JPH0694914A - 遮光膜及びその形成方法 - Google Patents
遮光膜及びその形成方法Info
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- JPH0694914A JPH0694914A JP24486792A JP24486792A JPH0694914A JP H0694914 A JPH0694914 A JP H0694914A JP 24486792 A JP24486792 A JP 24486792A JP 24486792 A JP24486792 A JP 24486792A JP H0694914 A JPH0694914 A JP H0694914A
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- heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜で、十分な遮光度、パターン精度を有する
遮光膜及びその形成方法を提供する。 【構成】加熱により不可逆的に黒色とされた化合物を、
黒色顔料として含有する遮光膜である。この遮光膜は、
加熱により不可逆的に黒色化する化合物を含む樹脂組成
物の塗布層をフォトリソグラフィー法によりパターンニ
ングした後、加熱により前記化合物を黒色化することに
より形成される。
遮光膜及びその形成方法を提供する。 【構成】加熱により不可逆的に黒色とされた化合物を、
黒色顔料として含有する遮光膜である。この遮光膜は、
加熱により不可逆的に黒色化する化合物を含む樹脂組成
物の塗布層をフォトリソグラフィー法によりパターンニ
ングした後、加熱により前記化合物を黒色化することに
より形成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遮光膜に係り、特に液
晶表示体、固体撮像素子等に用いられる遮光膜に関す
る。
晶表示体、固体撮像素子等に用いられる遮光膜に関す
る。
【0002】
【従来の技術】遮光膜は、液晶表示体において、ブラッ
クマトリックスとして画素間に形成されたり、信号線等
の金属配線上部を覆ってコントラストを向上させるため
に用いられている。また、固体撮像素子においては、電
荷移動部にオプティカルブラックとして、又は、感度、
色再現性等を向上させるために画素間に形成されてい
る。
クマトリックスとして画素間に形成されたり、信号線等
の金属配線上部を覆ってコントラストを向上させるため
に用いられている。また、固体撮像素子においては、電
荷移動部にオプティカルブラックとして、又は、感度、
色再現性等を向上させるために画素間に形成されてい
る。
【0003】この遮光膜は、可視光を透過せず、しかも
厚さは画素と同程度か又はそれ以下である必要があっ
て、一般には2μm以下とされており、以下に示すよう
なものがある。 (1)クロム、アルミニウム等の金属をスパッタリン
グ、又は蒸着させた遮光膜 (2)高分子材料を黒色染料で染色して塗布した遮光膜
厚さは画素と同程度か又はそれ以下である必要があっ
て、一般には2μm以下とされており、以下に示すよう
なものがある。 (1)クロム、アルミニウム等の金属をスパッタリン
グ、又は蒸着させた遮光膜 (2)高分子材料を黒色染料で染色して塗布した遮光膜
【0004】(3)感光性樹脂組成物にカーボンブラッ
ク、鉄黒、有機黒色顔料等の黒色顔料を分散させてパタ
ーン精度よく形成した遮光膜(特開昭62−21260
3、特開平2−153353等) また、最近では、重クロム酸銀を光照射によって黒色化
させる技術(特開平1−82001)も提案されてい
る。
ク、鉄黒、有機黒色顔料等の黒色顔料を分散させてパタ
ーン精度よく形成した遮光膜(特開昭62−21260
3、特開平2−153353等) また、最近では、重クロム酸銀を光照射によって黒色化
させる技術(特開平1−82001)も提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
遮光膜には、それぞれ次のような欠点がある。
遮光膜には、それぞれ次のような欠点がある。
【0006】(1)の金属を用いた遮光膜は生産性が必
ずしも良くなく、しかも光を反射するため迷光を生じや
すく、(2)の黒色染料で染色した遮光膜は、十分な耐
熱性が得られず、形成する際の工程が多い。また、
(3)の黒色顔料を感光性樹脂組成物に分散させた遮光
膜では、黒色顔料の濃度を上げるとパターン形成ができ
なくなるため、遮光度が十分でない。さらに、重クロム
酸銀を用いる場合は、重クロム酸銀が高価であり、かつ
重クロム酸の処理が問題となりやすい。
ずしも良くなく、しかも光を反射するため迷光を生じや
すく、(2)の黒色染料で染色した遮光膜は、十分な耐
熱性が得られず、形成する際の工程が多い。また、
(3)の黒色顔料を感光性樹脂組成物に分散させた遮光
膜では、黒色顔料の濃度を上げるとパターン形成ができ
なくなるため、遮光度が十分でない。さらに、重クロム
酸銀を用いる場合は、重クロム酸銀が高価であり、かつ
重クロム酸の処理が問題となりやすい。
【0007】一方、加熱により結晶水を喪失して変色す
る化合物と、補色の化合物とを合わせて黒色化する方法
(特開平4−26801)が知られているが、該化合物
は加熱後も吸湿によってもとの色に戻りやすく、かつ、
補色化合物を含んでいるため、感度が低く、遮光度が不
安定であるという欠点がある。
る化合物と、補色の化合物とを合わせて黒色化する方法
(特開平4−26801)が知られているが、該化合物
は加熱後も吸湿によってもとの色に戻りやすく、かつ、
補色化合物を含んでいるため、感度が低く、遮光度が不
安定であるという欠点がある。
【0008】また、加熱により不可逆的に黒色化する化
合物は、示温顔料として公知(萩野他「特殊機能塗料と
コーティング」CMC,(1987年)等)であるが、
この化合物を遮光膜に応用した例は、まだ知られていな
い。そこで、本発明の目的は、上記のような欠点を有せ
ず、薄膜で十分な遮光度、パターン精度を有する遮光膜
及びその形成方法を提供することにある。
合物は、示温顔料として公知(萩野他「特殊機能塗料と
コーティング」CMC,(1987年)等)であるが、
この化合物を遮光膜に応用した例は、まだ知られていな
い。そこで、本発明の目的は、上記のような欠点を有せ
ず、薄膜で十分な遮光度、パターン精度を有する遮光膜
及びその形成方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、加熱により不可逆的に黒色とされた化合
物を黒色顔料として含有する樹脂パターンを具備するこ
とを特徴とする遮光膜を提供する。
に、本発明は、加熱により不可逆的に黒色とされた化合
物を黒色顔料として含有する樹脂パターンを具備するこ
とを特徴とする遮光膜を提供する。
【0010】また、本発明は、加熱により不可逆的に黒
色となる化合物を含有する樹脂組成物をガラス基板に塗
布する工程と、この塗布膜をフォトリソグラフィー法に
よりパターニングする工程と、前記化合物を加熱により
黒色化する工程とを具備することを特徴とする遮光膜の
形成方法を提供する。本発明の遮光膜に使用する、加熱
によって不可逆的に黒色となる化合物としては、以下の
ようなものが挙げられる。 (1)固体間の化学反応により変色する化合物 例えば、鉛白(2PbCO3 ・Pb(OH)2 )と硫化
亜鉛(ZnS)との混合物。 (2)熱分解により変色する化合物
色となる化合物を含有する樹脂組成物をガラス基板に塗
布する工程と、この塗布膜をフォトリソグラフィー法に
よりパターニングする工程と、前記化合物を加熱により
黒色化する工程とを具備することを特徴とする遮光膜の
形成方法を提供する。本発明の遮光膜に使用する、加熱
によって不可逆的に黒色となる化合物としては、以下の
ようなものが挙げられる。 (1)固体間の化学反応により変色する化合物 例えば、鉛白(2PbCO3 ・Pb(OH)2 )と硫化
亜鉛(ZnS)との混合物。 (2)熱分解により変色する化合物
【0011】コバルト、ニッケル、鉄、銅、クロム、マ
ンガン、鉛、モリブデン、バナジウムなどのアミン、ア
ンモニウム、炭酸、シュウ酸、水酸、チオシアナート、
ハロゲン等の塩などで、例えば、バナジン酸アンモニウ
ム((NH4 )3 VO3 )、銅ピリジンチオシアナート
((Cu(Py)2 )(NCS)2 )、シュウ酸コバル
ト(CoC2 O4 )、コバルトアコペンタミンクロリド
((Co(NH3 )5(H2 O)Cl2 )、シュウ酸鉄
(FeC2 O4 )、水酸化銅(Cu(OH),Cu(O
H)2 )、水酸化コバルト(Co(OH)2 ,Co(O
H)3 )、モリブデン酸鉄アンモニウム(3(NH4 )
2 ・Fe2 O3 ・12MoO3 ・19H2 O)等が挙げ
られる。特に好ましくは、水酸化第二銅(Cu(OH)
2 )、水酸化コバルト(Co(OH)2 ,Co(OH)
3 )、シュウ酸コバルト(CoC2 O4 ・2H2 O)等
である。
ンガン、鉛、モリブデン、バナジウムなどのアミン、ア
ンモニウム、炭酸、シュウ酸、水酸、チオシアナート、
ハロゲン等の塩などで、例えば、バナジン酸アンモニウ
ム((NH4 )3 VO3 )、銅ピリジンチオシアナート
((Cu(Py)2 )(NCS)2 )、シュウ酸コバル
ト(CoC2 O4 )、コバルトアコペンタミンクロリド
((Co(NH3 )5(H2 O)Cl2 )、シュウ酸鉄
(FeC2 O4 )、水酸化銅(Cu(OH),Cu(O
H)2 )、水酸化コバルト(Co(OH)2 ,Co(O
H)3 )、モリブデン酸鉄アンモニウム(3(NH4 )
2 ・Fe2 O3 ・12MoO3 ・19H2 O)等が挙げ
られる。特に好ましくは、水酸化第二銅(Cu(OH)
2 )、水酸化コバルト(Co(OH)2 ,Co(OH)
3 )、シュウ酸コバルト(CoC2 O4 ・2H2 O)等
である。
【0012】上記化合物の混合量は、必要とされる遮光
膜の膜厚、遮光度によって適宜選択することができる
が、一般には感光性樹脂組成物(溶剤を除く)100重
量部当り0.5〜400重量部、好ましくは10〜30
0重量部の割合で混合することができる。0.5重量部
未満では、加熱により黒色となる化合物の効果が十分に
得られず、400重量部を越えると、感光性樹脂組成物
が硬化しにくくなるという問題が生じる。
膜の膜厚、遮光度によって適宜選択することができる
が、一般には感光性樹脂組成物(溶剤を除く)100重
量部当り0.5〜400重量部、好ましくは10〜30
0重量部の割合で混合することができる。0.5重量部
未満では、加熱により黒色となる化合物の効果が十分に
得られず、400重量部を越えると、感光性樹脂組成物
が硬化しにくくなるという問題が生じる。
【0013】本発明において使用される感光性樹脂は、
フォトリソグラフィー法でパターンを形成できるもので
あれば特に限定はないが、ネガ型で、ある程度の分解ガ
ス透過性、及び耐熱性を有するものが好ましい。
フォトリソグラフィー法でパターンを形成できるもので
あれば特に限定はないが、ネガ型で、ある程度の分解ガ
ス透過性、及び耐熱性を有するものが好ましい。
【0014】なお、感光性樹脂は、使用する化合物に応
じて適宜選択することができるが、アジド、ジアゾ等の
感光剤を含むUV硬化レジスト、光重合開始系、化学増
幅型レジスト等が挙げられる。本発明において使用され
る溶剤としては、水、メチルセルソルブ、エチルカルビ
トール等が挙げられるが、感光性樹脂に応じて適宜選択
することができる。溶剤は、感光性樹脂100重量部に
対して、10〜2000重量部、好ましくは100〜1
000重量部を使用することができる。
じて適宜選択することができるが、アジド、ジアゾ等の
感光剤を含むUV硬化レジスト、光重合開始系、化学増
幅型レジスト等が挙げられる。本発明において使用され
る溶剤としては、水、メチルセルソルブ、エチルカルビ
トール等が挙げられるが、感光性樹脂に応じて適宜選択
することができる。溶剤は、感光性樹脂100重量部に
対して、10〜2000重量部、好ましくは100〜1
000重量部を使用することができる。
【0015】
【作用】本発明の遮光膜は、加熱により不可逆的に黒色
となる化合物を感光性樹脂組成物に混合し、パターニン
グ後に加熱して形成している。したがって、パターン形
成時には、樹脂組成物は黒色でなく、パターニングに必
要な光線に対し十分な透過性・反応性を有しており、良
好なパターン精度が得られる。また、本発明の遮光膜に
用いられる感光性樹脂組成物は、ガラス基板上に薄く塗
布することができるので、画素と同程度又はそれ以下の
薄さの膜を形成することができる。しかも、パターン形
成後、加熱によって黒色化するために可視全域にわたっ
て、十分な遮光度が得られる。
となる化合物を感光性樹脂組成物に混合し、パターニン
グ後に加熱して形成している。したがって、パターン形
成時には、樹脂組成物は黒色でなく、パターニングに必
要な光線に対し十分な透過性・反応性を有しており、良
好なパターン精度が得られる。また、本発明の遮光膜に
用いられる感光性樹脂組成物は、ガラス基板上に薄く塗
布することができるので、画素と同程度又はそれ以下の
薄さの膜を形成することができる。しかも、パターン形
成後、加熱によって黒色化するために可視全域にわたっ
て、十分な遮光度が得られる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【0017】図1は、本発明の遮光膜を具備する液晶表
示装置の製造工程を示す断面図である。まず、図1
(a)に示すように、感光性樹脂組成物12を、ガラス
基板11上に0.1〜5μm、好ましくは0.5〜2.
0μmの厚さで塗布する。なお、樹脂組成物は、溶剤に
感光性樹脂を溶解させたものであり、さらに、加熱によ
り不可逆的に黒色化する化合物が混合されている。樹脂
組成物12を塗布した後、基板と樹脂組成物との密着性
を向上させるために、50〜150℃、0.5〜20分
間、好ましくは80〜110℃、1〜5分間のプリベー
クを行なう。次いで、図1(b)に示すように、フォト
マスク13を介して、高圧水銀灯(図示せず)から紫外
光14を照射し、感光性樹脂組成物12を露光する。
示装置の製造工程を示す断面図である。まず、図1
(a)に示すように、感光性樹脂組成物12を、ガラス
基板11上に0.1〜5μm、好ましくは0.5〜2.
0μmの厚さで塗布する。なお、樹脂組成物は、溶剤に
感光性樹脂を溶解させたものであり、さらに、加熱によ
り不可逆的に黒色化する化合物が混合されている。樹脂
組成物12を塗布した後、基板と樹脂組成物との密着性
を向上させるために、50〜150℃、0.5〜20分
間、好ましくは80〜110℃、1〜5分間のプリベー
クを行なう。次いで、図1(b)に示すように、フォト
マスク13を介して、高圧水銀灯(図示せず)から紫外
光14を照射し、感光性樹脂組成物12を露光する。
【0018】次に、図1(c)に示すように、現像して
所定のパターンを形成し、加熱によって、樹脂組成物1
2中の化合物を黒色化し遮光膜15を得る。この加熱温
度は、特に限定はないが、100〜300℃が好まし
く、特に好ましくは、120〜250℃である。100
℃未満では、化合物が十分に黒色化せず、300℃を越
えると基板の反りなどが生じる。なお、この加熱は、1
〜30分間、好ましくは5〜10分間かけて行なうこと
ができる。また、加熱手段としては、ホットプレート、
オーブン、赤外線ランプ等を使用することができる。
所定のパターンを形成し、加熱によって、樹脂組成物1
2中の化合物を黒色化し遮光膜15を得る。この加熱温
度は、特に限定はないが、100〜300℃が好まし
く、特に好ましくは、120〜250℃である。100
℃未満では、化合物が十分に黒色化せず、300℃を越
えると基板の反りなどが生じる。なお、この加熱は、1
〜30分間、好ましくは5〜10分間かけて行なうこと
ができる。また、加熱手段としては、ホットプレート、
オーブン、赤外線ランプ等を使用することができる。
【0019】なお、その後は、図1(d)に示すよう
に、各遮光膜15の間にカラーフィルター16を設け、
図1(e)に示すように、保護膜17、透明電極18と
してITOをスパッタリング等によって蒸着して、その
上に配向膜19を形成し、さらに、液晶、電極、ガラス
基板等(図示せず)を設けることによって、液晶表示体
を作製することができる。以下、本発明の実施例を示
し、本発明をより具体的に説明する。 (実施例1)
に、各遮光膜15の間にカラーフィルター16を設け、
図1(e)に示すように、保護膜17、透明電極18と
してITOをスパッタリング等によって蒸着して、その
上に配向膜19を形成し、さらに、液晶、電極、ガラス
基板等(図示せず)を設けることによって、液晶表示体
を作製することができる。以下、本発明の実施例を示
し、本発明をより具体的に説明する。 (実施例1)
【0020】N−ビニルピロリドンとベンジルメタクリ
レートとの共重合体(重量比40:60)からなる感光
性樹脂49重量部と、4,4´−ジアジドスチルベン4
重量部、及びメチルセルソルブ55重量部を含む溶剤と
を混合して感光性樹脂組成物を作製した。
レートとの共重合体(重量比40:60)からなる感光
性樹脂49重量部と、4,4´−ジアジドスチルベン4
重量部、及びメチルセルソルブ55重量部を含む溶剤と
を混合して感光性樹脂組成物を作製した。
【0021】加熱により不可逆的に黒色となる化合物と
して、水酸化第二銅水和物を30重量部、前記感光性樹
脂組成物に混合した。得られた混合物をガラス基板上に
塗布し、密着性をよくするために90℃、5分間のプリ
ベークを行ない、2μmの膜を形成した。続いて、解像
度試験用マスクを介し、高圧水銀灯で露光(500mJ
/cm2 )し、現像したところ、4μmの解像度を有す
る淡水色パターンが得られた。さらに、180℃で10
分間加熱して黒色化した。本実施例で作製した遮光膜の
加熱後の透過率の変化を、加熱前の透過率の変化ととも
に図2に示す。
して、水酸化第二銅水和物を30重量部、前記感光性樹
脂組成物に混合した。得られた混合物をガラス基板上に
塗布し、密着性をよくするために90℃、5分間のプリ
ベークを行ない、2μmの膜を形成した。続いて、解像
度試験用マスクを介し、高圧水銀灯で露光(500mJ
/cm2 )し、現像したところ、4μmの解像度を有す
る淡水色パターンが得られた。さらに、180℃で10
分間加熱して黒色化した。本実施例で作製した遮光膜の
加熱後の透過率の変化を、加熱前の透過率の変化ととも
に図2に示す。
【0022】図2において、曲線aは加熱前の透過率を
表わし、曲線bは加熱後の透過率を表わす。このよう
に、本実施例の遮光膜は、加熱前は、可視光域において
20%程度の透過率を有しているが、加熱により透過率
は1%程度になり、十分な遮光度が得られていることが
わかる。なお、この遮光膜の可視光域での光学密度
(O.D.)は、2.1であった。 (実施例2)
表わし、曲線bは加熱後の透過率を表わす。このよう
に、本実施例の遮光膜は、加熱前は、可視光域において
20%程度の透過率を有しているが、加熱により透過率
は1%程度になり、十分な遮光度が得られていることが
わかる。なお、この遮光膜の可視光域での光学密度
(O.D.)は、2.1であった。 (実施例2)
【0023】加熱により不可逆的に黒色となる化合物と
して、シュウ酸コバルト・二水和物を使用し、黒色化の
ための加熱温度を290℃とした以外は、実施例1と同
様にして遮光膜を形成した。得られた遮光膜は、4μm
の解像度と、2.0の光学密度を有しており、パターン
精度、遮光度とも良好であった。 (実施例3)
して、シュウ酸コバルト・二水和物を使用し、黒色化の
ための加熱温度を290℃とした以外は、実施例1と同
様にして遮光膜を形成した。得られた遮光膜は、4μm
の解像度と、2.0の光学密度を有しており、パターン
精度、遮光度とも良好であった。 (実施例3)
【0024】加熱により不可逆的に黒色となる化合物と
して、水酸化コバルトを使用し、黒色化のための加熱温
度を220℃とした以外は、実施例1と同様にして遮光
膜を形成した。得られた遮光膜は、4μmの解像度と、
1.9の光学密度を有しており、パターン精度、遮光度
とも良好であった。 (比較例)
して、水酸化コバルトを使用し、黒色化のための加熱温
度を220℃とした以外は、実施例1と同様にして遮光
膜を形成した。得られた遮光膜は、4μmの解像度と、
1.9の光学密度を有しており、パターン精度、遮光度
とも良好であった。 (比較例)
【0025】加熱により不可逆的に黒色となる化合物に
かえて、カーボンブラック(ラーベン1255、コロン
ビアカーボン製)を同量使用した以外は、実施例1と同
様にして感光性樹脂組成物をガラス基板上に塗布し、露
光・現像を行なったが、樹脂膜が硬化せずに現像で除か
れ、遮光膜を形成することができなかった。
かえて、カーボンブラック(ラーベン1255、コロン
ビアカーボン製)を同量使用した以外は、実施例1と同
様にして感光性樹脂組成物をガラス基板上に塗布し、露
光・現像を行なったが、樹脂膜が硬化せずに現像で除か
れ、遮光膜を形成することができなかった。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
加熱により黒色化する化合物を黒色顔料として含む感光
性樹脂組成物を用いて遮光膜を形成している。したがっ
て、良好なパターン精度と、十分な遮光度とを有する遮
光膜を得ることができる。
加熱により黒色化する化合物を黒色顔料として含む感光
性樹脂組成物を用いて遮光膜を形成している。したがっ
て、良好なパターン精度と、十分な遮光度とを有する遮
光膜を得ることができる。
【図1】本発明の遮光膜の形成工程を示す図。
【図2】本発明の遮光膜の可視光域における透過率を示
す図。
す図。
11…ガラス基板,12…感光性樹脂,13…フォトマ
スク,14…紫外光 15…遮光膜,16…カラーフィルター,17…保護
膜,18…ITO 19…配向膜。
スク,14…紫外光 15…遮光膜,16…カラーフィルター,17…保護
膜,18…ITO 19…配向膜。
Claims (2)
- 【請求項1】 加熱により不可逆的に黒色とされた化合
物を黒色顔料として含有する樹脂パターンを具備するこ
とを特徴とする遮光膜。 - 【請求項2】 加熱により不可逆的に黒色となる化合物
を含有する樹脂組成物をガラス基板に塗布する工程と、
この塗布膜をフォトリソグラフィー法によりパターニン
グする工程と、前記化合物を加熱により黒色化する工程
とを具備することを特徴とする遮光膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24486792A JPH0694914A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 遮光膜及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24486792A JPH0694914A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 遮光膜及びその形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0694914A true JPH0694914A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17125180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24486792A Pending JPH0694914A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 遮光膜及びその形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0694914A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006084912A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Toppan Printing Co Ltd | カラーフィルタ基板 |
JP2007115921A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Fujifilm Electronic Materials Co Ltd | 遮光膜形成用組成物、それを用いた固体撮像素子用遮光膜及び固体撮像素子 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP24486792A patent/JPH0694914A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006084912A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Toppan Printing Co Ltd | カラーフィルタ基板 |
JP2007115921A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Fujifilm Electronic Materials Co Ltd | 遮光膜形成用組成物、それを用いた固体撮像素子用遮光膜及び固体撮像素子 |
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