【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はブラックマトリックス基
板の製造方法に係り、特に、寸法精度が高く遮光性に優
れたブラックマトリックス基板の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a black matrix substrate, and more particularly to a method for manufacturing a black matrix substrate having high dimensional accuracy and excellent light-shielding properties.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、フラットディスプレーとして、カ
ラーあるいはモノクロの液晶ディスプレイが注目されて
いる。例えば、カラーの液晶ディスプレイは構成画素部
を３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とし、液晶の電気的スイッチン
グにより３原色の各光の透過を制御してカラー表示を行
うものである。そして、液晶ディスプレイには、３原色
の制御を行うためにアクティブマトリックス方式および
単純マトリックス方式のいずれの方式においてもカラー
フィルターが用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, color or monochrome liquid crystal displays have attracted attention as flat displays. For example, a color liquid crystal display uses three primary colors (R, G, B) in the constituent pixel portion and controls the transmission of each light of the three primary colors by electrical switching of the liquid crystal to perform color display. In a liquid crystal display, a color filter is used in any of an active matrix system and a simple matrix system to control three primary colors.
【０００３】このカラーフィルターは、透明基板上に各
着色層と保護層と透明電極層を形成して構成されてい
る。そして、発色効果や表示コントラストを上げるため
に、着色層のＲ，Ｇ，Ｂの各画素の境界部分に遮光性を
有するパターン（ブラックマトリックス）が形成され
る。また、アクティブマトリックス方式の液晶ディスプ
レイでは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング
素子として用いているため、光リーク電流を抑制する必
要がある。このため、ブラックマトリックスに対してよ
り高い遮光性が要求される。このようなブラックマトリ
ックスは、カラーの液晶ディスプレイのみだけではな
く、モノクロの液晶ディスプレイにも同様の理由で必要
とされている。[0003] This color filter is constituted by forming a colored layer, a protective layer and a transparent electrode layer on a transparent substrate. Then, in order to increase the coloring effect and display contrast, a pattern (black matrix) having a light-shielding property is formed at the boundary between the R, G, and B pixels of the colored layer. Further, in an active matrix type liquid crystal display, since a thin film transistor (TFT) is used as a switching element, it is necessary to suppress a light leakage current. For this reason, a higher light shielding property is required for the black matrix. Such a black matrix is required not only for a color liquid crystal display but also for a monochrome liquid crystal display for the same reason.
【０００４】従来、ブラックマトリックスとしては、ク
ロム薄膜をフォトエッチングしてレリーフ形成したも
の、親水性樹脂レリーフを染色したもの、黒色顔料を分
散した感光液を用いてレリーフ形成したもの、黒色電着
塗料を電着して形成したもの、印刷により形成したもの
等があった。Heretofore, as a black matrix, a chromium thin film formed by photoetching to form a relief, a hydrophilic resin relief dyed, a relief formed by using a photosensitive liquid in which a black pigment is dispersed, a black electrodeposition paint And those formed by printing.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
クロム薄膜をフォトエッチングしてレリーフ形成したも
のは寸法精度が高いものの、製造工程が複雑であり、ま
た、表示コントラストを高めたり光リーク電流を抑制す
るためにクロムの反射率を抑える必要が生じ、このた
め、製造コストのかかる低反射クロムの蒸着、スパッタ
等を行う必要があった。また、上述の黒色染料や顔料を
分散した感光性レジストを用いる方法は、製造コストは
安価となるが、感光性レジストが黒色のためフォトプロ
セスが不充分となり易く、高品質なブラックマトリック
スが得られないという問題があった。さらに、上述の印
刷方法によるブラックマトリックス形成では、製造コス
トの低減は可能であるものの、寸法精度が低いという問
題があった。However, the above-mentioned chromium thin film formed by photoetching to form a relief has high dimensional accuracy, but the manufacturing process is complicated, and the display contrast is increased and the light leakage current is suppressed. For this purpose, it is necessary to suppress the reflectance of chromium, and it has been necessary to perform low-reflection chromium vapor deposition, sputtering, and the like, which are expensive to manufacture. In addition, the above-described method using a photosensitive resist in which a black dye or a pigment is dispersed is low in manufacturing cost, but the photosensitive process is likely to be insufficient because the photosensitive resist is black, and a high-quality black matrix can be obtained. There was no problem. Furthermore, in the black matrix formation by the above-described printing method, although the manufacturing cost can be reduced, there is a problem that the dimensional accuracy is low.
【０００６】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、液晶ディスプレイ等のフラットディスプ
レイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ
等のカラーフィルタに用いることのできる寸法精度が高
く遮光性に優れたブラックマトリックス基板を低コスト
で製造することのできる製造方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has high dimensional accuracy that can be used for a flat display such as a liquid crystal display, an imager such as a CCD, or a color filter such as a color sensor. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing a black matrix substrate having excellent properties at low cost.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は透明基板上に形成した親水性樹脂を
含有する感光性レジスト層を、ブラックマトリックス用
パターンを有するフォトマスクを介して露光した後、無
電解メッキの触媒となる金属化合物の水溶液を用いて現
像を行い水洗し乾燥することにより、現像と同時に前記
透明基板上に触媒含有レリーフを形成し、次に、熱処理
を施した後、前記触媒含有レリーフを無電解メッキ液に
接触させることにより、析出金属粒子を均一に含有する
ブラックマトリックス用パターンを有する黒色レリーフ
を形成するような構成とした。According to the present invention, there is provided a photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin formed on a transparent substrate through a photomask having a pattern for a black matrix. After exposure, a catalyst-containing relief is formed on the transparent substrate simultaneously with development by developing using an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating, washing with water, and drying, and then performing heat treatment. After that, the catalyst-containing relief was brought into contact with an electroless plating solution to form a black relief having a pattern for a black matrixuniformly containing precipitated metal particles .
【０００８】[0008]
【作用】透明基板上に形成された親水性樹脂を含有する
感光性レジスト層は、ブラックマトリックス用パターン
を有するフォトマスクを介して露光された後、現像され
るが、この現像が無電解メッキの触媒となる金属化合物
の稀薄水溶液を用いて行われるため、現像と同時に透明
基板上に触媒含有レリーフが形成され、また、現像が不
充分な場合でも、後の水洗により完全に現像されるの
で、工程の簡略化が可能となり、その後、触媒含有レリ
ーフに熱処理が施され、無電解メッキ液に接触させるこ
とにより、無電解メッキ液が触媒含有レリーフに充分浸
透してレリーフ全体に略均一に金属粒子が析出される。
このため、形成されたブラックマトリックス基板は、光
学濃度が高いとともに反射率の低い寸法精度の良好なも
のであり、また、真空プロセス等が不要であるため、製
造コストの低減が可能となる。The photosensitive resist layer containing the hydrophilic resin formed on the transparent substrate is developed after being exposed through a photomask having a pattern for a black matrix, and is developed by electroless plating. Since the reaction is carried out using a dilute aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst, a catalyst-containing relief is formed on the transparent substrate at the same time as the development, and even when the development is insufficient, the development is completed by washing with water later. The process can be simplified, and then the catalyst-containing relief is subjected to a heat treatment and brought into contact with the electroless plating solution, whereby the electroless plating solution sufficiently penetrates the catalyst-containing relief and the metal particles are substantially uniformly distributed throughout the relief. Is precipitated.
For this reason, the formed black matrix substrate has a high optical density, a low reflectance, and good dimensional accuracy. Further, since a vacuum process or the like is unnecessary, the manufacturing cost can be reduced.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明により製造されたブラック
マトリックス基板を用いたアクティブマトリックス方式
による液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の一例を示す斜視図
であり、図２は同じく概略断面図である。図１および図
２において、ＬＣＤ１はカラーフィルタ１０と透明ガラ
ス基板２０とをシール材３０を介して対向させ、その間
に捩れネマティック（ＴＮ）液晶からなる厚さ約５〜１
０μｍ程度の液晶層４０を形成し、さらに、カラーフィ
ルタ１０と透明ガラス基板２０の外側に偏光板５０，５
１が配設されて構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of an active matrix type liquid crystal display (LCD) using a black matrix substrate manufactured according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of the same. 1 and 2, the LCD 1 has a color filter 10 and a transparent glass substrate 20 opposed to each other with a sealing material 30 interposed therebetween, and a thickness of about 5 to 1 made of twisted nematic (TN) liquid crystal therebetween.
A liquid crystal layer 40 having a thickness of about 0 μm is formed.
1 is provided and configured.
【００１０】図３はカラーフィルタ１０の拡大部分断面
図である。図３においてカラーフィルタ１０は、透明基
板１３上に黒色レリーフ（ブラックマトリックス）１４
を形成したブラックマトリックス基板１２と、このブラ
ックマトリックス基板１２のブラックマトリックス１４
間に形成された着色層１６と、このブラックマトリック
ス１４と着色層１６を覆うように設けられた保護層１８
および透明電極１９を備えている。このカラーフィルタ
１０は透明電極１９が液晶層４０側に位置するように配
設されている。そして、着色層１６は赤色パターン１６
Ｒ、緑色パターン１６Ｇ、青色パターン１６Ｂからな
り、各着色パターンの配列は図１に示されるようにモザ
イク配列となっている。尚、着色パターンの配列はこれ
に限定されるものではなく、三角配列、ストライプ配列
等としてもよい。FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of the color filter 10. In FIG. 3, a color filter 10 has a black relief (black matrix) 14 on a transparent substrate 13.
And a black matrix 14 of the black matrix substrate 12
A colored layer 16 formed therebetween, and a protective layer 18 provided so as to cover the black matrix 14 and the colored layer 16.
And a transparent electrode 19. The color filter 10 is provided such that the transparent electrode 19 is located on the liquid crystal layer 40 side. The colored layer 16 is a red pattern 16
R, a green pattern 16G, and a blue pattern 16B, and the arrangement of each colored pattern is a mosaic arrangement as shown in FIG. Note that the arrangement of the colored patterns is not limited to this, and may be a triangular arrangement, a stripe arrangement, or the like.
【００１１】また、透明ガラス基板２０上には表示電極
２２が各着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応す
るように設けられ、各表示電極２２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表示電極２２間
にはブラックマトリックス１４に対応するように走査線
（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２６ｂが配設され
ている。A display electrode 22 is provided on the transparent glass substrate 20 so as to correspond to each of the colored patterns 16R, 16G and 16B. Each display electrode 22 has a thin film transistor (TFT) 24. Further, a scanning line (gate electrode bus) 26 a and a data line 26 b are provided between the display electrodes 22 so as to correspond to the black matrix 14.
【００１２】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが画素を構成し、偏光板５１側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
をオン、オフさせることで液晶層４０がシャッタとして
作動し、着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのそれぞ
れの画素を光が透過してカラー表示が行われる。In such an LCD 1, each of the colored patterns 16R, 16G, and 16B constitutes a pixel, and a display electrode corresponding to each pixel is turned on and off in a state where illumination light is emitted from the polarizing plate 51 side. The layer 40 operates as a shutter, and light is transmitted through each pixel of the coloring patterns 16R, 16G, and 16B to perform color display.
【００１３】カラーフィルタ１０を構成するブラックマ
トリックス基板１２の透明基板１３としては、石英ガラ
ス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない
リジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板
等の可撓性を有するフレキシブル材等を用いることがで
きる。このなかで、特にコーニング社製７０５９ガラス
は、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温
加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアル
カリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アク
ティブマトリックス方式によるＬＣＤ用のカラーフィル
タに適している。The transparent substrate 13 of the black matrix substrate 12 constituting the color filter 10 is made of a rigid material such as quartz glass, pyrex glass, synthetic quartz plate or the like, or a transparent resin film, an optical resin plate or the like. A flexible material or the like having flexibility can be used. Among them, Corning 7059 glass is a material having a low coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the glass. It is suitable for a matrix color filter for LCD.
【００１４】ここで、本発明によるブラックマトリック
ス基板１２の製造の一例を図４を参照して説明する。先
ず透明基板１３上に親水性樹脂を含有する感光性レジス
トを塗布して厚さ０．１〜５．０μｍ程度の感光性レジ
スト層３を形成する（図４（Ａ））。次に、ブラックマ
トリックス用のフォトマスク９を介して感光性レジスト
層３を露光する（図４（Ｂ））。そして、露光後の感光
性レジスト層３に無電解メッキの触媒となる金属化合物
の水溶液をスプレーして現像した後、水洗・乾燥して、
現像と同時にブラックマトリックス用のパターンを有す
る触媒含有レリーフ４を形成する（図４（Ｃ））。次
に、この透明基板１３に熱処理を施した後、透明基板１
３上の触媒含有レリーフ４を無電解メッキ液に接触させ
ることにより黒色レリーフとし、ブラックマトリックス
１４を形成する（図４（Ｄ））。Here, an example of manufacturing the black matrix substrate 12 according to the present invention will be described with reference to FIG. First, a photosensitive resist containing a hydrophilic resin is applied on the transparent substrate 13 to form a photosensitive resist layer 3 having a thickness of about 0.1 to 5.0 μm (FIG. 4A). Next, the photosensitive resist layer 3 is exposed through a photomask 9 for a black matrix (FIG. 4B). Then, after the exposed photosensitive resist layer 3 is developed by spraying an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating, it is washed with water and dried.
Simultaneously with the development, a catalyst-containing relief 4 having a pattern for a black matrix is formed (FIG. 4C). Next, after subjecting the transparent substrate 13 to heat treatment, the transparent substrate 1
By bringing the catalyst-containing relief 4 on 3 into contact with an electroless plating solution, a black relief is formed, and a black matrix 14 is formed (FIG. 4D).
【００１５】上述のように、本発明では、透明基板１３
上に形成された親水性樹脂を含有する感光性レジスト層
３を、ブラックマトリックス用パターンを有するフォト
マスク９を介して露光した後、無電解メッキの触媒とな
る金属化合物の水溶液を用いて現像するため、現像と透
明基板上への触媒含有レリーフ形成とを一つの工程で行
うことができ、工程が簡略化される。このように、現像
に無電解メッキの触媒となる金属化合物の水溶液を用い
るのは、例えば後述する市販されている無電解メッキ用
のアクチベータ溶液を希釈しても、同等のブラックマト
リックスが得られることが見い出されたためであり、従
来の水現像における水の代用となりえることに着眼した
ためである。一方、アクチベータ溶液で現像が仮に不充
分であったとしても、後の水洗工程を経ることにより、
現像が完全なものとなる。したがって、水洗工程におい
ては、充分な揺動を加えて水洗を行なうか、あるいはス
プレー洗浄を行なうことが好ましい。As described above, in the present invention, the transparent substrate 13
After the photosensitive resist layer 3 containing a hydrophilic resin formed thereon is exposed through a photomask 9 having a pattern for a black matrix, development is performed using an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating. Therefore, the development and the formation of the catalyst-containing relief on the transparent substrate can be performed in one step, and the steps are simplified. Thus, the use of an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating for development is equivalent to that an equivalent black matrix can be obtained even if, for example, a commercially available activator solution for electroless plating described below is diluted. Was found, and attention was paid to the fact that it can be used as a substitute for water in conventional water development. On the other hand, even if the activator solution is insufficiently developed, by performing a subsequent washing step,
Development is complete. Therefore, in the water washing step, it is preferable to perform the water washing with sufficient rocking or to perform the spray cleaning.
【００１６】本発明において用いる感光性レジストとし
ては、例えば光硬化型の感光性基としてジアゾ基を有す
るジアゾニウム化合物およびパラホルムアルデヒドの反
応生成物であるジアゾ樹脂、アジド基を有するアジド化
合物、ポリビニルアルコールにケイ皮酸を縮合したケイ
皮酸縮合樹脂、スチルバゾリウム塩を用いた樹脂、重ク
ロム酸アンモニウム等の感光性基を有するものを挙げる
ことができる。尚、感光性基は上述の光硬化型感光性基
に限定されないことは勿論である。The photosensitive resist used in the present invention includes, for example, a diazonium compound having a diazo group as a photocurable photosensitive group and a diazo resin which is a reaction product of paraformaldehyde, an azide compound having an azide group, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include a resin having a photosensitive group such as a cinnamic acid condensed resin obtained by condensing cinnamic acid, a resin using a stilbazolium salt, and ammonium bichromate. It is needless to say that the photosensitive group is not limited to the photocurable photosensitive group described above.
【００１７】感光性レジストに含有される親水性樹脂と
しては、例えばゼラチン、カゼイン、グルー、卵白アル
ブミン等の天然タンパク質、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアク
リルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキ
サイド、無水マレイン酸共重合体、及び上記の樹脂のカ
ルボン酸変性物あるいはスルホン酸変性物等が挙げられ
る。さらに、感光性レジストにはセラミックスや多孔質
アルミナ等の無機物質を添加してもよい。このような親
水性樹脂あるいは無機物質は、感光性レジスト中に１０
重量％程度含有されることが好ましい。このように、感
光性レジスト中に親水性樹脂が含有されることにより、
上述のように触媒含有レリーフ４が無電解メッキ液と接
触した際に、無電解メッキ液が触媒含有レリーフ４に浸
透し易くなり、触媒含有レリーフ４中に均一に金属粒子
が析出することになる。したがって、形成されたブラッ
クマトリックス１４は充分な黒さと低反射率を有するこ
とになり、従来のクロム薄膜形成における金属層による
反射という問題が解消され得る。Examples of the hydrophilic resin contained in the photosensitive resist include natural proteins such as gelatin, casein, glue, ovalbumin, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, and anhydride. Examples include maleic acid copolymers and carboxylic acid-modified or sulfonic acid-modified products of the above resins. Further, an inorganic substance such as ceramics or porous alumina may be added to the photosensitive resist. Such a hydrophilic resin or an inorganic substance is contained in a photosensitive resist.
It is preferably contained in an amount of about weight%. Thus, by containing the hydrophilic resin in the photosensitive resist,
As described above, when the catalyst-containing relief 4 comes into contact with the electroless plating solution, the electroless plating solution easily penetrates into the catalyst-containing relief 4, and metal particles are uniformly deposited in the catalyst-containing relief 4. . Therefore, the formed black matrix 14 has sufficient blackness and low reflectance, and the problem of reflection by the metal layer in the conventional chromium thin film formation can be solved.
【００１８】本発明において用いる無電解メッキの触媒
となる金属化合物は、例えばパラジウム、金、銀、白
金、銅等の塩化物、硝酸塩等の水溶性塩、および錯化合
物が用いられ、水溶液として市販されている無電解メッ
キ用のアクチベータ溶液をそのまま用いることができ
る。このような金属化合物を上述のように感光性レジス
ト中に含有させる場合、０．００００１〜０．００１重
量％程度含有されることが好ましい。The metal compound used as a catalyst for electroless plating used in the present invention includes, for example, chlorides such as palladium, gold, silver, platinum and copper, and water-soluble salts such as nitrates, and complex compounds. The activator solution for electroless plating that has been used can be used as it is. When such a metal compound is contained in the photosensitive resist as described above, it is preferably contained in an amount of about 0.00001 to 0.001% by weight.
【００１９】無電解メッキ液は、例えば次亜リン酸、次
亜リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、Ｎ−ジ
メチルアミンボラン、ボラジン誘導体、ヒドラジン、ホ
ルマリン等の還元剤と、例えばニッケル、コバルト、
鉄、銅、クロム等の水溶性の被還元性重金属塩と、メッ
キ速度、還元効率等を向上させるカセイソーダ、水酸化
アンモニウム等の塩基性化合物と、無機酸、有機酸等の
ｐＨ調整剤、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等の
オキシカルボン酸、ホウ酸、炭酸、有機酸、無機酸のア
ルカリ塩に代表される緩衝剤と、重金属イオンの安定性
を目的とした錯化剤の他、反応促進剤、安定剤、界面活
性剤等とを有する無電解メッキ液が使用される。The electroless plating solution includes, for example, a reducing agent such as hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, sodium borohydride, N-dimethylamine borane, a borazine derivative, hydrazine, formalin, etc .;
Water-soluble reducible heavy metal salts such as iron, copper and chromium, basic compounds such as caustic soda and ammonium hydroxide for improving plating speed and reduction efficiency, etc., pH adjusters such as inorganic acids and organic acids, In addition to buffer agents represented by alkali salts of oxycarboxylic acids such as sodium acid and sodium acetate, boric acid, carbonic acid, organic acids and inorganic acids, complexing agents for the purpose of stabilizing heavy metal ions, and reaction accelerators , A stabilizer, a surfactant and the like are used.
【００２０】また、２種以上の無電解メッキ液を併用し
てもよい。例えば、まず、核（例えば無電解メッキの触
媒となる金属化合物としてパラジウムを使用した場合は
パラジウムの核）を作り易い水素化ホウ素ナトリウムの
ようなホウ素系還元剤を含む無電解メッキ液を用い、次
に、金属析出速度の速い次亜リン酸系還元剤を含む無電
解メッキ液を用いることができる。Further, two or more kinds of electroless plating solutions may be used in combination. For example, first, using an electroless plating solution containing a boron-based reducing agent such as sodium borohydride, which easily forms a nucleus (for example, a nucleus of palladium when palladium is used as a metal compound serving as a catalyst for electroless plating), Next, an electroless plating solution containing a hypophosphorous acid-based reducing agent having a high metal deposition rate can be used.
【００２１】上述のようなブラックマトリックス基板１
２のブラックマトリックス１４間における赤色パターン
１６Ｒ、緑色パターン１６Ｇ、青色パターン１６Ｂから
なる着色層１６の形成は、染色法、分散法、印刷法、電
着法等の公知の種々の方法に従って行うことができる。The black matrix substrate 1 as described above
The formation of the colored layer 16 composed of the red pattern 16R, the green pattern 16G, and the blue pattern 16B between the two black matrices 14 can be performed according to various known methods such as a dyeing method, a dispersion method, a printing method, and an electrodeposition method. it can.
【００２２】カラーフィルタ１０のブラックマトリック
ス１４と着色層１６を覆うように設けられる保護層１８
は、カラーフィルタ１０の表面平滑化、信頼性の向上、
および液晶層４０への汚染防止等を目的とするものであ
り、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂等の透明樹脂、あるいは二酸化ケイ素等の透明無機化
合物等を用いて形成することができる。保護層の厚さは
０．５〜５０μｍ程度が好ましい。A protective layer 18 provided so as to cover the black matrix 14 and the colored layer 16 of the color filter 10
Is to smooth the surface of the color filter 10 and improve the reliability.
And for the purpose of preventing contamination of the liquid crystal layer 40, and can be formed using a transparent resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, or a polyimide resin, or a transparent inorganic compound such as silicon dioxide. . The thickness of the protective layer is preferably about 0.5 to 50 μm.
【００２３】透明共通電極１９としては、例えば酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）膜を用いることができる。ＩＴ
Ｏ膜は蒸着法、スパッタ法等の公知の方法により形成す
ることができ、厚さは２００〜２０００Å程度が好まし
い。As the transparent common electrode 19, for example, an indium tin oxide (ITO) film can be used. IT
The O film can be formed by a known method such as a vapor deposition method and a sputtering method, and the thickness is preferably about 200 to 2000 °.
【００２４】尚、本発明のブラックマトリックス基板の
製造方法は、ＴＦＴ基板の半導体駆動素子上にブラック
マトリックスを形成する場合にも適用可能である。この
ように、ＴＦＴ基板の半導体駆動素子自体が遮光層（ブ
ラックマトリックス）を具備することにより、半導体駆
動素子の確実な遮光が可能になるとともに、開口率を大
きくすることができ、また、実装時のアライメント操作
が容易となり、半導体駆動素子の安定作動が可能とな
る。The method of manufacturing a black matrix substrate according to the present invention can be applied to a case where a black matrix is formed on a semiconductor drive element of a TFT substrate. As described above, since the semiconductor driving element itself of the TFT substrate includes the light shielding layer (black matrix), the light shielding of the semiconductor driving element can be reliably performed, and the aperture ratio can be increased. Of the semiconductor driving element can be stably operated.
【００２５】次に、実験例を示して本発明を更に詳細に
説明する。 （実験例１）透明基板としてコーニング社製７０５９ガ
ラス（厚さ＝１．１ｍｍ）を用い、スピンコート法（回
転数＝２００r.p.m.）により下記組成の感光性レジスト
を透明基板上に塗布し、その後、７０℃、５分間の条件
で乾燥して感光性レジスト層（厚さ＝２μｍ）を形成し
た。Next, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. (Experimental example 1) Using 7059 glass (thickness = 1.1 mm) manufactured by Corning Co., Ltd. as a transparent substrate, a photosensitive resist having the following composition was applied on the transparent substrate by a spin coating method (rotation speed = 200 rpm). Thereafter, drying was performed at 70 ° C. for 5 minutes to form a photosensitive resist layer (thickness = 2 μm).
【００２６】 感光性レジストの組成 ・ポリビニルアルコール１０％水溶液 （日本合成化学製ゴーセナールＴ−３３０） …２０重量部 ・ジアゾ樹脂１０％水溶液（シンコー技研製Ｄ−０１１） …２０重量部 ・水 …１５重量部 次に、感光性レジスト層に対してブラックマトリックス
用のフォトマスク（線幅＝２０μｍ）を介して露光を行
った。露光用の光源は超高圧水銀灯２ｋｗを用い、１０
秒間照射した。Composition of photosensitive resist ・ Polyvinyl alcohol 10% aqueous solution (Gosenal T-330 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.) 20 parts by weight ・ Diazo resin 10% aqueous solution (Shinko Giken D-011) 20 parts by weight ・ Water 15 Next, the photosensitive resist layer was exposed to light via a black matrix photomask (line width = 20 μm). The light source for the exposure is an ultra-high pressure mercury lamp 2 kw,
Irradiated for seconds.
【００２７】次に、２３℃の塩化パラジウム水溶液（日
本カニゼン製レッドシューマーを純水で５倍に希釈した
もの）を用いてスプレー現像を行い、水洗、エアー乾燥
してブラックマトリックス用の線幅２０μｍの触媒含有
レリーフを形成した。Next, spray development was performed using a 23 ° C. aqueous palladium chloride solution (a red scummer manufactured by Nippon Kanigen diluted 5 times with pure water), washed with water, and air-dried to obtain a line width of 20 μm for a black matrix. Was formed.
【００２８】次に、この透明基板に１５０℃、１５分間
の熱処理を施し、その後、透明基板をホウ素系還元剤を
含む３０℃のニッケルメッキ液（奥野製薬製ニッケルメ
ッキ液トップケミアロイＢ−１）に３分間浸漬させ、水
洗乾燥して黒色レリーフ（ブラックマトリックス）を形
成した。Next, this transparent substrate is subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 15 minutes, and then the transparent substrate is subjected to a 30 ° C. nickel plating solution containing a boron-based reducing agent (Okuno Pharmaceutical's nickel plating solution Top Chemialloy B-1). ) For 3 minutes, washed with water and dried to form a black relief (black matrix).
【００２９】この黒色レリーフの光学濃度ＯＤおよび反
射率Ｒを測定したところ、ＯＤ≧３．０、Ｒ≦５％であ
った。また、黒色レリーフとガラス基板との密着状態
は、浮き、剥離等が全く見られず良好であった。このこ
とから、本発明により形成された黒色レリーフ（ブラッ
クマトリックス）は、カラーフィルタ用ブラックマトリ
ックスとして充分な光学濃度と低い反射率を具備してい
ることが明らかとなった。 （実験例２）塩化パラジウム水溶液として日本カニゼン
製レッドシューマーを純水３０倍に希釈したものを用い
た以外は、実験例１と同様に行ない、黒色レリーフ（ブ
ラックマトリックス）を形成した。When the optical density OD and the reflectance R of this black relief were measured, OD ≧ 3.0 and R ≦ 5%. In addition, the state of adhesion between the black relief and the glass substrate was good with no lifting, peeling, or the like being observed. From this, it became clear that the black relief (black matrix) formed according to the present invention had sufficient optical density and low reflectance as a black matrix for a color filter. (Experimental Example 2) A black relief (black matrix) was formed in the same manner as in Experimental Example 1, except that an aqueous solution of palladium chloride was used, which was obtained by diluting red slusher manufactured by Nippon Kanigen by 30 times with pure water.
【００３０】この黒色レリーフの光学濃度ＯＤおよび反
射率Ｒを測定したところ、ＯＤ≧３．０、Ｒ≦５％であ
った。また、黒色レリーフとガラス基板との密着状態
は、浮き、剥離等が全く見られず良好であった。このこ
とから、本発明により形成された黒色レリーフ（ブラッ
クマトリックス）は、カラーフィルタ用ブラックマトリ
ックスとして充分な光学濃度と低い反射率を具備してい
ることが明らかとなった。 （実験例３）実験例１と同様にして透明基板上にブラッ
クマトリックス用の線幅２０μｍの触媒含有レリーフを
形成した後、透明基板に１５０℃、１５分間の熱処理を
施した。When the optical density OD and the reflectance R of the black relief were measured, OD ≧ 3.0 and R ≦ 5%. In addition, the state of adhesion between the black relief and the glass substrate was good with no lifting, peeling, or the like being observed. From this, it became clear that the black relief (black matrix) formed according to the present invention had sufficient optical density and low reflectance as a black matrix for a color filter. (Experimental Example 3) After forming a catalyst-containing relief having a line width of 20 μm for a black matrix on a transparent substrate in the same manner as in Experimental Example 1, the transparent substrate was subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 15 minutes.
【００３１】次に、透明基板をホウ素系還元剤を含む３
０℃のニッケルメッキ液（奥野製薬製ニッケルメッキ液
トップケミアロイＢ−１）に２０秒間浸漬し、その後、
さらに次亜リン酸系還元剤を含む３０℃のニッケルメッ
キ液（奥野製薬製ニッケルメッキ液Ｔｓｐ５５ニッケル
Ａ／Ｃ＝１／２）に２分間浸漬し、水洗乾燥して黒色レ
リーフ（ブラックマトリックス）を形成した。Next, a transparent substrate containing boron-containing reducing agent
Immerse in a nickel plating solution at 0 ° C (Okuno Pharmaceutical Nickel plating solution Top Chemialloy B-1) for 20 seconds, and then
Further, it is immersed in a nickel plating solution containing a hypophosphorous acid-based reducing agent at 30 ° C. (Okuno Pharmaceutical nickel plating solution Tsp55 nickel A / C = 1/2) for 2 minutes, washed with water and dried to form a black relief (black matrix). Formed.
【００３２】この黒色レリーフの光学濃度ＯＤおよび反
射率Ｒを測定したところ、ＯＤ≧３．０、Ｒ≦５％であ
った。また、黒色レリーフとガラス基板との密着状態
は、浮き、剥離等が全く見られず良好であった。このこ
とから、本発明により形成された黒色レリーフ（ブラッ
クマトリックス）は、カラーフィルタ用ブラックマトリ
ックスとして充分な光学濃度と低い反射率を具備してい
ることが明らかとなった。 （比較例１）実験例１と同様にして透明基板上の感光性
レジスト層に対してブラックマトリックス用のフォトマ
スク（線幅＝２０μｍ）を介して露光を行った後、常温
の水を用いてスプレー現像を行いエアー乾燥してブラッ
クマトリックス用の線幅２０μｍのレリーフを形成し
た。When the optical density OD and the reflectance R of the black relief were measured, OD ≧ 3.0 and R ≦ 5%. In addition, the state of adhesion between the black relief and the glass substrate was good with no lifting, peeling, or the like being observed. From this, it became clear that the black relief (black matrix) formed according to the present invention had sufficient optical density and low reflectance as a black matrix for a color filter. (Comparative Example 1) A photosensitive resist layer on a transparent substrate was exposed to light through a photomask for black matrix (line width = 20 μm) in the same manner as in Experimental Example 1, and then exposed to water at room temperature. Spray development was performed and air drying was performed to form a relief having a line width of 20 μm for a black matrix.
【００３３】次に、この透明基板を塩化パラジウム水溶
液（日本カンゼン製レッドシューマーを純水で５倍に希
釈したもの）に１０秒間浸漬し、水洗、水切り後、１５
０℃、１５分間の熱処理を施して、上記のレリーフを触
媒含有レリーフとした。Next, this transparent substrate was immersed in an aqueous palladium chloride solution (a red shommer made by Nippon Kanzen diluted 5 times with pure water) for 10 seconds, washed with water, drained, and then dried.
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 15 minutes to make the above-mentioned relief a catalyst-containing relief.
【００３４】その後、実験例１と同様にして無電解メッ
キを行って比較例としての黒色レリーフ（ブラックマト
リックス）を形成した。この黒色レリーフの光学濃度Ｏ
Ｄおよび反射率Ｒを測定したところ、ＯＤ≧３．０、Ｒ
≦５％であり、上記の実験例１，２で形成された黒色レ
リーフの光学濃度ＯＤおよび反射率Ｒと同等であった。
したがって、本発明は現像と触媒含有レリーフ形成とを
同時に行って工程の簡略化が可能であり、かつカラーフ
ィルタ用ブラックマトリックスとして充分な光学濃度と
低い反射率を実現するものであることが明らかとなっ
た。 （比較例２）透明基板としてコーニング社製７０５９ガ
ラス（厚さ＝１．１ｍｍ）を用い、この基板をフッ酸に
浸漬してガラスのエッチングを行い、基板の表面を多孔
質とした。Thereafter, electroless plating was performed in the same manner as in Experimental Example 1 to form a black relief (black matrix) as a comparative example. The optical density O of this black relief
When D and reflectance R were measured, OD ≧ 3.0, R
≦ 5%, which was equivalent to the optical density OD and the reflectance R of the black reliefs formed in Experimental Examples 1 and 2 described above.
Therefore, it is apparent that the present invention is capable of simplifying the process by simultaneously performing the development and the formation of the catalyst-containing relief, and realizes a sufficient optical density and a low reflectance as a black matrix for a color filter. became. (Comparative Example 2) 7059 glass (thickness = 1.1 mm) manufactured by Corning Incorporated was used as a transparent substrate, and this substrate was immersed in hydrofluoric acid to etch the glass to make the surface of the substrate porous.
【００３５】次に、塩化第一スズと塩酸とにより基板の
表面にスズイオンを吸着させた後、比較例１と同様にし
て塩化パラジウム水溶液に浸漬し、熱処理を施し、無電
解メッキを行って比較例としての黒色レリーフ（ブラッ
クマトリックス）を形成した。Next, tin ions were adsorbed on the surface of the substrate with stannous chloride and hydrochloric acid, then immersed in an aqueous solution of palladium chloride, heat-treated, and subjected to electroless plating in the same manner as in Comparative Example 1. An example black relief (black matrix) was formed.
【００３６】この黒色レリーフでは、ニッケルが表面に
のみ析出しており金属光沢がみられ、カラーフィルタ用
ブラックマトリックスとして供し得ないものであった。In this black relief, nickel was precipitated only on the surface and had a metallic luster, and could not be used as a black matrix for a color filter.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば形
成された黒色レリーフ（ブラックマトリックス）は、光
学濃度が高いとともに反射率が低く寸法精度の高いもの
であり、かつ透明基板との密着性も良好であり、このよ
うな黒色レリーフ（ブラックマトリックス）を備えたブ
ラックマトリックス基板は、信頼性が高く高コントラス
トが可能なカラーフィルタを構成し得るものであるとと
もに、工程の簡略化が可能であり、真空プロセス等が不
要であるため、製造コストの低減が可能となる。As described in detail above, the black relief (black matrix) formed according to the present invention has a high optical density, a low reflectance and a high dimensional accuracy, and has a high dimensional accuracy. The black matrix substrate provided with such a black relief (black matrix) has good adhesion and can form a color filter capable of high reliability and high contrast, and the process can be simplified. Since no vacuum process or the like is required, manufacturing costs can be reduced.
【図１】本発明により製造されたブラックマトリックス
基板を用いたアクティブマトリックス方式による液晶デ
ィスプレイの一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of an active matrix liquid crystal display using a black matrix substrate manufactured according to the present invention.
【図２】図１に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。FIG. 2 is a schematic sectional view of the liquid crystal display shown in FIG.
【図３】図１に示される液晶ディスプレイに用いられて
いるカラーフィルタの拡大部分断面図である。FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of a color filter used in the liquid crystal display shown in FIG.
【図４】本発明によるブラックマトリックス基板の製造
方法を説明するための工程図である。FIG. 4 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a black matrix substrate according to the present invention.
３…感光性レジスト層 ４…触媒含有レリーフ ９…ブラックマトリックス用のフォトマスク １０…カラーフィルタ １２…ブラックマトリックス基板 １３…透明基板 １４…ブラックマトリックス（黒色レリーフ） １６…着色層 １６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…着色パターン 3 Photosensitive resist layer 4 Catalyst-containing relief 9 Photomask for black matrix 10 Color filter 12 Black matrix substrate 13 Transparent substrate 14 Black matrix (black relief) 16 Colored layers 16R, 16G, 16B Coloring pattern
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15204692AJP3247902B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Manufacturing method of black matrix substrate |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15204692AJP3247902B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Manufacturing method of black matrix substrate |
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| JPH05341117A JPH05341117A (en) | 1993-12-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15204692AExpired - Fee RelatedJP3247902B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Manufacturing method of black matrix substrate |
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3247902B2 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6410214B1 (en)* | 1998-10-01 | 2002-06-25 | Lg Electronics Inc. | Method for manufacturing black matrix of plasma display panel |
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| JP3283602B2 (en) | Relief image for black matrix substrate | |
| JP3283604B2 (en) | Relief image for black matrix substrate | |
| JP3295155B2 (en) | Photosensitive material for making black matrix substrates | |
| JP3295156B2 (en) | Photosensitive material for making black matrix substrates | |
| JP3260879B2 (en) | Black matrix substrate | |
| JPH06175118A (en) | Method for manufacturing black matrix substrate |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |