JP3207616B2 - ブラックマトリックス及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ等に
用いられるブラックマトリックス及びその製造方法に関
する。さらに詳しくは、パソコン、ワープロ、壁掛テレ
ビ、ポケット液晶テレビ、液晶プロジェクター等のカラ
ー液晶ディスプレイ、オーロラビジョン、固体撮像素子
（ＣＣＤ）、及びオーディオ、車載用インパネ、時計、
電卓、ビデオデッキ、ファックス、通信機、ゲーム、測
定機器等の遮光板等に好適に利用することができるブラ
ックマトリックスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶テレビ、液晶プロジェクター、ラッ
プトップパソコン、ノート型パソコン等のディスプレイ
に用いられるカラー液晶ディスプレイには、絶縁性透明
基板上に色素層を平面的に分離配置（色素のパターン
化）して形成したカラーフィルターが使用されており、
このカラー液晶ディスプレイとしては、従来、図２に示
す構造のものが知られている。図２に示すカラー液晶デ
ィスプレイは、カラーフィルター基板１０と駆動用基板
２０の間に液晶３０を封入し、接着剤（封止材）４０で
封止して構成されている。カラーフィルター基板１０
は、ガラス基板１上に三原色（Ｒ：赤，Ｇ：緑，Ｂ：
青）の色素層５をそれぞれ形成するとともに各色素間に
洩れ光によるコントラストや色純度の低下を防止する役
割を果たすブラックマトリックス２を設け、これを保護
膜６で平坦化し、その上面に液晶駆動用透明電極７を設
けたものである。一方、駆動用基板２０は、絶縁性透明
基板２１に駆動用透明電極２２を形成したものである。

【０００３】カラーフィルターの色素層は、通常、印刷
機を用いてガラス基板上にＲＧＢ三原色のインキを印刷
する印刷法、顔料を分散させた紫外線硬化型レジストを
ガラス基板上に塗布し、フォトリソグラフィ法によるマ
スク露光及び熱硬化をＲＧＢに応じて三回繰り返し色素
層を形成する分散法、ゼラチン上に染色防止膜としてレ
ジストをフォトリソグラフィ法により形成し、染料でＲ
ＧＢの各色毎に染色する染色法、電着ポリマーと顔料を
分散させ、基板上に形成された電極を利用して電着塗布
を行う電着法、界面活性剤と顔料を分散させ、基板上に
形成された電極を利用して行うミセル電解法が知られて
いる。

【０００４】また、白黒ＴＦＴパネルの場合、コントラ
ストを上げるためにブラックマトリックス及びＩＴＯだ
けから形成された対極（カラーフィルタから色素層を除
いたもの）と、ＴＦＴ基板によりパネルを構成したもの
が知られている。このパネルは、ラップトップパソコン
表示や三板式プロジェクターとして液晶プロジェクター
に用いられている。三板式液晶プロジェクターの場合、
液晶パネルは、ＲＧＢ各色それぞれに独立に設けられ
る。色分解は、ダイクロイックミラー等の干渉フィルタ
を用いて行なわれ、ＲＧＢ各パネルに割当てられる。こ
の場合プロジェクターは、スクリーン上に画像を投影す
るため、まず、光源が強いことが要求される。主に、メ
タルハライドランプのような、高輝度光源を用いる。色
分解をカラーフィルタを用いて行う方法もあるが、この
単板式の場合、三板式に比べ、パネル使用数が少なく、
安価な反面、画素密度が低くなり、高画質表示が困難で
ある。さらに、高輝度光源を用いるため、遮光膜の遮光
度（ＯＤ＝光学濃度）が高いことと無反射であることを
同時に満たす必要がある。このような、ブラックマトリ
ックスの製造方法としては、以下のようなものが知られ
ている。 ガラス等の絶縁性透明基板上にインジウム，スズの酸
化物（ＩＴＯ）等の透明導電性薄膜をパターン化して液
晶駆動用（または色素形成用）電極を形成し、この電極
上に黒色色素を含有させた紫外線硬化性レジストの硬化
物層を形成し、この薄膜をブラックマトリックス層とし
てパターン化する方法（特開平４−１３１０５号）（樹
脂ブラック）、 ガラス等の絶縁性透明基板上に、メタルクロム等の金
属又は酸化物クロム等の金属酸化物薄膜をパターン化す
る方法（特開平４−１１０９０１号）（金属酸化物ブラ
ック）が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この二つの製
造法は、樹脂ブラック（方法）に関しては、黒色色素
を含有させた紫外線硬化性レジストの硬化物が、その形
成条件が温和で安価ではあるが、ブラックマトリックス
として必要な遮光度（光学濃度）が低くまた、遮光性の
黒色色素を含有するためレジストの露光度が低く、高精
細なパターンを形成するために必要な解像度も低い等の
問題点があった。すなわち色素含有のレジストを使用す
るため、黒色色素の光吸収によって露光感度および色素
パターンの精細度（解像度）が透明レジストに比べて悪
くなるという問題があった。一般に、遮光性の評価方法
としては、全可視光領域での吸光度を測定し、その吸光
度の全可視光領域での最低値を光学濃度（ＯＤ値）（Ｏ
ｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）として表す。紫外線硬
化性レジストは、光により硬化するため、黒色色素の濃
度をある程度以上には分散できないため、光学濃度とし
てＯＤ≧２．５は到達できないという問題もあった。す
なわち、ＯＤ≧２．５以上になるように黒色色素を高い
濃度で分散したり、通常の濃度の黒色顔料分散レジスト
を厚く塗ることによりＯＤ≧２．５を実現しようとして
も、露光面から遠方にあるレジストまで光が届かず、硬
化しないという問題があった。そこで、黒色の場合には
酸素遮断膜を積層するなど工程を追加して感度を上げて
おり、工程が煩雑となり改善が望まれていた。

【０００６】一方、金属ブラック（方法）に関して
は、金属又は金属酸化物層は高温、減圧下における蒸着
およびスパッタリングにより形成されるが、装置が大が
かりで、かつ材質自体が高価であるという問題があっ
た。また、真空系を利用するため、成膜される基板に限
度があるという問題もあった。また、パターニングの
際、現像廃液が発生し、この廃液の処理の問題もあっ
た。さらに、反射率が高いため、ＴＦＴやＭＩＭといっ
たスイッチング素子に光が反射し、誤作動の原因の１つ
となっていた。その他、印刷法によるブラックマトリッ
クスは、印刷インクの特性把握が困難であり、高解像度
の色素パターンは望めなかった。さらに、染色法は、色
素が染料であるため、配向膜の塗布後、加工上の熱処理
（熱重合）やブラックマトリックスとしての耐光性に問
題があった。このような現状から、安価で高い光学濃度
（遮光率）を有し、かつパターン精度の高い、無反射の
ブラックマトリックスが望まれていた。本発明は、上述
の問題に鑑みなされたものであり、液晶ディスプレイで
の表示画像を高精細化できるとともに液晶ディスプレイ
の画質の向上を図り、かつ、生産効率（歩留）の向上を
図ることができるブラックマトリックス及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によって、絶縁性
基板上に、黒色の色素の薄膜層を分離して配置し、所定
のパターンを形成したブラックマトリックスにおいて、
絶縁性基板上の少なくとも表示部全面又は表示画素部を
含む連続するパターンに対応する部分に積層して形成し
た透明導電性薄膜上に、この透明導電性薄膜の全面又は
一部上にミセル電解法による製膜によって分離して配置
した黒色の色素の薄膜層、及び、この色素の薄膜層の上
に積層して形成した透明な光硬化性レジストの硬化物を
この順で有することを特徴とするブラックマトリックス
が提供される。

【０００８】また、前記透明な光硬化性レジストの硬化
物の上に積層して形成した保護膜をさらに有することを
特徴とするブラックマトリックスが提供される。

【０００９】また、前記黒色色素が、無機顔料、黒色有
機顔料、互いに補色関係を有する有機顔料の混合物、三
原色の有機顔料の混合物、及び黒色染料からなる群から
選ばれる一以上の色素又はその混合物からなり、またそ
の平均粒径が０．３μｍ以下で、かつその最大粒径が
０．５μｍ以下であるとともに、ブラックマトリックス
としての光学濃度が３．０以上で、かつ表面反射率が５
０％以下であることを特徴とするブラックマトリックス
が提供される。

【００１０】また、絶縁性基板上に黒色色素の薄膜層を
分離して配置し、所定のパターンを形成したブラックマ
トリックスの製造方法において、 ａ）絶縁性基板上の少なくとも表示部全面又は表示画素
部を含む連続するパターンに対応する部分に透明導電性
薄膜を形成する工程 ｂ）透明導電性薄膜上に黒色色素の薄膜層をミセル電解
法により形成する工程 ｃ）黒色色素の薄膜層上に透明光硬化型レジストを塗布
する工程 ｄ）黒色色素パターンに対応したパターを有するマスク
を用いて露光し、次いで現像し、露光されていない部分
の光硬化型レジスト及び黒色色素の薄膜層を同時にエッ
チングにより除去し黒色色素パターンを形成する工程 を含むことを特徴とするブラックマトリックスの製造方
法が提供される。

【００１１】また、前記黒色色素が、無機顔料、黒色有
機顔料、互いに補色関係を有する有機顔料の混合物、三
原色の有機顔料の混合物、及び黒色染料からなる群から
選ばれる一以上の色素又はその混合物からなるブラック
マトリックスの製造方法が提供される。

【００１２】また、前記工程ｃ）が、洗浄した黒色色素
の薄膜層上に光硬化型レジストを塗布するものであるこ
とを特徴とするブラックマトリックスの製造方法が提供
される。

【００１３】また、前記黒色色素が、その表面を疎水化
処理されたものであることを特徴とするブラックマトリ
ックスの製造方法が提供される。

【００１４】さらに、前記黒色色素が、その平均粒径が
０．３μｍ以下で、かつその最大粒径が０．５μｍ以下
であるとともに、前記工程ａ），ｂ），ｃ）及びｄ）に
よって得られるブラックマトリックスの光学濃度が３．
０以上で、かつその表面反射率が５０％以下であること
を特徴とするブラックマトリックスの製造方法が提供さ
れる。

【００１５】以下、本発明を具体的に説明する。 １．ブラックマトリックス 本発明のブラックマトリックスは、図１に示すように、
絶縁性基板１上に、透明導電性薄膜３、ミセル電解法に
よる黒色色素の薄膜層２、及び光硬化性レジストの硬化
物４をこの順に積層して有することを特徴とするもので
あり、必要に応じて保護膜や配向膜をさらに積層させた
ものであってもよい。

【００１６】次に、これらの各層の材料及び製造方法を
説明する。 絶縁性基板 ガラス板（低膨張ガラス、無アルカリガラス（コーニン
グ社製７０５９、ホヤ（ＨＯＹＡ製）ＮＡ４５）、石英
ガラス等、ソーダーライムガラス）、マイクロレンズ付
きガラス基板、又はプラスチック板（ポリエチレンテレ
フタレートなど）を用いる。この場合、ガラス板が好適
であり、好ましくは研磨品であるが、無研磨でも良い。

【００１７】透明導電性薄膜 インジウムとスズの混合酸化物（ＩＴＯ）、二酸化ス
ズ、透明導電性ポリマー等を用いる。透過率９５％以上
（薄膜のみ）、膜厚１０００〜２０００でシート抵抗５
００Ω／□以下とする。この透明導電性薄膜はスパッタ
法、蒸着法、ＣＶＤ法、コーティング法、パイロゾル法
等で形成する。

【００１８】黒色色素の薄膜層 本発明に用いられる黒色色素としては、前述のように無
機顔料、黒色有機顔料、互いに補色関係を有する有機顔
料の混合物、三原色の有機顔料の混合物、互いに補色関
係を有する有機顔料の混合物、及び黒色染料からなる群
から選ばれる一以上の色素又はその混合物を挙げること
ができる。この場合、群から選ばれる一以上の色素は、
それぞれ単品であってもよく、二種以上を混合したもの
であってもよい。

【００１９】無機顔料 無機顔料としては、たとえばカーボンブラック（グレー
ドＭＴ，ＦＴ，ＳＲＦ，ＧＰＦ，ＦＥＴ，ＨＡＦ，ＩＳ
ＡＦ，ＳＡＦ，ＭＰＣ等）を挙げることができる。ま
た、クロム（Ｃｒ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），
プラセオジウム（Ｐｒ），白金，ルテイニウム，チタン
等の金属又はその酸化物を挙げるこごができる。さら
に、チタンブラック，白金ブラック等でもよい。

【００２０】黒色有機顔料 黒色有機顔料としては、たとえばペリレンブラック，シ
アニンブラックを挙げることができる。

【００２１】三原色の有機顔料の混合物 三原色の有機顔料としては、赤色（Ｒ）として、ペリレ
ン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔
料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、ジス
・アゾ系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノ
ン系顔料等の単品又は少なくとも二種類以上の混合物を
挙げることができる。緑色（Ｇ）として、ハロゲン多置
換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシア
ニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、ジス・
アゾ系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン
系顔料等の単品又は少なくとも二種類以上の混合物を挙
げることができる。青色（Ｂ）として、銅フタロシアニ
ン系顔料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系
顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等の単品又
は少なくとも二種類以上の混合物を挙げることができ
る。これらの三原色を混合して使用する。

【００２２】互いに補色関係を有する有機顔料の混合物 互いに補色関係を有する色としては、たとえば赤とシア
ニン、青，緑とマゼンダ、紫，青と黄等の組合わせを挙
げることができる。個々の色の具体例としては、上述の
三原色のほか、たとえば黄色としてジスアゾ系顔料、イ
ソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料を、紫色
として、ジオキサンジン系顔料等を挙げることができ
る。これらの互いに補助関係を有する有機顔料を混合し
て使用する。

【００２３】黒色染料 黒色染料としては、たとえば、リアクティブブラック、
アニリンブラック、アシッドファーストブラック、ダイ
レクトファーストブラック等を挙げることができる。

【００２４】粒径 これらの黒色色素の粒径は、一次粒径の平均粒径が０．
３μｍ以下であることが好ましい。また、その最大粒径
は、０．５μｍ以下であることが好ましい。それぞれ
０．３μｍ及び０．５μｍより大きいと粒子が粗くな
り、平坦性が維持できなかったり、パターニング精度が
悪くなるという問題がある。上記一以上の色素を用い
て、後述するミセル電解法により製膜し、黒色色素の薄
膜を形成する。

【００２５】光学濃度（遮光率） 黒色色素の薄膜層による光学濃度（遮光率）は３．０以
上であることが好ましい。通常、膜厚は、ＣＣＤ，ＳＴ
Ｎ用の場合は、１．５〜２．５μｍ、ＯＡ，ＰＪ用の場
合は０．５μｍ以下のものが用いられる。

【００２６】表面反射率 黒色色素の薄膜層による表面反射率は５０％以下とする
ことが好ましく、３０％以下とすることがさらに好まし
い。５０％より大きいと、スイッチング素子等に光が反
射し、誤作動の原因となる。

【００２７】透明光硬化性レジスト 本発明で用いられる光硬化性レジストは、前述の黒色色
素の薄膜層をパターニングするために用いられる。光硬
化性レジストとしては、たとえばアクリル、メタクリル
酸誘導体と、その共重合体（バインダー）の混合物を挙
げることができる。このアクリル、メタクリル酸誘導体
は、エポキシ基、シロキサン基、ポリイミド前駆体を導
入したものが好適である。光開始剤としては、トリアジ
ン系、アセトフェノン系、ベンジイン系、ベンゾフェノ
ン系、チオキサンソン系等が良い。分散剤としては、非
イオン性、イオン性界面活性剤、有機顔料誘導体、ポリ
エステル系の単品又は二種以上の混合物を挙げることが
できる。溶剤としては、 セロソルブ系、シクロヘキサノ
ン、メチルイソブチルケトン、７７ジエチレングリコー
ルエーテル及びエステル系の単品又は二種以上の混合物
を挙げることができる。これらを混合、分散、濾過した
後にフォトリソグラフィー法によってパターニングを行
う。

【００２８】なお、レジストを塗布した後の酸素遮断膜
塗布（ポリビニルアルコール）は、レジストの感度を高
めるため使用することが好ましいが、本発明においては
必ずしもその必要はない。使用するとすれば露光（ブラ
ックマトリックス形成用マスク使用）し、現像して熱処
理（ポストベーク）して形成するのが一般的である。な
お、具体的な商品名としては、ＣＫ−２０００（富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー社製）、Ｖ−２５９
ブラック（新日鐵社製）ＪＮＰＣ０６（ＪＳＲ社製）、
ＣＦＧＲ（東京応化社製）及びフォトニースＵＲ３１０
０（東レ社製）等を挙げることができる。

【００２９】保護膜 必要に応じて用いられる保護膜としては、透明光硬化性
レジスト硬化物及び透明熱硬化性樹脂硬化物を挙げるこ
とができる。

【００３０】透明光硬化性レジス硬化物 前記光硬化性レジストと同じ材料を用いることができ
る。カラーフィルタに用いる場合、カラーフィルタの膜
面上から見て、フォトリソグラフィー法によりブラック
マトリックスの存在する領域から基板全面領域にわたる
部分をパターニングして熱硬化してもよく、又は、基板
全面領域をパターニングすることなく熱硬化してもよ
い。（このフォトリソグラフィー法は、前記光硬化性レ
ジストの場合において、パターニング用マスクを保護膜
用マスクとすること以外は同様に行うことができる。）

【００３１】透明熱硬化性樹脂硬化物、又は配向膜 透明熱硬化性樹脂硬化物、又は配向膜としては、アクリ
ル、メタクリル酸誘導体とその共重合体（バインダー）
の混合物を挙げることができる。また、このアクリル、
メタクリル酸誘導体にエポキシ基、シロキサン基、ポリ
イミド前駆体を導入したものを挙げることができる。開
始剤として、トリアジン系、アセトフェノン系、ベンジ
イン系、ベンゾフェノン系、チオキサンソン系等を挙げ
ることができる。溶剤として、 セロソルブ系、シクロヘ
キサノン、メチルイソブチルケトン、ジエチレングリコ
ールエーテル及びエステル系の単品又は二種以上の混合
物を挙げることができる。これらを混合、濾過かつ塗布
後に熱処理で完全に硬化させる。また、配向膜として
は、各種ポリイミド系配向膜剤を挙げることができる。

【００３２】具体的商品名としては、オプトマーＳＳ−
７２６５，ＪＨＲ−８４８４、ＪＳＳ−８１９、ＪＳＳ
７１５（ＪＳＲ社製）、ＯＳ−８０８（長瀬産業社
製）、ＬＣ２００１（三洋化成社製）等を挙げることが
できる。保護膜の膜厚と透過率は、膜厚０．５〜４．０
μｍ、透過率９０％以上／４６０ｎｍとする。なお透過
率はエアリファレンスである。膜厚については、各色素
層の膜厚に応じて保護膜剤の粘度及びスピンコートの回
転数等でコントロール可能である。

【００３３】２．ブラックマトリックスの製造方法 以下、本発明のブラックマトリックスの製造方法を工程
ごとに説明する。 絶縁性基板上への透明導電性薄膜の形成 前述のようにガラス板等の基板上にＩＴＯ、二酸化スズ
等の導電性薄膜を、スパッタ法、蒸着法等により形成す
る。

【００３４】ミセル電解法による黒色色素の薄膜層の
形成 透明導電性薄膜上に、前述の黒色色素をミセル電解法に
より製膜し、薄膜層を形成する。この場合、ミセル電解
法によって製膜する前に黒色色素を疎水化処理すること
がミセル電解法に用いる分散液を安定化できるという理
由から好ましい。この疎水化処理としては、たとえばシ
ランカップリング剤によるコート、表面の酸化還元処
理、触媒による樹脂層のコートを挙げることができる。

【００３５】この疎水化処理をした色素（顔料）を、フ
ェロセン誘導体からなる界面活性剤（ミセル化剤）を用
い、水性媒体中に分散させて、ミセル分散液を調製す
る。この際、用いる水性媒体としては、水、水とアルコ
ールとの混合液、水とアセトンとの混合液など種々の媒
体を挙げることが出来る。例えば、以下に示すフェロセ
ン誘導体界面活性剤がある。

【００３６】

【化１】

【００３７】なお、フェロセン誘導体としては、このほ
か国際公開ＷＯ８９／０１９３号明細書、特開平１−４
５３７０号公報、特開平１−２２６８９４号公報、特開
平２−８３３８７号公報、特開平２−２５０８９２号公
報などに記載された方法によって製造されるものを使用
することが出来る。なお、界面活性剤（ミセル化剤）と
してフェロセン誘導体を一種類用いても良く、又は、二
種類以上を組合せても良い。あるいは、フェロセン誘導
体と他の界面活性剤とを組合せても良い。

【００３８】他の界面活性剤を挙げると、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脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキル
エーテル等、非イオン性界面活性剤と、アルキル硫酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、塩化
アルキルトリメチルアンモニウム、脂肪酸ジエチルアミ
ノエチルアミド等のカチオン性及びアニオン性界面活性
剤がある。

【００３９】水性媒体中にフェロセン誘導体、所望に応
じて用いられる他の界面活性剤及び所望の色素（顔料）
を入れて、メカニカルホモジナイザー、超音波ホモジナ
イザー、ボールミル、サンドミル、スターラーなどで十
分に撹拌する。なお、超音波を用いる場合には、０．５
時間／リットル以下とし、遠心分離を用いる場合には４
Ｇ以下とすることが好ましい。この操作で顔料は界面活
性剤の作用で、水媒体中に均一に分散又はミセル化し
て、分散液又はミセル溶液となる。この際のミセル化剤
の濃度については、特に制限はないが、通常は、フェロ
セン誘導体及び他の界面活性剤の合計濃度が臨界ミセル
濃度以上、好ましくは０．１ミルモル／リットル〜１モ
ル／リットルの範囲で選択する。

【００４０】一方、顔料濃度は通常１〜５００グラム／
リットルの範囲で選択する。また、水性媒体の電気伝導
度を調節するために、支持塩（支持電解質）を必要に応
じて加えることが出来る。この支持塩の添加量は、分散
している顔料の析出を妨げない範囲であれば良く、通常
は０．０５〜１０モル／リットルの範囲で選択する。こ
の支持塩を加えずに電解を行うことも出来る。この場
合、支持塩を含まない純度の高い薄膜が得られる。ま
た、支持塩を用いる場合、その支持塩の種類は、ミセル
の形成や電極への顔料の析出を妨げることなく、水性媒
体の電気伝導度を調節できるものであれば特に制限はな
い。具体的には、一般に広く支持塩として用いられてい
る硫酸塩（リチウム、カリウム、ナトリウム、ルビジウ
ム、アルミニウムなどの塩）、酢酸塩（リチウム、カリ
ウム、ナトリウム、ルビジウム、ベリリウム、マグネシ
ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミ
ニウムなどの塩）、さらに、アンモニウム塩などが好適
であり、例えば、ＬｉＢｒ，ＫＣｌ，Ｌｉ₂ＳＯ₄，（Ｎ
Ｈ₄）ＢＦ₄などを挙げることが出来る。次に、０．５μ
ｍ以下のフィルターでろ過することが好ましい。

【００４１】このようにして、黒色色素（顔料）を分散
したミセル分散液を調製する。なお、混合顔料のミセル
分散液は、水性媒体中に混合すべき顔料をミセル化剤と
ともに一度加え、分散させて調製しても良い。又は水性
媒体中に混合すべき単一顔料をミセル化剤とともに加
え、分散させて得られたそれぞれのミセル分散液を混合
させて調製しても良い。

【００４２】次に、ミセル分散液のいずれか一つに、透
明導電性薄膜が少なくとも表示部全面又は表示画素部を
含む連続するストライプパターンに対応する部分に形成
された絶縁性基板を挿入し、これを通電してミセル電解
を行い、この基板の透明導電性薄膜上に黒色色素の薄膜
層を形成する。電解条件は、各種状況に応じて適宜選択
すれば良いが、通常液温は０〜９０℃、好ましくは２０
〜７０℃の範囲で選択する。電圧は０．０３〜１．５
Ｖ、好ましくは０．１〜０．９Ｖの範囲で選択する。ま
た、電流密度は通常１０ｍＡ／ｃｍ²以下であり、好ま
しくは５０〜３００μＡ／ｃｍ²の範囲で選択する。

【００４３】この電解処理を行うと、ミセル電解法の原
理に従った反応が進行する。これをフェロセン誘導体の
Ｆｅイオンの挙動に着目すると陽極ではフェロセンのＦ
ｅ²⁺がＦｅ³⁺となって、ミセルが崩壊し、顔料粒子が陽
極（透明導電性薄膜）上に析出する。一方、陰極では陽
極で酸化されたＦｅ³⁺がＦｅ²⁺に還元されて元のミセル
に戻るので、繰り返し同じ溶液で製膜操作を行うことが
出来る。形成された薄膜層を乾燥し、８０〜１６０℃で
ベークを行った後、高圧水洗浄又はＵＶ洗浄等の洗浄処
理を行うことが好ましい。

【００４４】黒色色素薄膜上への透明光硬化型レジス
トの塗布 前述の透明硬化型レジストをミセル電解製膜黒色色素の
薄膜層上にロールコーター又はスピンコーターで少なく
とも表示部全面に積層塗布する。さらに、光硬化型レジ
スト（好ましくは透明な紫外線硬化型レジスト）を塗布
する方法として、従来のスピンコートに変えて、ミセル
電解法または電着法により紫外線硬化型レジストを塗布
することにより、製膜後の基板の乾燥工程を省略できる
ばかりでなく、異物の混入を防ぐことが可能となる。

【００４５】透明光硬化性レジスト硬化物の膜厚と透過
率は、膜厚０．５〜４．０μｍ、透過率９０％以上／４
６０ｎｍとすることが好ましい。なお、透過率はエアリ
ファレンスである。膜厚については、黒色色素層の膜厚
に応じてレジスト粘度及びスピンコートの回転数等で、
又は、ミセル電解法では製膜電位，製膜時間等によって
コントロール可能であり、黒色色素層の膜厚段差を最小
限にして、平坦化できる。

【００４６】露光、現像、エッチング 塗布した透明光硬化性レジストを熱処理（室温〜１５０
℃、５分〜２時間プリベーク）した後、所望のブラック
マトリックス配列に応じたマスクパターンを用いて露光
する。この場合、コンタクト方式、プロキシミティー方
式、ステッパー方式、プロジェクション方式のどちらで
も良い、露光エネルギーは例えば紫外線のｉ線では１０
〜５００ｍＪ／ｃｍ²とする。

【００４７】次に、未露光部の透明光硬化性レジストと
黒色色素の薄膜層のエッチングを行う。このエッチング
の方法は、以下のドライエッチング、ウエットエッ
チング、剥離材によるエッチング、電解エッチング
がある。 ドライエッチングとして、ＵＶ／オゾンアッシング、
プラズマエッチング、スパッタエッチング、イオンビー
ムエッチングがある。 ウエットエッチングとして、各種レジスト専用の現像
液、アルカリ性現像液（無機系として炭酸アルカリ塩、
水酸化アルカリ系があり、有機系として、テトラメチル
アンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）の水溶液があ
る）、有機溶剤（メタノール、エタノール、アセトンな
ど）等がある。 剥離材によるエッチングとして、溶剤可溶性ポリマー
の積層塗布、剥離，粘着フィルムの貼り付け、剥離があ
る。 電解エッチングとして、界面活性材（非イオン性な
ど）含有水溶液、上記ウエットエッチング用の現像液又
は有機溶剤中に支持塩を添加して電位を印加する。 なお、未露光部のレジストが溶解して除くことができて
も、黒色色素の薄膜層の剥離が不十分な場合には、完全
に色素の薄膜層を除くために、上記のドライエッチン
グ、ウエットエッチング、剥離材によるエッチン
グ、電解エッチングを、透明光硬化性レジストの露光
部の熱硬化前後の少なくとも一方で行う。なお、別々の
方法を併用しても良い。

【００４８】ミセル電解法で製膜した黒色色素の薄膜層
は、バインダーとしてのレジスト及びポリマーを含有し
ていない色素（顔料）のみの積層膜であり、これらのエ
ッチングによって、容易に溶解、剥離するため、透明導
電性薄膜が変色、絶縁化、侵食等のダメージを受けない
温和な条件で行うことが出来る。例えば、以下のよう
に、ウエットエッチングとドライエッチングを併用した
エッチング条件で行う。

【００４９】室温から７０℃の現像液（有機アルカリ水
系；テトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡ
Ｈ）２．３８％水溶液、無機アルカリ水系；炭酸ナトリ
ウム及び炭酸カリウム水溶液等を用い、水素イオン濃度
ｐＨ８〜１４とする）で、レジストを浸漬して現像の後
に水洗（高圧純水スプレー、超音波、ブラシスクラブ、
界面活性剤洗浄等）リンスして、未露光部のレジスト及
び黒色色素の薄膜層を溶解又は除去する。次に、露光部
のレジストを熱硬化（１５０℃〜３５０℃）させる。露
光部の透明光硬化性レジスト及び黒色色素の薄膜層のパ
ターンの解像度をより良好に形成する場合、は、ＵＶ／
オゾンアッシング装置で未露光部のレジスト及び黒色色
素の薄膜層を紫外線＋オゾン分解して除去する。この場
合、ＵＶランプは水銀ランプ、主に１８５ｎｍと２５４
ｎｍの輝線を有するものとする。基板温度は、室温〜２
５０℃、オゾン濃度：１０ｐｐｍ以上、時間：３０秒〜
３時間とする。また、必要に応じて、前記透明光硬化型
レジストを現像中又は後にブラシスクラブ又はスポンジ
スクラブ水洗によってスクラブリンスする。次に、必要
に応じて高圧純水スプレー、長音波、ブラシスクラブ、
界面活性剤等によって洗浄する。次に、露光された透明
光硬化型レジストを１５０〜３５０℃で熱硬化させてポ
ストベークを施す。さらに必要に応じて、前記ポリイミ
ド等の配向膜やアクリル等の保護膜を形成する。

【００５０】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。 透明導電性薄膜成膜基板の作製 鏡面研摩した３００ｍｍ角の白板ガラス基板（コーニン
グ社７０５９）上に、スパッタリング装置（アルバック
社製：ＳＤＰ−５５０ＶＴ）を用いて、ＩＴＯ薄膜を約
１３００オングストローム基板全面にスパッタリングを
行った。このとき、基板温度を２５０℃ＩＴＯ膜の表面
抵抗を２０Ω／□に調整した。

【００５１】実施例１ ４リットルの純水にフェロセン誘導体ミセル化剤ＦＰＥ
Ｇ（１１−フェロセニルウンデシルポリオキシエチレン
ルエーテル）、臭化リチウム及びペリレンブラック顔料
を加えて、それぞれ、２ｍＭ，０．１Ｍ，１０ｇ／リッ
トルの溶液とし、超音波ホモジナイザー（日本精器社
製：Ｔ−６００）で９０分間分散させてミセル溶液とし
た。その後遠心分離（国際遠心機）６０００ｒｐｍ、２
０分間処理した後、０．４５μｍフィルタで濾過し、製
造例１の基板を前記ミセル溶液に挿入し、ポテンショス
タットを接続した。０．５Ｖの定電位電解を１５分間行
ない、ブラックマトリックス用黒色色素薄膜（色素層）
を得た。純水で洗浄後、オーブンにてプリベーク（１０
０℃）した（ミセル電解法）。

【００５２】透明光硬化性レジスト（ＪＮＰＣ０６：Ｊ
ＳＲ）を上記色素層の上に１０００ｒｐｍでスピンコー
トし、８０℃のオーブンで３０分プリベークした。ブラ
ックマトリックス配列露光用のマスクを用いて、プロキ
シミティー方式の露光機（プロキシミティギャップ６０
μｍ）で２００ｍＪ／ｃｍ² で露光後、室温の有機アル
カリ系水溶液の現像液漬現像し、純水でブラシスクラブ
洗浄すると、露光された黒色色素と透明光硬化性レジス
トは残り、それ以外の未露光部のレジストおよび黒色色
素をほとんどはくりすることができた。ブラックマトリ
ックスパターンを形成することができた。

【００５３】実施例２ 実施例１と同様に、黒色色素の薄膜層をミセル電解法で
ＩＴＯ上に形成後、透明光硬化性レジスト（ＣＴ：富士
ハントエレクトロニクステクノロジー社製）を前記色素
の薄膜層の上に１０００ｒｐｍでスピンコートし、８０
℃のオーブンで３０分プリベークした。ブラックマトリ
ックス配列露光用のマスクを用いて、プロキシミティー
方式の露光機（プロキシミティギャップ６０μｍ）で２
００ｍＪ／ｃｍ² で露光後、室温の有機アルカリ系水溶
液の現像液（２．３８％ＴＭＡＨ：富士ハントエレクト
ロニクステクノロジー社製ＦＨＤ−５）で浸漬現像し、
純水でブラシスクラブ洗浄すると、露光された黒色色素
の薄膜層と透明光硬化性レジストは残り、それ以外の未
露光部のレジストおよび黒色色素の薄膜層をほとんど除
去することができ、ブラックマトリックスパターンを形
成することができた。さらに、２００℃のオーブンで前
記レジストを完全に熱硬化させた後、さらにＵＶ／オゾ
ンアッシャー（紫外線洗浄装置ＰＬ１−９０７：セン特
殊光源社製）で１０分間ドライエッチングを行い、未露
光部の黒色色素薄膜層を完全に分解して除き、解像度よ
くブラックマトリックスを形成した。さらに、保護膜と
してポリイミド系配向膜（オプトマー８４８４：ＪＳ
Ｒ）を基板全面上にスピンコーター８００ｒｐｍで塗布
し、２２０℃のオーブンにより熱硬化させた。

【００５４】実施例３ 実施例１で用いた光硬化性レジストにＶ−２５９ＰＡ
（新日鉄化学社製）を用い、８５０ｒｐｍでスピンコー
ト、８０℃オーブンでプリベーク後、プロキシミティー
露光機（プロキシミティーギャップ１００μｍ）により
３００ｍＪ／ｃｍ² 露光し、２５℃の無機アルカリ系現
像液（０．１Ｎ炭酸ナトリウム水溶液；ＣＤ：富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー社製）でスピン現像と
純水シャワー洗浄を行ってから、未露光部の残った黒色
色素の薄膜層をプラズマエッチングにより完全に除去
し、ブラックマトリックスのパターンを形成した。

【００５５】実施例４ 実施例１と同様にミセル電解法で黒色色素の薄膜層を形
成後、光硬化性レジストにアクリル酸基導入ポリイミド
前駆体を含有するフォトニースＵＲ３１００（東レ社
製）を２０００ｒｐｍでスピンコートし、８０℃オーブ
ンでプリベーク、ミラープロジェクション方式の露光機
でブラックマトリックス配列のマスクを介して７０ｍＪ
／ｃｍ² の露光エネルギーで露光し、２５℃の含水メタ
ノールのＤＶ−５０５（東レ社製）現像液で超音波現像
後、イソプロピルアルコールでリンスして、３００℃オ
ーブンでポストベークした。さらに、ＪＮＰＣ０６（Ｊ
ＳＲ社製）を１０００ｒｐｍでスピンコートし、９０℃
オーブンでプリベーク後、有機アルカリ水溶液系（ＴＨ
ＡＨ２．４％，ＦＨＤ−５）でスクラブ現像して、未露
光部の黒色色素の薄膜層を完全に除去し、ブラックマト
リックスのパターンを形成した。

【００５６】実施例５〜１７ 実施例１において、顔料を表１記載の顔料に変えた以外
は、実施例１と同様に行った。

【表１】 表中、＊１の支持塩としては０．１Ｍ ＬｉＢｒを用い
た。 ＊２は、超音波分散、遠心分離処理終了後、全て０．４
５μｍのフィルタで瀘過し、光散乱装置ＥＬＳ−８００
（大塚電子社製）で測定した。 顔料の使用材料は、 酸化クロム^* ：和光純薬工業社製、 酸化プラセオジム^* ：和光純薬工業社製、 酸化鉄^* ：Ｍｏｒｉｓｈｉｔａ Ｂｌａｃｋ
森下弁柄社製、 カーボンブラックＡ：旭カーボンＨＳ−５００ 旭カー
ボン社製、 カーボンブラックＢ：東海カーボン＃３８００ 東海カ
ーボン社製、 カーボンブラックＣ：東海カーボン＃４５５０ 東海カ
ーボン社製、 カーボンブラックＤ：東海カーボン＃７０５０ 東海カ
ーボン社製、 カーボンブラックＥ^* ：デンカブラック 電気化学工業
社製、 カーボンブラックＦ：アセチレンブラック 電気化学工
業社製、 カーボンブラックＧ：プリンテックス１４０Ｖ チグサ
ジャパン社製、 カーボンブラックＨ：ケッチャンブラックＥＣ ケッチ
ャン社製、 ペリレンブラック（有機顔料）：ペリレンブラックＬ０
０８４ ＢＡＳＦ社製、 クロモフタールレッド：クロモフタールレッドＡ２Ｂ
チバガイギー社製、 フタロシアニンブルー：ヘリオゲンブルーＬ７０８０
ＢＡＳＦ社製 である。 ＊は表面処理を行ったもの。表中、ブラック１０ｇに対
して、テトラブチルシランカップリング剤（和光純薬工
業社製）を１００ｃｃ加え、溶剤を乾燥させた後、１５
０℃でベークして、反応させ、表面を疎水化した。

【００５７】実施例１８ 実施例１で透明光硬化性レジストをスピンコーターで塗
布する代わりに、この１ｇをＦＰＥＧ：２ｍＭ，ＬｉＢ
ｒ：０．１Ｍ溶液１００ｃｃに添加し、超音波照射によ
り分散し、エマルジョンを形成した後、黒色色素の薄膜
が形成された基板をこの溶液に挿入し、０．５Ｖ、３０
分間電解して透明光硬化性レジスト薄膜を形成した以外
は、実施例１と同様に行った。

【００５８】実施例１９ 実施例１で透明光硬化性レジストを透明光硬化性電着ポ
リマー（特開平４−１０４１０２号）に代え、スピンコ
ーターで塗布する代わりに、この１０％透明光硬化性電
着ポリマー電解液に黒色色素の薄膜の形成された基板を
この溶液に挿入し、１００Ｖ、１分間電解して透明光硬
化性電着ポリマー薄膜を形成した、以外は、実施例１と
同様に行った。

【００５９】実施例２０ 実施例１において、ミセル電解法でＲＧＢ各色を形成す
ることに顔料表面の異物を分解するためにＵＶ洗浄した
以外は実施例１と同様に行った。

【００６０】比較例１ ＩＴＯ基板パターニング工程 ＩＴＯ膜として２０Ω／□の面抵抗を持つガラス基板
（青板ガラス、研摩、シリカディプ品：松崎真空社製）
に紫外線硬化型レジスト剤（ＦＨ２０３０Ｍ：富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー社製）をキシレンで二
倍希釈した溶液を１０００ｒｐｍの回転速度でスピンコ
ートした。スピンコート後、８０℃で１５分間プリベー
クを行った。その後、このレジスト／ＩＴＯ基板を露光
機にセットした。マスクは、線幅１００μｍ・ギャップ
２０μｍ、線長２３０ｍｍ、１９２０本のストライプ縦
パターンとした。光源は２ｋＷの高圧水銀灯を用いた。
プロキシミティギャップ７０μｍをとり、１２０ｍＪ／
ｃｍ² 露光した後、現像液にて現像した。現像後、純水
にてリンスした後、１８０℃でポストベークした。次
に、エッチャントとして１Ｍ ＦｅＣｌ₃ ・６Ｎ ＨＣ
ｌ・０．１Ｎ ＨＮＯ₃・０．１Ｎ Ｃｅ（ＮＯ₃ ）₄
の水溶液を準備し、前記基板のＩＴＯをエッチングし
た。エッチングの終点は電気抵抗により測定した。前記
エッチングには約２０分の時間を必要とした。エッチン
グ後、純水でリンスし、レジストを１Ｎ ＮａＯＨにて
除去した。こうしてＩＴＯパターニングガラス基板を得
た。

【００６１】ブラックマトリックス作製工程 ブラックマトリックス形成レジスト剤として富士ハント
エレクトロニクステクノロジー社製のカラーモザイクＣ
Ｋに同ＣＲ、ＣＧ、ＣＢをそれぞれ、３：１：１：１重
量部混合したものを用いた。先に作製したＩＴＯパター
ニングガラス基板を１０ｒｐｍで回転させ、この上にこ
のレジスト剤３０ｃｃ噴霧した。次に、スピンコートの
回転数を５００ｒｐｍにし、基板上に均一に製膜した。
この基板を８０℃で１５分間プリベークした。そして、
高圧水銀灯２ｋＷのアライメント機能のある露光機で位
置合わせしながら、ブラックマトリックスのデザイン
（９０×３１０μｍ角−２０μｍ線幅のマスクを用いて
露光した。光源は２ｋＷの高圧水銀灯を用いた。プロキ
シミティギャップ７０μｍをとり、１００ｍＪ／ｃｍ²
露光した後、アルカリ現像液にて現像した。その後、富
士ハント社製ＣＤの後、富士ハント社製ＣＤ（現像液）
を純水４倍希釈し、３０秒現像した。さらに、純水でリ
ンスし、２００℃、１００分間ポストベークした。

【００６２】比較例２ ブラックマトリックス形成 無アルカリガラス基板（ＨＯＹＡ：ＮＡ４５／３００角
−１．１ｍｍ）にＣｒ薄膜を約２０００Åスパッタリン
グした（アルバック社製：ＳＤＰ−５５０ＶＴ）。この
上に紫外線硬化型レジスト剤（富士ハントエレクトロニ
クステクノロジー社製ＨＰＲ２０４）を１０００ｒｐｍ
の回転速度でスピンコートした。スピンコート後、８０
℃で１５分間プリベークを行った。その後、このレジス
ト／Ｃｒ／ガラス基板をステッパー露光機にセットし
た。マスクは、画素サイズ９０μｍ×３１０μｍ・線幅
２０μｍ、有効エリア１６０ｍｍ×１５５ｍｍの格子パ
ターンを四分割したマスクを用いて露光した。露光能力
は１０ｍＷ／ｃｍ² ・ｓ、スキャンスピート５ｍｍ／秒
で露光した後、専用の現像液にて現像した。現像後、純
水にてリンスした後、１５０℃でポストベークした。次
にエチャントとして１Ｎ ＨＣｌ₄ ・０．１Ｎ ＨＮＯ
₃ ・０．１Ｎ Ｃｅ（ＮＯ₃ ）₄ の水溶液を準備し、前
記基板のＣｒをエッチングした。エッチングの終点は電
気抵抗により測定した。前記エッチングには約２０分の
時間を必要とした。エッチングの終点は電気抵抗により
測定した。前記エッチングには約２０分の時間を必要と
した。エッチング後、純水リンスし、レジストを１Ｎ
ＮａＯＨにて除去した。純水で十分に洗浄し、ブラック
マトリックス（ＢＭ）を完成した。

【００６３】絶縁膜／ＩＴＯ薄膜電極形成 次に、このＢＭ上に絶縁膜として（東京応化社製シリカ
ＯＣＤＴＹＰＥ−７）を１０００ｒｐｍの回転速度をス
ピンコートした。２５０℃で６０分間ベークした後、室
温まで冷却し、さらに、アルバック社製ＳＤＰ−５５０
ＶＴに基板をセットし、基板の上からＩＴＯを１３００
Åスパッタリングした。このときワークを２００℃とし
てＩＴＯの表面抵抗を２０Ω／□に調整した。

【００６４】液晶ディスプレイの作製と評価 前記実施例１〜２０、比較例１、２ブラックマトリック
ス基板の表面にポリアミック酸樹脂モノマーをレジスト
同様にスピンコートした。ポリアミック酸樹脂モノマー
を２５０℃、１時間硬化させポリイミド樹脂化した後、
ラビング処理を行い、配向させた。対極はＴＦＴ駆動回
路付きＩＴＯガラス基板にポリアミック酸樹脂モノマー
をスピンコートし、２５０℃、１時間硬化させ、ポリイ
ミド樹脂化させ、ラビング処理した後、前記カラーフィ
ルタ基板との間に５μｍのガラスビーズ、接着剤にて封
止し、パネルを完成させた。次に、真空流入法によりＴ
Ｎ液晶（チッソ社製標準グレード）を入れ、ＦＰＣにド
ライバーＩＣを搭載した取り出し電極を接続し、偏光板
を両面に接着した後、ＴＦＴを作動させ、良好な液晶駆
動を確認した。以上のブラックマトリックスの性能比較
を行った。その結果を、表２に示す。性能評価は、以下
のように行った。 （１）膜厚測定 触針式膜厚計（デックタック社製）により測定した。 （２）ＯＤ測定 レファレンスを製造例１の基板として、ブラックマトリ
ックス部分の吸光度測定（大塚電子社製ＭＣＰＤ）を行
った。 （３）反射率の測定 反射光を分光光度計（日立製作所社製ＵＶ３１００）に
より測定した。 （４）パターン精度 パターンを顕微鏡（ニコン社製）により測定し、マスク
設計からのズレを測定した。 （５）ボケ ７０万ルックスのハロゲン集光計にパネルをセットし、
パネルを全黒表示にして、ブラックマトリックスの透過
光の模様を観測した。評価は、次のＡ〜Ｃの三段階で行
った。 Ａ：平均である。 Ｂ：画素周囲に模様がみえる。 Ｃ：ピンホールや画素からの漏れがある。 （６）コントラスト 輝度計（トプコン社製）を用いて、パネルのＯＮ−ＯＦ
Ｆ時の透過光の輝度を測定した。この輝度の比率をコン
トラストとした。表２により、本発明のブラックマトリ
ックスは、従来のブラックマトリックスに比べて、種々
の色素パターンに対しても、歩留向上が確認され、ブラ
ックマトリックスの色素パターンの制約がなく（画質の
向上が期待され）、生産効率の向上が確認された。ま
た、ブラックマトリックスにおいても、安価で温和な条
件で形成できるミセル電解法製膜黒色色素を十分に適用
できることを確認した。

【００６５】 ［表２］ ──────────────────────────────── 実施例 顔料（系） 膜厚 ＯＤ 反射率 ハ゜ターン ボケ コントラスト (μm) 精度 ──────────────────────────────── 実施例１ ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ８７ 実施例２ ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ８８ 実施例３ ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ８９ 実施例４ ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ９２ 実施例５ カーホ゛ンフ゛ラックA 0.8 4.0 １１％ ３μｍ Ａ １０２ 実施例６ カーホ゛ンフ゛ラックB 0.8 3.9 １３％ ３μｍ Ａ １０２ 実施例７ 酸化鉄 0.8 4.0 １１％ ５μｍ Ａ １０１ 実施例８ 酸化クロム 0.8 4.0 １０％ ４μｍ Ａ １０１ 実施例９ 酸化フ゜ラセオシ゛ム 0.8 3.2 １１％ ３μｍ Ａ ７５ 実施例10 混合ブラック 0.8 3.4 １１％ ３μｍ Ａ ８４ 実施例11 混合ブラック 0.8 3.1 １２％ ３μｍ Ａ ８２ 実施例12 カーホ゛ンフ゛ラックC 0.8 3.7 ９％ ３μｍ Ａ ８９ 実施例13 カーホ゛ンフ゛ラックD 0.8 3.8 １０％ ３μｍ Ａ ８８ 実施例14 カーホ゛ンフ゛ラックE 0.8 3.6 １１％ ３μｍ Ａ ７９ 実施例15 カーホ゛ンフ゛ラックF 0.8 3.8 １２％ ３μｍ Ａ ６４ 実施例16 カーホ゛ンフ゛ラックG 0.8 3.8 １４％ ３μｍ Ａ ８２ 実施例17 カーホ゛ンフ゛ラックH 0.8 4.0 １１％ ３μｍ Ａ １０７ 実施例18 ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ８７ 実施例19 ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ８７ 実施例20 ヘ゜リレンフ゛ラック 1.0 3.0 １２％ ３μｍ Ａ ８９ 比較例１ 樹脂ブラック 2.2 2.1 １８％ ８μｍ Ｂ ４２ 比較例２ メタルフ゛ラック 0.1 3.5 ７３％ １μｍ Ｃ ８４ ────────────────────────────────

【００６６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のブラッ
クマトリックスは、遮光率の比較的低い樹脂ブラックに
比べて、黒色色素をミセル電解法で製膜し、自由に膜厚
（遮光度）を選択するとともに、レジストでパターニン
グして機能の分離を実現しているため、透明な光硬化型
レジスト本来の性能を発揮し、ブラックマトリックスパ
ターンを高露光感度かつ高解像度（高精細）で形成でき
る。また、本発明のブラックマトリックスを用いた液晶
ディスプレイは、コントラストをはじめとする画質向上
が期待できる。換言すれば、樹脂ブラックに用いられる
黒色色素（顔料）含有レジストのように、色素の光吸収
による露光感度および解像度の低下がないため、パター
ン精度を高精細化できる。またミセル電解法による薄膜
形成に用いられる黒色色素は、顔料から自由に選択する
ことができるため、高い耐熱性、耐光性のものを選択す
ることにより、その長所を生かすことができる。また、
電極取出層の形成を行う必要がなく、ブラックマトクッ
クス製造の工程を簡略することができる。さらに、多面
取りを行うような場合、透明導電性薄膜が全面塗布であ
れば、黒色色素の薄膜層の透明導電性薄膜の微細パター
ンを連続してつなぐ必要がないので、先の電圧降下によ
るブラックマトクックスの色むらを低減することができ
る。本発明によるミセル電解法による黒色色素の薄膜の
形成方法では、複数の黒色色素を自由に組合せて使用可
能であり、また、温和な条件（水系、室温）で導電性薄
膜を積層できる基板であれば、基板にも制限はない。ま
た、ミセル電解法による黒色色素の薄膜層は、色素（顔
料）のみを積層した構成であるので、分散法などの黒色
色素を含有するレジストの硬化物よりも遮光度を向上さ
せることができる。また、透明な光硬化型レジスト硬化
物の積層（パターニング）および黒色色素のエッチング
により、高精細なブラックマトリックスを形成すること
ができる。すなわち、本発明のブラックマトリックスお
よびその製造方法によれば、高精細化が可能なため、ブ
ラックマトリックス付きカラーフィルタを用いたカラー
液晶ディスプレイの画質の向上を図ることができる。ま
た、ブラックマトリックスを備えたカラーフィルタの生
産効率（歩留）の向上を図ることができる。さらに、耐
光性と高い遮光率を必要とするプロジェクター用のパネ
ルにおいて、従来のメタルクロムの問題であった反射に
よるＴＦＴの誤作動と反射光の漏れにより表示のボケ
（白色光の漏れ）をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラックマトリックスの構造を模式的
に示す断面図である。

【図２】従来のカラー液晶ディスプレイの構造を模式的
に示す断面図である。

【符号の説明】

１，２１…絶縁性（ガラス）基板 ２…ブラックマトリックス ３…透明導電性薄膜 ４…光硬化性レジストの硬化物 ５…色素膜 ６…保護膜 ７，２２…液晶駆動用透明電極 ８…黒色色素の薄膜層 １０…カラーフィルタ基板 ２０…液晶駆動基板 ３０…液晶 ４０…封止剤（スペーサー入）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−104101（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263002（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−342207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板上に、黒色の色素の薄膜層を
   分離して配置し、所定のパターンを形成したブラックマ
   トリックスにおいて、絶縁性基板上の少なくとも表示部
   全面又は表示画素部を含む連続するパターンに対応する
   部分に積層して形成した透明導電性薄膜上に、この透明
   導電性薄膜の全面又は一部上にミセル電解法による製膜
   によって分離して配置した黒色の色素の薄膜層、及び、
   この色素の薄膜層の上に積層して形成した透明な光硬化
   性レジストの硬化物をこの順で有することを特徴とする
   ブラックマトリックス。
2. 【請求項２】 前記透明な光硬化性レジストの硬化物の
   上に積層して形成した保護膜をさらに有することを特徴
   とする請求項１記載のブラックマトリックス。
3. 【請求項３】 前記黒色色素が、無機顔料、黒色有機顔
   料、互いに補色関係を有する有機顔料の混合物、三原色
   の有機顔料の混合物、及び黒色染料からなる群から選ば
   れる一以上の色素又はその混合物からなり、またその平
   均粒径が０．３μｍ以下で、かつその最大粒径が０．５
   μｍ以下であるとともに、ブラックマトリックスとして
   の光学濃度が３．０以上で、かつ表面反射率が５０％以
   下であることを特徴とする請求項１又は２記載のブラッ
   クマトリックス。
4. 【請求項４】 絶縁性基板上に黒色色素の薄膜層を分離
   して配置し、所定のパターンを形成したブラックマトリ
   ックスの製造方法において、 ａ）絶縁性基板上の少なくとも表示部全面又は表示画素
   部を含む連続するパターンに対応する部分に透明導電性
   薄膜を形成する工程 ｂ）透明導電性薄膜上に黒色色素の薄膜層をミセル電解
   法により形成する工程 ｃ）黒色色素の薄膜層上に透明光硬化型レジストを塗布
   する工程 ｄ）黒色色素パターンに対応したパターを有するマスク
   を用いて露光し、次いで現像し、露光されていない部分
   の光硬化型レジスト及び黒色色素の薄膜層を同時にエッ
   チングにより除去し黒色色素パターンを形成する工程 を含むことを特徴とするブラックマトリックスの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記黒色色素が、無機顔料、黒色有機顔
   料、互いに補色関係を有する有機顔料の混合物、三原色
   の有機顔料の混合物、及び黒色染料からなる群から選ば
   れる一以上の色素又はその混合物からなるものであるこ
   とを特徴とする請求項４記載のブラックマトリックスの
   製造方法。
6. 【請求項６】 前記工程ｃ）が、洗浄した黒色色素の薄
   膜層上に光硬化型レジストを塗布するものであることを
   特徴とする請求項４又は５記載のブラックマトリックス
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記黒色色素が、その表面を疎水化処理
   されたものであることを特徴とする請求項４〜６のいず
   れか１項記載のブラックマトリックスの製造方法。
8. 【請求項８】 前記黒色色素が、その平均粒径が０．３
   μｍ以下で、かつその最大粒径が０．５μｍ以下である
   とともに、前記工程ａ），ｂ），ｃ）及びｄ）によって
   得られるブラックマトリックスの光学濃度が３．０以上
   で、かつその表面反射率が５０％以下であることを特徴
   とする請求項４〜７のいずれか１項記載のブラックマト
   リックスの製造方法。