラルキル、アルコキシ、アリーロキシまたはシクロアル
   キルを表し、それぞれのＱは独立に、−ＯＨまたは−Ｏ
   ＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ （ここに、Ｒは１〜１２個の炭素原子
   を有するアルキレンを表す）で示される基を表すが、−
   ＯＨ／−ＯＲＯＣＨ＝ＣＨ₂ のモル比は１０／９０〜９
   ０／１０である〕で示される請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】光酸発生剤がｓ−トリアジン化合物を含有
   する請求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】黒色レジストが、その全固形分に対して、
   ５〜９０重量％のカチオン重合性化合物および１０〜８
   ０重量％の黒色顔料を含有し、カチオン重合性化合物に
   対して、０.2〜３０重量％の光酸発生剤を含有する請求
   項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】現像後、再度後硬化のために加熱する請求
   項１〜４のいずれかに記載の方法。