JPH10300921A - ブラックマトリックスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高解像度で、かつアルカリ現像後の残渣が少
ないカラーフィルター用のブラックマトリックス基板を
製造する。 【解決手段】 黒色レジストから形成された塗膜を露光
し、アルカリ現像液で現像してブラックマトリックス基
板を製造するに際し、黒色顔料、カルボキシル基を有す
る共重合体、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を含
有するレジストを採用し、そして現像後のアルカリ現像
液中に存在する粒子の最大径が１μm 以下となる現像特
性を示すレジストとアルカリ現像液の組合せを選択し、
この選択されたレジストを基板に適用して塗膜を形成
し、形成された塗膜を露光し、次いで上記の選択された
現像液で現像することにより、ブラックマトリックス基
板を製造する。こうして得られる開口部の曇価が０.3以
下であるブラックマトリックス基板、それを用いたカラ
ーフィルターおよびカラー表示パネルも提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶カラーディス
プレイ等のカラー表示パネルに使用される樹脂ブラック
マトリックス基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野において
は、液晶ディスプレイをはじめ、プラズマディスプレ
イ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイな
どのカラーパネル化が進んでいる。カラーパネルにおい
ては、画面のコントラストを上げ、画像を見やすくする
ために、赤、緑および青の各画素の間にブラックマトリ
ックスが形成される。ブラックマトリックスの材料とし
ては、金属クロムまたは酸化クロムを積層した低反射ク
ロム等の金属薄膜が主流である。これらの材料を用いた
ブラックマトリックスの形成には、スパッタ法などで基
板に０.１〜０.２μm程度の金属薄膜を形成させた後、
フォトリソグラフィによってフォトレジストのパターン
を金属薄膜上に作製し、これをエッチングして金属パタ
ーンを形成し、最後にフォトレジスト層を除去して、ブ
ラックマトリックスを作製するという、煩雑な方法が採
られている。

【０００３】ところで、液晶ディスプレイ搭載機器の用
途は近年、著しく多様化しており、特に外光の強い屋外
で使用される場合などには、ブラックマトリックスによ
る反射光のため、画面のコントラストが低下し、画面が
見づらくなるなどの問題点が指摘されるようになった。
そこで、低反射率のブラックマトリックス材料が切望さ
れるようになってきている。

【０００４】反射率の低いブラックマトリックス層を形
成するためには、(1) 赤、緑および青の各層を重ね合わ
せて遮光層とする方法（特開昭 59-204009号公報、特開
昭 63-40101 号公報および特開平 2-287303 号公報）、
(2) パターン形成後に染色する方法（特開昭 62-14103
号公報および特開昭 62-14104 号公報）、(3) カーボン
ブラック等の黒色顔料を含む感光性樹脂（レジスト）で
パターンを形成する方法などが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらのうち、(1)の
積層法および(2)の染色法は、形成されるブラックマト
リックスの遮光性や耐熱性などの信頼性において、必ず
しも十分とはいえない。これに対して (3)の顔料法は、
黒色顔料を使用することから、(1)および(2)の方法に比
べて高い遮光率が得られるという特長を有する。ところ
が最近は、薄膜でしかも高遮光率のブラックマトリック
スが要求されるため、レジスト塗膜中の黒色顔料の含有
率を高める傾向にあるが、その結果として、アルカリ現
像液に対する現像特性が悪化したり、パターンに欠けを
生じてライン直線性が悪くなったり、解像度が低下した
り、また基板上に残渣が発生するなどの問題点が明らか
になってきた。

【０００６】本発明の目的は、高解像度で、かつアルカ
リ現像後の残渣が少なく、残渣除去工程を必要とせず
に、カラーフィルター基板、特にブラックマトリックス
基板を製造することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究を行った結果、黒色顔料と
ある種のバインダー樹脂を含有するレジスト組成物を用
いた場合には、アルカリ現像後の現像液中に存在する粒
子の大きさが、ライン直線性や現像残渣の残り具合に大
きく影響することを見出し、そしてその粒子の大きさが
一定値以下となるようなレジスト組成物とアルカリ現像
液の組合せを採用することにより、現像残渣を顕著に低
減させることに成功した。

【０００８】すなわち本発明は、黒色顔料を含有するレ
ジスト組成物から形成された塗膜を露光し、次いでアル
カリ現像液で現像して、カラーフィルター用ブラックマ
トリックス基板を製造する方法であって、そのレジスト
組成物が、上記黒色顔料に加えて、カルボキシル基を有
する共重合体、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を
含有し、そして、現像後のアルカリ現像液中に存在する
粒子の最大径が１μm以下となる現像特性を示すレジス
ト組成物とアルカリ現像液の組合せを選択し、この選択
されたレジスト組成物を基板に適用して塗膜を形成し、
形成された塗膜を露光し、次いで上記の選択されたアル
カリ現像液で現像することにより、ブラックマトリック
ス基板を製造する方法を提供するものである。

【０００９】このようにして得られるブラックマトリッ
クス基板は、現像残渣が極めて少なく、現像によりレジ
ストが除去された開口部基板の曇価（透過ヘイズ）が小
さいものとなる。したがって本発明はまた、黒色顔料、
カルボキシル基を有する共重合体、光重合性モノマーお
よび光重合開始剤を含有するレジスト組成物から上記の
方法によって製造され、アルカリ現像液に溶解した開口
部の基板の曇価が０.3以下であるカラーフィルター用ブ
ラックマトリックス基板をも提供する。さらには、この
ブラックマトリックス基板に３色のカラーフィルター要
素を配置してなるカラーフィルターおよび、このカラー
フィルターを搭載してなるカラー表示パネルも提供され
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、黒色顔料、カルボキ
シル基を有する共重合体、光重合性モノマーおよび光重
合開始剤を含有するレジスト組成物を用いる。この組成
物に用いる黒色顔料は、Ｃ.Ｉ.ピグメントブラック７
（カーボンブラック）、Ｃ.Ｉ.ピグメントブラック１
（アニリンブラック）、Ｃ.Ｉ.ピグメントブラック１１
（鉄黒）などであることができる。また調色用として、
黒色以外の顔料を併用することもできる。調色のために
併用される顔料としては、紫色顔料、青色顔料、緑色顔
料などが挙げられる。調色用顔料を用いる場合は、全顔
料の量を基準に、４０重量％以下の割合で使用される。
また、顔料は全体として、レジスト組成物の全固形分量
を基準に、１０〜６０重量％程度の割合で使用される。

【００１１】レジスト組成物のバインダー樹脂となるカ
ルボキシル基を有する共重合体は、アクリル酸またはメ
タクリル酸と分子中にカルボキシル基を有しないアクリ
ル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとの共重合体
であることができ、この共重合体は、希アルカリ水溶液
からなる現像液に可溶なものである。かかる共重合体に
おいて、アクリル酸またはメタクリル酸と共重合するア
クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの具体例
としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、
２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、オリゴエチレングリコールモノア
ルキルエステルアクリレート、オリゴエチレングリコー
ルモノアルキルエステルメタクリレートなどが挙げられ
る。

【００１２】カルボキシル基を有する共重合体は、レジ
スト組成物中の着色材料（通常は顔料）を除く全固形分
に対して、一般には５〜９０重量％、好ましくは２０〜
８０重量％、さらに好ましくは４０〜８０重量％の範囲
で含有される。

【００１３】レジスト組成物を構成する光重合性モノマ
ーは、単官能モノマーのほか、２官能、３官能、その他
の多官能モノマーであることができる。単官能モノマー
の具体例としては、ノニルフェニルカルビトールアクリ
レート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアク
リレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリエチレン
グリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコー
ルモノアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドンなどの単官
能アクリレートや単官能メタクリレートを挙げることが
でき、２官能モノマーの具体例としては、ポリプロピレ
ングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール
ジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヘキサン
ジオールジアクリレート、ビスフェノールＡジアクリレ
ート、ビスフェノールＺジアクリレート、ビスフェノー
ルフルオレノンジアクリレートなどの２官能アクリレー
トや２官能メタクリレートを挙げることができ、３官能
モノマーの具体例としては、トリメチロールエタントリ
アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチ
ロールプロパントリス（アクリロイルオキシプロピル）
エーテル、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシ
アヌレート、トリス（アクリロイルオキシエチル）シア
ヌレート、グリセリントリアクリレートなどの３官能ア
クリレートや３官能メタクリレートを挙げることがで
き、またその他の多官能モノマーの具体例としては、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレートなどを挙げることがで
きる。これらの光重合性モノマーは、それぞれ単独で、
または２種類以上組み合わせて使用することができる。

【００１４】光重合性モノマーは、１種類のみを用いる
場合はその量として、また２種類以上併用する場合はそ
れらの合計量として、レジスト組成物中の着色材料を除
く全固形分に対し、一般には５〜６０重量％、好ましく
は２０〜５０重量％、さらに好ましくは２０〜４０重量
％の範囲で含有される。

【００１５】レジスト組成物のもう一つの成分である光
重合開始剤の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾイン
メチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイ
ンイソプロピルエーテルのようなベンゾインおよびその
アルキルエーテル類； アセトフェノン、２，２−ジメ
トキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエト
キシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジクロロ
アセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン、２−メチル−１−〔４−メチルチオフェニ
ル〕−２−モルフォリノプロパノン−１、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）ブタノン−１のようなアセトフェノン類； ２，４
−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチ
オキサントン、２−クロロチオキサントンのようなチオ
キサントン類；アセトフェノンジメチルケタール、ベン
ジルジメチルケタールのようなケタール類；ベンゾフェ
ノン類；アントラキノン類；キサントン類；２，４−ビ
ス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニ
ル）トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−
６−（４−メトキシスチリル）トリアジン、２，４−ビ
ス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチ
ル）トリアジンのようなｓ−トリアジン類などが挙げら
れる。これらの光重合開始剤は、それぞれ単独で、また
は２種類以上組み合わせて用いることができる。

【００１６】また光重合開始剤に加えて、ヘキサアリー
ルビスイミダゾール系化合物や水素供与体などを併用す
ることもできる。 ヘキサアリールビスイミダゾール系
化合物の例としては、２，２′−ビス（ｏ−クロロフェ
ニル）−４，４′，５，５′−テトラフェニル−１，
２′−ビスイミダゾール、２，２′−ビス（ｏ−メトキ
シフェニル）−４，４′，５，５′−テトラフェニル−
１，２′−ビスイミダゾールなどが挙げられ、水素供与
体の例としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、２
−メルカプトベンゾオキサゾールのような芳香族メルカ
プタン系化合物、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、
４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルのような第三級
アミノ基を有する芳香族カルボン酸エステル系化合物な
どが挙げられる。

【００１７】光重合開始剤は、１種類のみを用いる場合
はその量として、２種類以上併用する場合はそれらの合
計量として、またヘキサアリールビスイミダゾール系化
合物や水素供与体などを併用する場合はそれらを含めた
合計量として、レジスト組成物中の着色材料を除く全固
形分に対し、一般には５〜３０重量％、好ましくは５〜
２０重量％の範囲で含有される。

【００１８】レジスト組成物は、以上の黒色顔料、カル
ボキシル基を有する共重合体、光重合性モノマーおよび
光重合開始剤またはそれと併用剤を含む開始剤系に加え
て、溶剤を含有する。ここで用いる溶剤は、この分野で
通常用いられる各種のものであることができる。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
ルエーテルエステル類；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
アルキルエーテルエステル類；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
ロ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。

【００１９】溶剤の好ましい使用量は、それを含むレジ
スト組成物全体に対して、一般には５０〜９０重量％、
より好ましくは６０〜９０重量％、さらに好ましくは６
５〜８５重量％の範囲である。

【００２０】本発明に用いるレジスト組成物は、例えば
以下のようにして調製できる。すなわち、予め顔料を分
散剤とともに、ビーズミルなどを用いて、溶剤中に分散
させる。この際、カルボキシル基を有する共重合体の一
部または全部を、顔料および分散剤とともに混合するこ
ともできる。次いで、得られる顔料分散液に、カルボキ
シル基を有する共重合体、光重合性モノマー、光重合開
始剤および溶剤を、所定の濃度となるように添加し、目
的のレジスト組成物を得る。

【００２１】また、レジスト組成物の保存安定性を向上
させる目的で、ハイドロキノン、メチルハイドロキノ
ン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ｔ−ブチルカ
テコールのような熱重合禁止剤を添加することができ
る。熱重合禁止剤を用いる場合は通常、光重合性モノマ
ーの重量を基準に、25 〜 6,000 ppm 程度の範囲で添加
され、好ましい添加量は 50 〜 4,000 ppm、さらに好ま
しくは 100 〜 2,000 ppmの範囲である。さらに、レジ
スト組成物の塗布性を向上させる目的で、カチオン性界
面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性
剤、フッ素原子やシリーコンなどを含有するレベリング
剤またはフローコントロール剤などを添加することもで
きる。これらの界面活性剤やレベリング剤、フローコン
トロール剤などを用いる場合は、レジスト組成物全体に
対して１ppm 〜５重量％程度、好ましくは１ppm 〜１重
量％の範囲で添加される。その他、必要に応じて種々の
添加剤を配合することもできる。

【００２２】以上のようなブラックマトリックス用レジ
スト組成物を基板上に塗布し、光硬化および現像処理を
施すことにより、ブラックマトリックスのパターンが形
成される。パターン形成にあたってはまず、レジスト液
を基材（通常はガラス基板）上に、スピンコーター、バ
ーコーター、ロールコーターなどを使用して均一に塗布
し、溶剤を加熱除去するためのプリベークを行うことに
より、平滑な塗膜を得る。このときの塗膜の厚さは、通
常２μm 以下である。このようにして得られた塗膜に、
目的のパターンを形成するためのネガマスクを介して、
紫外線を照射する。この際、露光部全体に均一に紫外線
が照射されるよう、コンタクト露光機、プロキシミティ
露光機、ステッパーなどの装置を使用するのが好まし
い。次に、この塗膜をアルカリ現像液で処理して、未露
光部（未硬化部）を溶解させることにより、目的とする
パターンが得られる。

【００２３】ここで用いる現像液はアルカリ性化合物を
含み、さらに通常は界面活性剤を含む水溶液である。ア
ルカリ性化合物としては、無機および有機のアルカリ性
化合物のいずれも用いることができる。無機アルカリ性
化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸水素二アンモニウ
ム、燐酸二水素ナトリウム、燐酸二水素カリウム、燐酸
二水素アンモニウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリ
ウム、アンモニアなどが挙げられる。また有機アルカリ
性化合物の具体例としては、テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド、２−ヒドロキシエチルトリメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、モノメチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルア
ミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジ
イソプロピルアミン、エタノールアミンなどが挙げられ
る。これらの無機および有機アルカリ性化合物は、それ
ぞれ単独で、または２種類以上組み合わせて用いること
ができる。

【００２４】アルカリ性化合物は、１種類のみを用いる
場合はその濃度として、また２種類以上併用する場合は
それらの合計濃度として、 アルカリ現像液中で、一般
には０.0１〜１０重量％程度用いられ、好ましいアルカ
リ濃度は０.0５〜５重量％、さらに好ましくは０.1〜３
重量％である。

【００２５】アルカリ現像液中に含有させる界面活性剤
は、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤およ
びカチオン性界面活性剤のいずれでもよい。ノニオン性
界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアル
キルエーテル、ポリオキシエチレンアリールエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、その他
のポリオキシエチレン誘導体、オキシエチレン／オキシ
プロピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリ
セリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エス
テル、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げら
れる。アニオン性界面活性剤の具体例としては、ラウリ
ルアルコール硫酸エステルナトリウム、オレイルアルコ
ール硫酸エステルナトリウムのような高級アルコール硫
酸エステル塩類、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫
酸アンモニウムのようなアルキル硫酸塩類、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレンスル
ホン酸ナトリウムのようなアルキルアリールスルホン酸
塩類などが挙げられる。またカチオン性界面活性剤の具
体例としては、ステアリルアミン塩酸塩、ラウリルトリ
メチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベン
ジルクロライドのようなアミン塩または第四級アンモニ
ウム塩などが挙げられる。これらの界面活性剤は、それ
ぞれ単独で、または２種類以上組み合わせて用いること
ができる。

【００２６】界面活性剤は、１種類のみを用いる場合は
その濃度として、また２種類以上併用する場合はその合
計濃度として、アルカリ現像液中、一般には０.0１〜１
０重量％の濃度で用いられ、好ましい界面活性剤濃度は
０.0５〜８重量％、さらに好ましくは０.1〜５重量％で
ある。

【００２７】図１〜図６は、後述する実施例および比較
例におけるアルカリ現像後の現像液中に存在する粒子の
粒度分布を示しており、各粒径のものの存在頻度を表す
棒グラフと、ある粒径以下のものの存在量を表す累積曲
線とからなっている。図中、横軸は粒径（μm ）を、左
側の縦軸は棒グラフに対応して頻度（％）を、また右側
の縦軸は、累積曲線に対応して累積量（％）を表す。図
１のものは、最大粒子径が約０.５μm、図２のものは、
最大粒子径が約０.８μm、図３のものは、最大粒子径が
約０.７μm、図４のものは、最大粒子径が約０.６μmと
なっているのに対し、図５のものは、最大粒子径が約２
μm 、そして図６のものは、最大粒子径が約５μm とな
っている。図１〜図４のように、現像後の現像液中に存
在する粒子の最大径が１μm 以下であれば、基板上の開
口部（アルカリ溶解部）に現像残渣が少なく、またライ
ンの欠けもない。これに対し、図５および図６のよう
に、現像後の現像液中に存在する粒子の最大径が１μm
を越えると、基板上の開口部の残渣が顕著に多くなり、
またラインの欠けも目立つようになる。

【００２８】そこで本発明は、現像後のアルカリ現像液
中に存在する粒子の最大径が１μm以下となる現像特性
を示すレジスト組成物とアルカリ現像液の組合せを選択
することを必須とする。

【００２９】このような組合せとするためには、レジス
ト組成物の側からいえば、例えば、レジスト組成物中で
顔料が十分に分散された状態にするとか、カルボキシル
基を有する共重合体として、アルカリ現像液に溶けやす
いものを選択するとか、光重合性モノマーおよび／また
は光重合開始剤として、アルカリ現像液に溶けやすいも
のを選択するとかの方策が考えられ、またアルカリ現像
液の側からいえば、例えば、レジストに対する適度の溶
解能力を有するアルカリ性水溶液を選択するとか、アル
カリ濃度を比較的低めに設定して顔料粒子のまわりに未
溶解樹脂を取り込まないようにするとか、現像時間を比
較的長くするとかの方策が考えられる。ただし、現像後
のアルカリ現像液中に存在する粒子の最大径が１μm 以
下となる条件は、必ずしも一義的に定まらない場合が多
く、また上記のような方策を複数組み合わせることによ
ってはじめて達成される場合も多いので、適宜予備実験
を行うことにより、本発明の規定を満たす条件を設定す
ることができる。例えば、レジスト組成物があるものに
特定されている場合は、アルカリ現像液の種類や濃度を
適宜変えて実験を行うことにより、最適の条件を設定す
ることができる。また、レジスト組成物を構成する各成
分およびその量、ならびにアルカリ現像液を構成する各
成分およびその濃度について、先に説明した範囲内で適
宜変更することにより、最適の条件を設定すればよい。

【００３０】現像後は、通常水洗を施して、目的とする
パターンが得られるが、水洗後必要に応じて、１００〜
２５０℃、好ましくは１２０〜２５０℃、さらに好まし
くは１５０〜２５０℃で、１０〜１２０分程度、好まし
くは１０〜６０分、さらに好ましくは１０〜４０分間、
ポストベークして後硬化することもできる。

【００３１】以上のようにしてアルカリ現像後の現像液
中に存在する粒子の最大径が１μm以下となるように、
レジスト組成物とアルカリ現像液の組合せを選択するこ
とにより、パターン開口部での現像残渣が少なく、開口
部基板の曇価（透過ヘイズ）が小さい、具体的には開口
部の曇価が０.3以下のブラックマトリックス基板が得ら
れる。そしてこのブラックマトリックス基板には、３色
のカラーフィルター要素、通常は赤、緑および青の各カ
ラーフィルター要素が配置されてカラーフィルターとな
る。ブラックマトリックス以外の各カラーフィルター要
素の形成には、この分野で知られている各種の着色レジ
スト組成物を用い、紫外線照射の際のパターンを変える
以外は上記ブラックマトリックスの形成に準じた方法が
採用できる。ブラックマトリックスおよび３色の各カラ
ーフィルター要素の形成順序は任意であるが、一般に
は、ブラックマトリックスが形成された基板上に、赤、
緑および青の各カラーフィルター要素が任意の順序で形
成される。さらには、このようにして得られるカラーフ
ィルターは、液晶カラーディスプレイなどに組み込まれ
て、カラー表示パネルとなる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限
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。

【００３３】実施例１〜４および比較例１〜２ 〈顔料分散液の調製〉プロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート２２５.0ｇに分散剤としてノニオン
性界面活性剤１８.1ｇを溶かした溶液を高速で攪拌しな
がら、そこへカーボンブラック〔三菱化学（株）製の
“MA-100”〕６０.3ｇを徐々に添加し、３０分間高速攪
拌を継続してプレミックスした。次に、このプレミック
スした液をビーズミルで処理して、カーボンブラックが
均一に分散した顔料分散液を調製した。

【００３４】〈ブラックレジストの調製〉上で調製した
顔料分散液を攪拌しながら、そこへ、カルボキシル基を
有する共重合体として、メタクリル酸とベンジルメタク
リレートとのモル比３５／６５の共重合体であって、重
量平均分子量約 50,000 のもの３５.7ｇ、光重合性モノ
マーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
１５.4ｇ、光重合開始剤として２，４−ビス（トリクロ
ロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，
５−トリアジン（以下トリアジン−Ａと称す）１０.5
ｇ、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート（以下ＰＧＭＥＡと称す）３３５.0ｇからなる
感光性樹脂溶液を徐々に仕込み、表１に示す組成のブラ
ックレジストを調製した。

【００３５】

【表１】ブラックレジストの組成 カーボンブラック 8.62 部 カルボキシル基を有する共重合体 5.10 部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 2.20 部 トリアジン−Ａ 1.50 部 ＰＧＭＥＡ 80.00 部分散剤 2.58 部 合 計 100.00 部

【００３６】〈パターニング〉上で調製したブラックレ
ジストをガラス基板上に膜厚が均一になるようにスピン
塗布し、１００℃で３分間プリベークして乾燥させた。
スピン塗付の条件は、ポストベーク後の膜厚が１.０μm
となるように回転数を設定した。プリベーク後室温まで
冷却し、次に超高圧水銀灯（波長３６５nmにおける照度
２.２mW／cm²）を用いて４０mJ／cm² で露光した後、現
像し、水洗後、２２０℃で３０分間のポストベークを行
って乾燥させた。現像には、９％のアニオン性界面活性
剤を含む５％炭酸ナトリウム水溶液を原液とし、表２に
示す希釈倍率で希釈した現像液を用いた。

【００３７】〈粒度および曇価の測定〉現像後のアルカ
リ現像液をそのまま、 マイクロトラック粒度分析計
（日機装（株）製）にかけて、現像液中に存在する粒子
の粒度分布を測定した。各例の結果は図１〜図６に示す
とおりであり、最大粒子径が１μm 以下の場合を○、そ
して最大粒子径が１μm を越えている場合を×とした。
また、直読ヘイズコンピューター（スガ試験機（株）
製）を用いて、残渣量の指標となる基板上の開口部の曇
価（透過ヘイズ）を測定した。結果を表２に示す。

【００３８】〈ライン直線性の評価〉上記の方法でパタ
ーニングされた１０μm のラインアンドスペースパター
ンを倍率 2,500倍の反射型光学顕微鏡で観察し、パター
ンに欠けのないものを○、そして欠けが認められるもの
を×として評価した。結果を表２に示す。

【００３９】

【表２】 レジスト評価結果 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 比較例１ 比較例２ ──────────────────────────────────── 光学濃度 ^* 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 現像液希釈倍率 50倍 45倍 40倍 35倍 25倍 10倍 粒度分布 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 同判定 ○ ○ ○ ○ × × 曇 価 0.1 0.1 0.1 0.1 1.8 0.5 残渣の判定 ○ ○ ○ ○ × × ライン直線性 ○ ○ ○ ○ × × ──────────────────────────────────── 総合評価 ○ ○ ○ ○ × × ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ^* 光学濃度：ポストベーク後の乾燥膜厚１.０μmでの実測値。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、ライン直線性に優れ、
かつ開口部の残渣が少ないブラックマトリックス基板を
作製することができる。したがって残渣除去工程が必要
なく、またブラックマトリックス作製の際の歩留りを上
げることができる。そして、このブラックマトリックス
基板上には、他の３色のカラーフィルター要素を効果的
に形成して、カラーフィルターとし、さらにはカラー表
示パネルとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１でアルカリ現像した後の現像液中に存
在する粒子の粒度分布を表す。

【図２】実施例２でアルカリ現像した後の現像液中に存
在する粒子の粒度分布を表す。

【図３】実施例３でアルカリ現像した後の現像液中に存
在する粒子の粒度分布を表す。

【図４】実施例４でアルカリ現像した後の現像液中に存
在する粒子の粒度分布を表す。

【図５】比較例１でアルカリ現像した後の現像液中に存
在する粒子の粒度分布を表す。

【図６】比較例２でアルカリ現像した後の現像液中に存
在する粒子の粒度分布を表す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】黒色顔料を含有するレジスト組成物から形
   成された塗膜を露光し、次いでアルカリ現像液で現像し
   て、カラーフィルター用ブラックマトリックス基板を製
   造する方法であって、該レジスト組成物が、該黒色顔料
   に加えて、カルボキシル基を有する共重合体、光重合性
   モノマーおよび光重合開始剤を含有し、そして、現像後
   のアルカリ現像液中に存在する粒子の最大径が１μm 以
   下となる現像特性を示すレジスト組成物とアルカリ現像
   液の組合せを選択し、該選択されたレジスト組成物を基
   板に適用して塗膜を形成し、形成された塗膜を露光し、
   次いで該選択されたアルカリ現像液で現像することを特
   徴とする、ブラックマトリックス基板の製造方法。
2. 【請求項２】黒色顔料、カルボキシル基を有する共重合
   体、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有するレ
   ジスト組成物から請求項１記載の方法によって製造さ
   れ、アルカリ現像液に溶解した開口部の基板の曇価が
   ０.3以下であることを特徴とするカラーフィルター用ブ
   ラックマトリックス基板。
3. 【請求項３】請求項２記載のブラックマトリックス基板
   に３色のカラーフィルター要素を配置してなるカラーフ
   ィルター。
4. 【請求項４】請求項３記載のカラーフィルターを搭載し
   てなるカラー表示パネル。