特開 2024-74455 ブラックマトリクスの製造方法及びブラックマトリクス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024074455

(43)【公開日】2024-05-31

(54)【発明の名称】ブラックマトリクスの製造方法及びブラックマトリクス

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/004 20060101AFI20240524BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20240524BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20240524BHJP

【ＦＩ】

G03F7/004 505

G02B5/20 101

G03F7/20 501

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022185593

(22)【出願日】2022-11-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】秋本 大地

【テーマコード（参考）】

2H148

2H197

2H225

【Ｆターム（参考）】

2H148BC02

2H148BC06

2H148BC12

2H148BD11

2H148BE36

2H148BG02

2H148BH28

2H197CA03

2H197CE01

2H197HA05

2H197HA08

2H197JA12

2H197JA14

2H225BA16P

2H225CA18

2H225CB02

2H225CC01

2H225CC13

(57)【要約】

【課題】ブラックマトリクスを二層構造として、しかも、１回の露光・現像及び硬化により、その端部に透明着色膜が重ねた場合にも、この重ね合わせ部に生じる突起部の高さを抑制できるブラックマトリクスの製造方法を提供すること。
【解決手段】二層構造のブラックマトリクスの下側の層をＡ層、上側の層をＢ層として、Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を透明基板上に塗付乾燥してＡ層を形成し（第１工程）、Ｂ層を形成する紫外線硬化性樹脂組成物をＡ層上に塗付し乾燥してＢ層を形成し（第２工程）、Ａ層上に重なったＢ層をパターン状に露光・現像して、Ａ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングし（第３工程）、このパターンを加熱することにより、前記Ａ層を完全硬化し、併せて、前記Ｂ層を溶融又は軟化してなだらかな形状に変形すると共に完全硬化する（第４工程）。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示装置のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスを製造する方法であって、
このブラックマトリクスが二層構造を有しており、その下側の層をＡ層、上側の層をＢ層として、下記第１工程～第４工程を有することを特徴とするブラックマトリクスの製造方法。
第１工程：前記Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を透明基板上に塗付し、乾燥して、前記Ａ層を形成する工程。
第２工程：前記Ｂ層を形成する紫外線硬化性樹脂組成物を前記Ａ層
上に塗付し、乾燥して、前記Ｂ層を形成する工程。
第３工程：前記Ａ層上に重なったＢ層をパターン状に露光・現像して、Ａ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングする工程。
第４工程：前記パターンを加熱することにより、前記Ａ層を完全硬化し、併せて、前記Ｂ層を溶融又は軟化してなだらかな形状に変形すると共に完全硬化する工程。

【請求項2】

前記Ｂ層の紫外線硬化性樹脂組成物として、前記Ａ層の紫外線硬化性遮光性樹脂組成物よりも遮光性材料の配合量が少ないものを使用することを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリクスの製造方法。

【請求項3】

前記第３工程において、Ｂ層と共にＡ層をパターン状に露光することを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリクスの製造方法。

【請求項4】

前記第３工程において、Ｂ層をパターン状に露光・現像して前記パターンを形成し、残存したパターン状Ｂ層をレジストパターンとしてＡ層を現像除去することを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリクスの製造方法。

【請求項5】

表示装置のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスであって、
二層構造を有しており、その下側の層をＡ層、上側の層をＢ層としたとき、
前記ブラックマトリクスの縦断面において、Ａ層とＢ層との境界を示す線を境界線として、この境界線とＡ層の外形線との交差角度の補角αより、前記境界線とＢ層の外形線との交差角度βが小さいことを特徴とするブラックマトリクス。

【請求項6】

前記交差角度βが６０度以下であることを特徴とする請求項５に記載のブラックマトリクス。

【請求項7】

前記補角αが９０度以下であることを特徴とする請求項５に記載のブラックマトリクス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に具備されるカラーフィルタ基板のブラックマトリクスを製造する方法及びブラックマトリクスに関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置は、透明電極を有する２枚の基板の間に液晶を挟み、この透明電極に対して画素ごとに電圧を印加することにより前記液晶を駆動し、この液晶の駆動によって表示光の透過と非透過（遮断）とを画素ごとに制御して、この透過部分と遮断部分とで画面表示を行う。そして、２枚の前記基板のうち一方の基板に画素ごとに透明着色膜を設けて、その透過光を着色することにより、カラー表示を可能としている。この透明着色膜を設けた基板は一般にカラーフィルタ基板と呼ばれるが、このカラーフィルタ基板は、例えば、透明基板と、この透明基板の表面を多数の画素領域に区画する線状の遮光膜（以下、ブラックマトリクスと記す）と、前記画素領域に設けられた透明着色膜とを備えて構成されている。透明着色膜は画素領域ごとに異なる色彩を有しており、代表的には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色の透明着色膜が利用される。

【0003】

これら３色は光の３原色であり、これら３原色及びその混合によって色彩のほぼ全てを表示することが可能となる。また、ブラックマトリクスは、特定の画素領域を透過する光と隣接する画素領域を透過する光との混合を防止するものである。例えば、赤色（Ｒ）画素に隣接して緑色（Ｇ）画素が存在する場合、この両者を透過する光同士の混合を防ぐことで鮮明なカラー画面の表示が可能となる。

【0004】

このカラーフィルタ基板は感光性着色樹脂組成物を用いたフォトリソ法により製造されている。例えば、透明基板にフォトリソ法を用いてブラックマトリクスを形成し、そのブラックマトリクスの空隙に、同じくフォトリソ法により透明赤色着色膜、透明緑色着色膜、透明青色着色膜を順次形成することで作製される。

【0005】

しかしながら、上記のような先にフォトリソ法によりブラックマトリクスを形成する方法では、白ヌケを防止するために、各透明着色膜をブラックマトリクスの端部に重なるように形成している（図５参照）。

【0006】

そして、このようにブラックマトリクス上に透明着色膜が重ねられた端部に突起部を生じ、例えば、前記透明電極の配線に断線を生じたり、そうでなくても、電流や電圧の不安定化を招くことがあった。また、この突起部の高さが高い場合には、対向電極板との離間距離が不均一になる等の悪影響を生じていた。さらに、カラーフィルタ基板の液晶側表面に塗布形成する配向膜の塗布に影響を及ぼしたり、この配向膜の表面に形成して、対向基板との間の間隙を制御するフォト・スペーサの塗布形成にも悪影響を生じることがある。

【0007】

これに対し、特許文献１では、図６のようにブラックマトリクスを二層構造とし、しかも、下側の第１ブラックマトリクス（第１ＢＭ）より上側の第２ブラックマトリクス（第２ＢＭ）を小面積として両層の間に段差を設けることにより、この段差により前記突起部の発生を防止する技術を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平６－３３１８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、まず感光性遮光性樹脂組成物を塗付し、露光・現像した後これを硬化させて第１ＢＭを形成し、次に、再び感光性遮光性樹脂組成物を塗付し、露光・現像した後これを硬化させて第２ＢＭを形成するというように、露光・現像とその硬化とを繰り返す必要があった。

【0010】

本発明は、ブラックマトリクスを二層構造として、しかも、１回の露光・現像及び硬化により、その端部に透明着色膜が重ねた場合にもこの重ね合わせ部に生じる前記突起部の高さを抑制できるブラックマトリクスの製造方法と、こうして製造されたブラックマトリクスとを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

すなわち、請求項１に記載の発明は、表示装置のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスを製造する方法であって、
このブラックマトリクスが二層構造を有しており、その下側の層をＡ層、上側の層をＢ層として、下記第１工程～第４工程を有することを特徴とするブラックマトリクスの製造方法である。
第１工程：前記Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を透明基板上に塗付し、乾燥して、前記Ａ層を形成する工程。
第２工程：前記Ｂ層を形成する紫外線硬化性樹脂組成物を前記Ａ層上に塗付し、乾燥して、前記Ｂ層を形成する工程。
第３工程：前記Ａ層上に重なったＢ層をパターン状に露光・現像して、Ａ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングする工程。
第４工程：前記パターンを加熱することにより、前記Ａ層を完全硬化し、併せて、前記Ｂ層を溶融又は軟化してなだらかな形状に変形すると共に完全硬化する工程。

【0012】

第４工程のように、単一の加熱工程で、前記Ａ層を完全硬化し、併せて、前記Ｂ層を又は軟化させてなだらかな形状に変形すると共に完全硬化するためには、例えば、前記Ｂ層の紫外線硬化性樹脂組成物として、前記Ａ層の紫外線硬化性遮光性樹脂組成物より遮光性材料の配合量が少ないものを使用すればよい。

【0013】

また、前記第３工程においては、Ｂ層と共にＡ層をパターン状に露光することにより、このパターン状のＢ層とＡ層とを共に現像液に不溶性として、次に現像液で現像することにより、不溶性となったパターン状の両層を残してこのパターン状の両層の外側にはみ出したＡ，Ｂ両層を現像液で溶解除去することにより、これらＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングすることができる。

【0014】

また、前記第３工程において、Ｂ層をパターン状に露光することにより、このパターン状のＢ層を現像液に不溶性とし、次に現像液で現像することにより、不溶性となったパターン状のＢ層を残してこのパターン状Ｂ層の外側にはみ出したＢ層を現像液で溶解除去すると共に、同時にこのパターン状Ｂ層の下に重なった部分のＡ層を残して、パターン状Ｂ層の外側にはみ出したＡ層を現像液で溶解除去することにより、これらＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングすることもできる。

【0015】

こうして製造されるブラックマトリクスは、表示装置のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスであって、
二層構造を有しており、その下側の層をＡ層、上側の層をＢ層としたとき、
前記ブラックマトリクスの縦断面において、Ａ層とＢ層との境界を示す線を境界線として、この境界線とＡ層の外形線との交差角度の補角αより、前記境界線とＢ層の外形線と
の交差角度βが小さいことを特徴とするブラックマトリクスである。

【0016】

前記交差角度βが６０度以下であることが好ましい。また、前記補角αが９０度以下であってよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、第１工程～第３工程でＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンを形成し、続く第４工程において、単一の加熱によりＢ層とＡ層の両層を完全硬化することができる。しかも、この第４工程においてＢ層は溶融又は軟化してなだらかな形状に変形するから、その周縁端部は中央に比べて薄くなる。そして、この薄い周縁端部に透明着色膜を重ねても、その突起部の高さは抑制できるのである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は本発明の実施形態に係り、ブラックマトリクスの各製造工程を示す断面説明図である。

【図2】図２は本発明の実施形態に係り、製造されたブラックマトリクスの縦断面の説明図である。

【図3】図３は本発明の実施形態に係り、製造されたブラックマトリクスに透明着色膜を重ねた状態を示す断面説明図である。

【図4】図４は本発明の他の実施形態に係り、製造されたブラックマトリクスの縦断面の説明図である。

【図5】図５は従来のブラックマトリクスの縦断面の説明図である。

【図6】図６も従来のブラックマトリクスの縦断面の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面を参照して、本開示の具体例を説明する。図１は本発明の実施形態に係り、ブラックマトリクスの各製造工程を示す断面説明図である。

【0020】

（第１工程）
すなわち、まず、図１（ａ）に示すように、Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を透明基板上に塗付し、乾燥して、前記Ａ層を形成する。

【0021】

透明基板としてはガラス基板を好適に使用できる。透明樹脂基板であってもよいが、後述する第４工程の加熱に耐える耐熱性が必要である。例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート等の透明樹脂基板を使用することができる。

【0022】

次に、Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物としては、紫外線硬化性樹脂成分と遮光性材料を混合した組成物を使用できる。この紫外線硬化性樹脂成分としては、例えば、樹脂バインダ、光重合性モノマー及び光重合開始剤の混合物を例示できる。この紫外線硬化性遮光性樹脂組成物は、溶剤に溶解又は分散して、透明基板上に塗付することができる。

【0023】

遮光性材料としては、例えば、黒色有機顔料、混色有機顔料及び無機顔料が挙げられる。黒色有機顔料としては、例えば、カーボンブラック、樹脂被覆カーボンブラック、ペリレンブラック又はアニリンブラックが挙げられる。混色有機顔料としては、例えば、赤、青、緑、紫、黄色、マゼンダ又はシアン等の顔料を混合して疑似黒色化したものが挙げられる。無機顔料としては、例えば、グラファイトが挙げられる。他の例としては、チタン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム若しくは銀等の金属微粒子が挙げられる。また前に示した金属の酸化物、複合酸化物、硫化物、窒化物及び炭化物を例示できる。

【0024】

このＡ層だけで十分な遮光性を発揮するように、紫外線硬化性遮光性樹脂組成物中に十分な量の遮光性材料が含まれていることが望ましい。例えば、５．０質量％以上である。望ましくは１０．０質量％以上である。紫外線硬化性遮光性樹脂組成物中の遮光性材料は８０．０質量％以下であることが望ましい。遮光性材料が８０．０質量％を越えると、現像液に対するＡ層の溶解性が低下して、第３工程において、Ａ層を所定のパターンにパターニングできないことがある。望ましくは５０質量％以下である。なお、前述のように、残部が樹脂成分である。

【0025】

次に、前記樹脂バインダとしては、各種重合性モノマーを重合して得られた樹脂バインダを使用できる。

【0026】

重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル類、Ｎ－ビニルピロリドン、スチレン類、アクリルアミド類、その他のビニル化合物、及びマクロモノマー類が使用できる。

【0027】

（メタ）アクリル酸エステル類としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、パラクミルＥＯ変性（メタ）アクリレートが例示できる。

【0028】

また、スチレン類としては、スチレンおよびその誘導体、メチルスチレン等が使用できる。

【0029】

アクリルアミド類としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、メチロール（メタ）アクリルアミド、アルコキシメチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。

【0030】

光重合性モノマーとしては、例えば、１，４－ブタンジオールアクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類が挙げられる。

【0031】

光重合開始剤としては、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、
ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン系光重合開始剤、トリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等を用いることができる。

【0032】

アセトフェノン系光開始剤の具体例としては、４－フェノキシジクロロアセトフェノン、４－ｔ－ブチル－ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１－（４－イソプロピルフェニル）－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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－オン等が挙げられる。

【0033】

ベンゾイン系光開始剤としては、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、ベンジルジメチルケタール等が例示できる。

【0034】

ベンゾフェノン系光開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４－フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４－ベンゾイル－４’－メチルジフェニルサルファイド等が使用できる。

【0035】

チオキサンソン系光開始剤としては、チオキサンソン、２－クロルチオキサンソン、２－メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４－ジイソプロピルチオキサンソン等が使用できる。

【0036】

また、トリアジン系光開始剤としては、２，４，６－トリクロロ－ｓ－トリアジン、２－フェニル－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－メトキシフェニル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－トリル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－ピペロニル－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２，４－ビス（トリクロロメチル）－６－スチリル－ｓ－トリアジン、２－（ナフト－１－イル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（４－メトキシ－ナフト－１－イル）－４，６－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２，４－トリクロロメチル－（ピペロニル）－６－トリアジン、２，４－トリクロロメチル（４’－メトキシスチリル）－６－トリアジン等が挙げられる。

【0037】

なお、これら樹脂成分を溶解又は分散させる溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１－メトキシ－２－プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル－ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が使用できる。

【0038】

この紫外線硬化性遮光性樹脂組成物は、Ａ層の厚みが０．２～２．０μｍとなるように塗布すればよい。塗布方法としては、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法を使用できる。

【0039】

そして、こうして紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を塗付した後、乾燥により溶剤を除去してＡ層を形成することができる。乾燥は、例えば、減圧乾燥と、この減圧乾燥に続くプリベークとを組合わせて行うことができる。減圧乾燥は、例えば、紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を塗付した透明基板を減圧室に収容し、その減圧室を、到達圧が２０～１００Ｐ
ａとなるまで減圧することによって可能である。また、プリベークは１００～１６０℃の温度で、１～２分加熱することによって可能である。

【0040】

（第２工程）
この第１工程に続き、図１（ｂ）に示すように、Ｂ層を形成する紫外線硬化性樹脂組成物をＡ層上に塗付し、乾燥して、前記Ｂ層を形成する。

【0041】

この第２工程で使用する紫外線硬化性樹脂組成物は、前記第１工程でＡ層を形成するために使用した紫外線硬化性樹脂成分と同様でよい。すなわち、樹脂バインダ、光重合性モノマー及び光重合開始剤の混合物等である。この紫外線硬化性樹脂組成物には、さらに遮光性材料を配合してもよいし、配合しなくてもよい。遮光性材料を配合した場合でも、その配合量は、Ａ層の紫外線硬化性遮光性樹脂組成物よりも遮光性材料の配合量が少ないことが望ましい。遮光性材料の配合量が多いと、後述する第４工程で、加熱しても、パターン状のＢ層が溶融又は軟化せず、充分になだらかな形状に変形することができないことがある。

【0042】

なお、この紫外線硬化性樹脂組成物も溶剤に溶解又は分散して、Ａ層上に塗付することができる。塗布方法としては、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法を使用できる。そして、塗付後、乾燥により溶剤を除去してＢ層を形成することができる。乾燥は、例えば、減圧乾燥と、この減圧乾燥に続くプリベークとを組合わせて行うことができる。減圧乾燥は、Ａ層形成の場合と同様に、例えば、紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を塗付した透明基板を減圧室に収容し、その減圧室を、到達圧が２０～１００Ｐａとなるまで減圧することによって可能である。また、プリベークも、Ａ層形成の場合と同様に、１００～１６０℃の温度で、１～２分加熱することによって可能である。形成するＢ層の厚みも、Ａ層と同様に、０．２～２．０μｍであってよい。

【0043】

（第３工程）
この第２工程に引き続き、図１（ｃ）に示すように、これらＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングする。

【0044】

このパターニングでは、まず、Ｂ層の上から所望のパターン状に紫外線で露光する。このパターン状露光によって、紫外線に曝された部分のＢ層は、現像液に対して不溶性に変化する。

【0045】

なお、このパターン状露光は、例えば、所望の前記パターン状の透過領域を有し、その他の領域を紫外線不透過性としてフォトマスクを介して紫外線を照射することにより行うことが可能である。紫外線は、例えば、５０～２００ｍＪの強度で照射すればよい。

【0046】

なお、パターン状露光の際には、照射した紫外線がパターン状Ｂ層を透過して、このＢ層の下に重なったパターン状のＡ層に達し、Ｂ層と共にＡ層が現像液に不溶性に変化してもよいし、Ｂ層のみを現像液に不溶性に変化させて、Ａ層を現像液溶解性のまま残してもよい。

【0047】

次に、現像液を適用して、Ａ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングする。

【0048】

前述のように、パターン状Ｂ層とパターン状Ａ層の両層が共に現像液に不溶性に変化した場合には、現像液を適用することにより、不溶性となったパターン状の両層を残してこのパターン状の両層の外側にはみ出したＡ，Ｂ両層を現像液で溶解除去することにより、これらＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングすることができる。

【0049】

また、パターン状Ｂ層のみを現像液に不溶性に変化させて、その下に重なったＡ層を現像液溶解性のまま残した場合には、このパターン状Ｂ層の外側にはみ出したＢ層を現像液で溶解除去すると共に、同時にこのパターン状Ｂ層の下に重なった部分のＡ層を残して、パターン状Ｂ層の外側にはみ出したＡ層を現像液で溶解除去することができる。そして、このようにパターン状Ｂ層とこの下に重なったＡ層を残してその外側にはみ出したＡ，Ｂ両層を現像液で溶解除去することにより、これらＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングすることが可能である。

【0050】

現像液を適用する際には、Ａ，Ｂ層を形成した透明基板を現像液中に浸漬してもよいが、Ｂ層の上方から現像液をスプレーして適用することが好便である。

【0051】

なお、現像液としては、溶剤またはアルカリ現像液を利用することができる。アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液を使用することができる。また、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。

【0052】

（第４工程及びブラックマトリクス）
次に、図１（ｃ）に示すように、前記パターンを加熱することにより、前記Ａ層を完全硬化し、併せて、前記Ｂ層を溶融又は軟化してなだらかな形状に変形すると共に完全硬化する。

【0053】

この第４工程における加熱は、前述のプリベークよりも高い温度で、しかも長い時間加熱することが望ましい。加熱に曝されたＢ層について説明すると、Ｂ層は遮光性材料の配合量が少なく、樹脂成分の配合量が多いため、このような高温の加熱により、まず溶融又は軟化してなだらかな山形の形状に変形する。この山形の形状は、図２を後に説明するように、その中央の膜厚が厚く、周縁の膜厚が薄い形状である。そして、その後、加熱を継続することにより、この形状を維持したまま、光重合性モノマー同士あるいはこの光重合性モノマーと樹脂バインダとが化学反応して完全硬化する。

【0054】

一方、Ａ層は、遮光性材料の配合量が多く、樹脂成分の配合量が少ないため、高温の加熱によっても変形しない。仮に変形した場合でも、Ｂ層の変形に比較すると、ごくわずかな変形である。このため、加熱により変形したＢ層がなだらかな山形の形状を示すのに対して、Ａ層はそれより急峻な形状を有している。

【0055】

こうして製造されたＡ，Ｂ両層から成るブラックマトリクスを図２に示す。図２は製造されたブラックマトリクスの縦断面の説明図である。

【0056】

加熱により変形したＢ層がなだらかな山形の形状を示すのに対して、Ａ層はそれより急峻な形状を有していることは、この図２から明らかである。そして、この図２において、Ａ層とＢ層との境界を示す線を境界線として、境界線とＢ層の外形線との交差角度をβとするとき、この交差角度βは前記境界線の位置におけるＢ層の外形線の勾配を意味している。一方、前記境界線とＡ層の外形線との交差角度の補角をαとすると、この補角αは前記境界線の位置におけるＡ層の外形線の勾配を意味している。そして、前述のようにＡ層が急峻でＢ層はなだらかなので、補角αより交差角度βが小さく、したがって、前記境界線の位置におけるＢ層の外形線の勾配がＡ層の外形線の勾配より小さいから、この勾配が小さいＢ層の周縁端部に透明着色膜を重ねても、その突起部の高さは抑制できるのである（図３参照）。

【0057】

なお、図２及び図３に示すブラックマトリクスでは、Ａ層の外形線は直線状であるが、
これに限らず、図４に示すように屈曲していてもよい。この場合でも、交差角度βは補角αより小さく、Ａ層よりＢ層がなだらかな山形の形状を有している。

【0058】

なお、Ｂ層の周縁端部に透明着色膜を重ねて形成される突起部の高さを抑制するため、交差角度βは６０度以下であることが望ましい。一方、補角αは９０度以下であればよい。

【0059】

なお、前述のように、Ｂ層には遮光性材料が配合されていなかったり、配合されていてもわずかなので、ブラックマトリクスに求められる遮光性はＡ層によってもたらされる。そして、このため、高精細なブラックマトリクスを製造することができる。例えば、ブラックマトリクスを構成するラインの幅が３．５μｍ、ライン同士の間の隙間（スペース）の幅が３．５μｍのブラックマトリクスである。

【0060】

以上、Ｂ層の紫外線硬化性樹脂組成物として、Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物より遮光性材料の配合量が少なく、紫外線硬化性樹脂成分配合量が多いものを使用することにより、前記第４工程の加熱によりＢ層を溶融又は軟化してなだらかな形状に変形する方法を説明したが、第３工程の露光条件（フォトマスクのパターン、露光時のフォトマスクとＡ，Ｂ層との間の距離、露光量、コリメーション角、等）の変更により、積算露光量を変化させることにより、Ｂ層をなだらかな形状に山形の形状としてもよい。

【実施例0061】

次に、実施例に基づいて本発明を説明する。

【0062】

まず、Ａ層を形成する紫外線硬化性遮光性樹脂組成物として、次の組成物を準備した。黒色顔料 ５４．０質量％
樹脂 １８．０質量％
モノマー ６．０質量％
光酸発生剤、重合開始剤など ２０．０質量％
(比率は固形分比)
そして、この紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を透明基板上にスピンコートした。スピンコートの回転速度は３００ｒｐｍ、塗布時間は１０秒である。その膜厚は約０．５μｍである。

【0063】

そして、次にその塗布膜を減圧乾燥し、さらにプリベークした。減圧乾燥は、紫外線硬化性遮光性樹脂組成物を塗付した透明基板を減圧室に収容し、その減圧室を、到達圧が３０Ｐａとなるまで減圧して行った。減圧乾燥の時間は１０秒である。また、プリベークの温度は１２５℃、１００秒である。

【0064】

次に、Ｂ層を形成する紫外線硬化性樹脂組成物として、次の組成物を準備した。
黒色顔料 ４８．８質量％
樹脂 ２４．０質量％
モノマー ６．０質量％
光酸発生剤、重合開始剤など ２１．２質量％
(比率は固形分比)
そして、この紫外線硬化性樹脂組成物をＡ層の上にスピンコートした。スピンコートの回転速度は９００ｒｐｍ、塗布時間は１０秒である。その膜厚は約０．５μｍである。

【0065】

そして、次にその塗布膜を減圧乾燥し、さらにプリベークした。減圧乾燥は、紫外線硬化性樹脂組成物を塗付した透明基板を減圧室に収容し、その減圧室を、到達圧が６５Ｐａとなるまで減圧して行った。減圧乾燥の時間は１０秒である。また、プリベークの温度は
１２５℃、１００秒である。

【0066】

そして、ラインの幅が３．５μｍ、ライン同士の間のスペースの幅も３．５μｍのストライプ状ブラックマトリクスの形状の遮光膜を有するフォトマスクを介して紫外線を照射して、Ａ層上に重なったＢ層をパターン状に露光した。露光量は９０ｍＪ／１２０μｍである。

【0067】

そして、アルカリ現像液に浸漬して現像することにより、Ａ層とＢ層とが重なった状態のパターンにパターニングした。アルカリ現像液の温度は２５℃、現像時間は２５秒である。

【0068】

こうしてＡ層とＢ層とが重なった状態のパターンを有する透明基板を加熱した。加熱温度は２３０℃、加熱時間は２０分である。

【0069】

この加熱によって、Ｂ層が溶融又は軟化していわゆる液ダレを起こし、なだらかな山形の形状に変化した。そして、Ｂ層はこのような山形の形状のまま完全に硬化した。一方、Ａ層は実質的に形状の変化を生じることなく完全に硬化した。

【0070】

得られたブラックマトリクスは、ラインの幅が３．３μｍ、ライン同士の間のスペースの幅が３．７μｍのストライプ状であった。

【0071】

また、Ａ層の厚みは０．５μｍ、その断面における境界線とＡ層の外形線との交差角度は１１３度で、その補角αは６７度であった。

【0072】

一方、Ｂ層の厚みも０．５μｍで、その断面における境界線とＢ層の外形線との交差角度βは５１度であった。

【0073】

そして、得られたブラックマトリクスの周縁端部に重なるように各透明着色膜を形成したところ、透明着色膜が重ねられた周縁端部において、突起部の発生が著しく抑制された。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】