JPH06175118A - Production of black matrix substrate - Google Patents

Production of black matrix substrate

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Publication number
JPH06175118A
JPH06175118A JP32210592A JP32210592A JPH06175118A JP H06175118 A JPH06175118 A JP H06175118A JP 32210592 A JP32210592 A JP 32210592A JP 32210592 A JP32210592 A JP 32210592A JP H06175118 A JPH06175118 A JP H06175118A
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JP
Japan
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relief
black matrix
catalyst
electroless plating
transparent substrate
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Application number
JP32210592A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasutomo Tejima
康友 手島
Ryutaro Harada
龍太郎 原田
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication of JPH06175118A publication Critical patent/JPH06175118A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the black matrix substrate having high dimensional accuracy and excellent light shieldability at a low cost by heat treating a transparent substrate, fixing metals to a relief to form the catalyst-contg. relief and forming the black relief. CONSTITUTION:A photosensitive resist contg. a hydrophilic resin is applied on the transparent substrate 13 to form a photosensitive resist layer 3. This photosensitive resist layer 3 is then exposed via a photomask 9 for the black matrix (black relief). The photosensitive resist layer 3 after the exposing is developed to form the relief 4 having patterns for the black matrix. After the transparent substrate 13 is heat treated, the metals to serve as the catalyst for electroless plating are fixed to the relief 4 to form the catalyst-contg. relief 5. The catalyst-contg. relief 5 on the transparent substrate 13 is brought into contact with an electroless plating liquid, by which the black relief is formed. The black matrix 14 is thus formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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
るブラックマトリックスを容易に形成することが可能な
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 of manufacturing a black matrix substrate, and more particularly to a method of manufacturing a black matrix substrate which can easily form a black matrix having high dimensional accuracy and excellent light shielding property.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フラットディスプレーとして、モ
ノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイが注目されて
いる。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
方式とがあり、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。そして、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。
2. Description of the Related Art In recent years, monochrome or color liquid crystal displays have been attracting attention as flat displays. The liquid crystal display includes an active matrix system and a simple matrix system for controlling the three primary colors, and a color filter is used in each system. In the liquid crystal display, the constituent pixel portions have three primary colors (R, G, B), and the electrical switching of the liquid crystal controls the transmission of each light of the three primary colors to perform color display.

【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高
い遮光性が要求される。
This color filter is formed by forming each colored layer, a protective layer and a transparent electrode layer on a transparent substrate. Then, in order to improve the coloring effect and the display contrast, a pattern (black matrix) having a light-shielding property is formed at the boundary portion of each pixel of R, G and B 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 light leak current. Therefore, the black matrix is required to have a high light-shielding property.

【0004】従来、ブラックマトリックスとしては、蒸
着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。
Conventionally, as a black matrix, a vapor-deposited chrome thin film is photo-etched to form a relief, a hydrophilic resin relief is dyed, a relief formed using a photosensitive solution in which a black pigment is dispersed, and a black electrodeposition. Some were formed by electrodeposition of paint, some were formed by printing, and the like.

【0005】しかし、上述の蒸着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、蒸着やスパッタ等の真空成膜工程が必要であるこ
とや、製造工程が複雑であるために製造コストが高く、
また、強い外光の下での表示コントラストを高めるため
にクロムの反射率を抑える必要が生じ、このため、製造
コストが更にかかる低反射クロムの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
分となり易いことや、充分な遮光性が得がたい等、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, although the above vapor-deposited chrome thin film is photo-etched to form a relief, the dimensional accuracy is high, but a vacuum film-forming process such as vapor deposition or sputtering is required and the manufacturing process is complicated. High manufacturing cost,
Further, in order to increase the display contrast under strong external light, it is necessary to suppress the reflectance of chromium, and thus it is necessary to perform sputtering of low-reflection chromium, which is more costly to manufacture. Further, the method using a photosensitive resist in which the above black dye or pigment is dispersed, the manufacturing cost is low, but it is difficult to obtain sufficient light-shielding property because the photoprocess is likely to be insufficient because the photosensitive resist is black. However, there is a problem that a high quality black matrix cannot be obtained. Further, although the black matrix formation by the above-mentioned printing method can reduce the manufacturing cost,
There was a problem that the dimensional accuracy was low.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のような問題を解
決するために、透明基板上に親水性樹脂を含有する感光
性レジスト層を形成し、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上記の感光性レジスト
層を露光・現像してレリーフを形成し、このレリーフに
無電解メッキの触媒となる金属化合物を含有させて触媒
含有レリーフを形成し、さらに、この触媒含有レリーフ
を無電解メッキ液に接触させることにより金属粒子を析
出させてブラックマトリックスを形成することが行われ
ている。このような無電解メッキを用いたブラックマト
リックス基板の製造方法は、製造工程が複雑ではなく、
またブラックマトリックスの寸法精度が高く遮光性に優
れるものである。しかしながら、上述の無電解メッキ法
に従ったブラックマトリックス基板の形成では、無電解
メッキの際にホウ素系還元剤のような強い還元剤を含む
無電解メッキ液を用いないと金属粒子が析出しないとい
う問題があった。
In order to solve the above problems, a photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin is formed on a transparent substrate, and the above-mentioned method is performed through a photomask having a black matrix pattern. The photosensitive resist layer is exposed and developed to form a relief, and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is added to the relief to form a catalyst-containing relief. The black matrix is formed by precipitating the metal particles by contacting with the black matrix. The manufacturing method of the black matrix substrate using such electroless plating is not complicated in the manufacturing process,
Moreover, the dimensional accuracy of the black matrix is high and the light-shielding property is excellent. However, in the formation of the black matrix substrate according to the above electroless plating method, metal particles do not precipitate unless an electroless plating solution containing a strong reducing agent such as a boron-based reducing agent is used during electroless plating. There was a problem.

【0007】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。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has high dimensional accuracy and light shielding 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. An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing a black matrix substrate having excellent properties at low cost.

【0008】[0008]

【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・現像して
前記透明基板上にレリーフを形成する第1の工程、この
透明基板に熱処理を施す第2の工程、前記レリーフに無
電解メッキの触媒となる金属を固着させて触媒含有レリ
ーフとする第3の工程、および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第4
の工程、とを有し、前記第3の工程は、還元剤の水溶液
を前記レリーフに塗布し水洗した後、さらに前記レリー
フに無電解メッキの触媒となる金属化合物の水溶液を塗
布して前記金属化合物の金属を還元し前記レリーフに固
着させるアクチベーション処理、あるいは無電解メッキ
の触媒となる金属化合物と還元剤の混合水溶液を前記レ
リーフに塗布し水洗した後、さらに前記レリーフにアク
セレータ液を塗布して前記金属化合物の金属を還元し前
記レリーフに固着させるアクセレータ処理からなるよう
な構成とした。
In order to achieve such an object, the present invention provides a photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin formed on a transparent substrate through a photomask having a black matrix pattern. Exposure and development to form a relief on the transparent substrate, a second step of heat-treating the transparent substrate, a metal containing a catalyst for electroless plating is fixed to the relief, and a relief containing catalyst is formed. And a fourth step of forming a black relief having a pattern for a black matrix by bringing the catalyst-containing relief into contact with an electroless plating solution.
In the third step, an aqueous solution of a reducing agent is applied to the relief and washed with water, and then an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is applied to the relief to form the metal. An activation treatment for reducing the metal of the compound and fixing it to the relief, or a mixed aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating and a reducing agent are applied to the relief and washed with water, and then an accelerator solution is applied to the relief. An accelerator treatment for reducing the metal of the metal compound and fixing it to the relief was adopted.

【0009】[0009]

【作用】透明基板上に形成されたブラックマトリックス
用のレリーフは熱処理が施され、その後、無電解メッキ
が行われ金属が析出されて黒色レリーフが形成される
が、無電解メッキに先立って熱処理後のレリーフ内にア
クチベーション処理あるいはアクセレータ処理により無
電解メッキの触媒となる金属が固着されるので、無電解
メッキの際に、ニッケルに対するリン系還元剤のような
弱い還元剤を含む無電解メッキ液でも良好な金属析出が
可能となり、ホウ素系還元剤のような強い還元剤を含む
無電解メッキ液を用いる必要がなくなるとともに、形成
されたブラックマトリックス基板は、光学濃度が高く反
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。
[Function] The relief for the black matrix formed on the transparent substrate is heat-treated and then electroless plated to deposit a metal to form a black relief. Since the metal that serves as a catalyst for electroless plating is fixed in the relief of by electrolysis or accelerator treatment, even in electroless plating, electroless plating solution containing a weak reducing agent such as a phosphorus-based reducing agent for nickel can be used. Good metal deposition is possible, and it is not necessary to use an electroless plating solution containing a strong reducing agent such as a boron-based reducing agent, and the formed black matrix substrate has a high optical density and a low dimensional accuracy with low reflectance. Since it is good and a vacuum process or the like is not necessary, the manufacturing cost can be reduced.

【0010】[0010]

【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 which are opposed to each other with a sealing material 30 in between, and a thickness of about 5 to 1 made of twisted nematic (TN) liquid crystal between them.
A liquid crystal layer 40 having a thickness of about 0 μm is formed, and polarizing plates 50 and 5 are provided outside the color filter 10 and the transparent glass substrate 20.
1 is provided and configured.

【0011】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, the color filter 10 comprises a black relief (black matrix) 14 on a transparent substrate 13.
Forming a black matrix substrate 12 and a black matrix 14 of the black matrix substrate 12.
The colored layer 16 formed between them, and the 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 arranged such that the transparent electrode 19 is located on the liquid crystal layer 40 side. The colored layer 16 is the red pattern 16
It is composed of R, green pattern 16G, and blue pattern 16B, and the array of each colored pattern is a mosaic array as shown in FIG. The arrangement of the coloring pattern is not limited to this, and may be a triangular arrangement, a stripe arrangement, or the like.

【0012】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。
Display electrodes 22 are provided on the transparent glass substrate 20 so as to correspond to the respective colored patterns 16R, 16G and 16B, and each display electrode 22 has a thin film transistor (TFT) 24. Further, a scanning line (gate electrode busbar) 26a and a data line 26b are arranged between the respective display electrodes 22 so as to correspond to the black matrix 14.

【0013】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 the LCD 1 as described above, each of the colored patterns 16R, 16G and 16B constitutes a pixel, and the display electrode corresponding to each pixel is turned on and off while the 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 colored patterns 16R, 16G, and 16B to perform color display.

【0014】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、低膨張ガラス、ソーダライムガラス等の可撓性のな
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 a rigid material such as quartz glass, low expansion glass or soda lime glass, a transparent resin film, an optical resin plate or the like. It is possible to use a flexible material having such flexibility. Among them, Corning 7059 glass is a material with a small coefficient of thermal expansion, has excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is a non-alkali glass that does not contain an alkali component in the glass. It is suitable for a matrix type LCD color filter.

【0015】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を現像してブラックマトリックス用のパ
ターンを有するレリーフ4を形成する(図4(C))。
次に、この透明基板13に熱処理(100〜200℃、
5〜30分間)を施した後、レリーフ4に無電解メッキ
の触媒となる金属を固着させて触媒含有レリーフ5とす
る(図4(D))。そして、透明基板13上の触媒含有
レリーフ5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(E))。
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. 4 (A)). Next, the photosensitive resist layer 3 is exposed through the black matrix photomask 9 (FIG. 4B). Then, the exposed photosensitive resist layer 3 is developed to form a relief 4 having a pattern for a black matrix (FIG. 4C).
Next, the transparent substrate 13 is heat-treated (100 to 200 ° C.,
After 5 to 30 minutes), a metal serving as a catalyst for electroless plating is fixed to the relief 4 to obtain a catalyst-containing relief 5 (FIG. 4 (D)). Then, the catalyst-containing relief 5 on the transparent substrate 13 is brought into contact with an electroless plating solution to form a black relief, thereby forming a black matrix 14 (FIG. 4 (E)).

【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の親水性樹
脂を1種、あるいは複数種を混合したものに対し、例え
ば、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、ポリピ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光硬化型の
感光性基を有するものを添加することで感光性を付与し
た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。
Examples of the photosensitive resist used in the present invention include natural proteins such as gelatin, casein, glue and ovalbumin, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide and maleic anhydride. For example, a reaction product of a diazonium compound having a diazo group and paraformaldehyde with respect to a polymer and a hydrophilic resin such as a carboxylic acid-modified product or a sulfonic acid-modified product of the above resin, or a mixture of two or more of them. Diazo resin, an azide compound having an azido group, a cinnamic acid condensation resin obtained by condensing polycinnyl alcohol with cinnamic acid, a resin using a stilbazolium salt, a photocurable photosensitive group such as ammonium dichromate Also has It may be mentioned those obtained by imparting photosensitivity by adding. Needless to say, the photosensitive group is not limited to the above photocurable photosensitive group.

【0017】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5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5に浸透し易くなり、触媒含有レ
リーフ5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。
As described above, the hydrophilic resin is contained in the photosensitive resist, so that when the catalyst-containing relief 5 comes into contact with the electroless plating solution as described above, the electroless plating solution contains the catalyst-containing relief 5. The metal particles are easily deposited in the catalyst-containing relief 5 uniformly. 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。
As the metal compound used as a catalyst for electroless plating used in the present invention, for example, chlorides such as palladium, gold, silver, platinum and copper, water-soluble salts such as nitrates, and complex compounds are used, and they are commercially available as an aqueous solution. The existing activator solution for electroless plating can be used as it is.

【0019】そして、本発明における上記のような無電
解メッキの触媒となる金属化合物を用いた触媒含有レリ
ーフ5の形成は下記のようなアクチベーション処理ある
いはアクセレータ処理により行われる。
The formation of the catalyst-containing relief 5 using the metal compound which serves as a catalyst for the above electroless plating in the present invention is performed by the following activation treatment or accelerator treatment.

【0020】アクチベーション処理による触媒含有レリ
ーフ5の形成は、まず、熱処理後の透明基板を還元剤の
水溶液に浸漬し水洗した後、さらにレリーフ4を上記の
ような無電解メッキの触媒となる金属化合物の水溶液に
浸漬して行われる。これにより、金属化合物の金属(例
えば、無電解メッキの触媒となる金属化合物として塩化
パラジウムを使用した場合はパラジウム)が還元されて
核を形成しレリーフ4に固着される。その後、水洗・乾
燥を行って触媒含有レリーフ5が形成される。
To form the catalyst-containing relief 5 by the activation treatment, first, the transparent substrate after the heat treatment is immersed in an aqueous solution of a reducing agent and washed with water, and then the relief 4 is further treated with a metal compound serving as a catalyst for electroless plating as described above. It is performed by immersing it in the aqueous solution. As a result, the metal of the metal compound (for example, palladium when palladium chloride is used as the metal compound serving as a catalyst for electroless plating) is reduced to form a nucleus and adhere to the relief 4. Then, the catalyst-containing relief 5 is formed by washing with water and drying.

【0021】一方、アクセレータ処理による触媒含有レ
リーフ5の形成では、透明基板を無電解メッキの触媒と
なる金属化合物と還元剤の混合水溶液に浸漬し水洗した
後、さらにアクセレータ液に浸漬される。これにより、
上記のアクチベーション処理と同様に金属化合物の金属
が還元されて核を形成しレリーフ4に固着される。その
後、水洗・乾燥を行って触媒含有レリーフ5が形成され
る。
On the other hand, in forming the catalyst-containing relief 5 by the accelerator treatment, the transparent substrate is immersed in a mixed aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating and washed with water, and then further immersed in an accelerator solution. This allows
Similar to the activation treatment described above, the metal of the metal compound is reduced to form nuclei and adhere to the relief 4. Then, the catalyst-containing relief 5 is formed by washing with water and drying.

【0022】アクチベーション処理あるいはアクセレー
タ処理に用いられる還元剤としては、塩化スズ、ヒドラ
ジン類、ハイドロキノン類、ハイドロサルファイド、ボ
ラン誘導体、ボラザン誘導体等が挙げられる。
Examples of the reducing agent used in the activation treatment or accelerator treatment include tin chloride, hydrazines, hydroquinones, hydrosulfides, borane derivatives and borazane derivatives.

【0023】また、アクセレータ処理に用いられるアク
セレータ液としては、硫酸水溶液(濃度:50〜100
g/l)、塩酸水溶液(濃度:50〜100g/l)、テト
ラフルオロホウ酸水溶液(濃度:50〜100g/l)、水
酸化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。
The accelerator solution used for the accelerator treatment is an aqueous sulfuric acid solution (concentration: 50-100).
g / l), hydrochloric acid aqueous solution (concentration: 50 to 100 g / l), tetrafluoroboric acid aqueous solution (concentration: 50 to 100 g / l), sodium borohydride and the like.

【0024】そして、上記のようなアクチベーション処
理あるいはアクセレータ処理により形成された触媒含有
レリーフ5に含有される無電解メッキの触媒となる金属
の含有量は、0.0001〜0.001重量%程度が好
ましい。
The content of the metal serving as the catalyst for electroless plating contained in the catalyst-containing relief 5 formed by the activation treatment or accelerator treatment as described above is about 0.0001 to 0.001% by weight. preferable.

【0025】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 is, for example, a reducing agent such as hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, sodium borohydride, N-dimethylamineborane, a borazine derivative, hydrazine and formalin, and nickel, cobalt,
Water-soluble reducible heavy metal salts such as iron, copper, and chromium, basic compounds such as caustic soda and ammonium hydroxide that improve plating rate, reduction efficiency, etc., pH adjusting agents such as inorganic acids and organic acids, and quenching agents. 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 stability of heavy metal ions, and reaction accelerators An electroless plating solution containing a stabilizer, a surfactant, and the like is used.

【0026】そして、本発明では、上記のように、触媒
含有レリーフ5に無電解メッキの触媒となる金属が固着
されることにより、無電解メッキの際にリン系還元剤等
の弱い還元剤を含む無電解メッキ液でも良好な金属析出
が可能となり、ホウ素系還元剤のような強い還元剤を含
む無電解メッキ液を用いる必要がなくなる。われてブラ
ックマトリックス基板14とされる。
In the present invention, as described above, a metal serving as a catalyst for electroless plating is fixed to the catalyst-containing relief 5, so that a weak reducing agent such as a phosphorus-based reducing agent can be used during electroless plating. Good metal deposition is possible even with the electroless plating solution containing it, and it is not necessary to use an electroless plating solution containing a strong reducing agent such as a boron-based reducing agent. Thus, the black matrix substrate 14 is formed.

【0027】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。
Black matrix substrate 1 as described above
The formation of the colored layer 16 including the red pattern 16R, the green pattern 16G, and the blue pattern 16B between the two black matrices 14 can be performed by various known methods such as a dyeing method, a dispersion method, a printing method, and an electrodeposition method. it can.

【0028】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 for smoothing the surface of the color filter 10, improving reliability,
Also, the purpose is to prevent contamination of the liquid crystal layer 40 and the like, and can be formed using a transparent resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, 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.

【0029】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 Å.

【0030】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)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=1600r.p.m.、3秒間)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℃、10
分間の条件で乾燥(プリベーク)して感光性レジスト層
(厚さ=0.6μm)を形成した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. (Experimental example) 7059 glass (thickness = 1.1 mm) manufactured by Corning Inc. is used as a transparent substrate, and a photosensitive resist having the following composition is applied on the transparent substrate by a spin coating method (rotation speed = 1600 rpm, 3 seconds). And then 70 ° C, 10
The photosensitive resist layer (thickness = 0.6 μm) was formed by drying (pre-baking) under the condition of 1 minute.

【0031】 (感光性レジストの組成) ・ポリビニルアルコール4.47重量%水溶液 (日本合成化学製ゴーセナールT−330) …1000重量部 ・ジアゾ樹脂5重量%水溶液 (シンコー技研製D−011) …57.1重量部 次に、感光性レジスト層に対して大日本スクリーン
(株)製の密着プリンターを用いてVq=60秒、75
カウント(134.25mJ/cm2 )でブラックマトリッ
クス用のパターン(線幅=45μm)を露光した。その
後、常温の水を用いて現像(回転数=150r.p.m.、4
5秒間)を行いエアー乾燥してブラックマトリックス用
の線幅47μmのレリーフを形成した。
(Composition of photosensitive resist) -Polyvinyl alcohol 4.47% by weight aqueous solution (Nippon Gosei Kagaku's Gohsenal T-330) ... 1000 parts by weight-Diazo resin 5% by weight aqueous solution (Shinko Giken D-011) ... 57 .1 part by weight Next, using a contact printer made by Dainippon Screen Co., Ltd. for the photosensitive resist layer, Vq = 60 seconds, 75
The pattern (line width = 45 μm) for the black matrix was exposed by counting (134.25 mJ / cm 2 ). After that, development was performed using water at room temperature (rotation speed = 150 rpm, 4
After 5 seconds), it was air-dried to form a relief for the black matrix having a line width of 47 μm.

【0032】つぎに、この透明基板に90℃、30分間
の熱処理を施し、その後、塩化スズ水溶液(日本カニゼ
ン製ピンクシューマー)に1分間浸漬し、シャワー洗浄
を行った。さらに透明基板を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)に1分間浸漬した後、
シャワー洗浄、乾燥を行ってレリーフを触媒含有レリー
フとした。
Next, this transparent substrate was subjected to heat treatment at 90 ° C. for 30 minutes, then immersed in a tin chloride aqueous solution (Pink Schumer made by Kanigen Japan Co., Ltd.) for 1 minute, and shower washed. Furthermore, after immersing the transparent substrate in an aqueous solution of palladium chloride (Nippon Kanigen's Red Sumer) for 1 minute,
Shower washing and drying were performed to obtain a relief containing a catalyst.

【0033】その後、透明基板を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4分間浸
漬してNi粒子を析出させ、水洗乾燥して黒色レリーフ
(ブラックマトリックス)を備えたブラックマトリック
ス基板(試料1)を得た。
After that, the transparent substrate is immersed in a nickel plating solution containing a hypophosphite reducing agent at 30 ° C. (nickel plating solution Tsp55 nickel A / C = 1/2 manufactured by Okuno Seiyaku) for 4 minutes to deposit Ni particles. Then, it was washed with water and dried to obtain a black matrix substrate (Sample 1) having a black relief (black matrix).

【0034】また、上記と同様にしてレリーフが形成さ
れ、90℃、30分間の熱処理が施された後の透明基板
を、塩化スズ水溶液と塩化パラジウム水溶液の混合溶液
(奥野製薬工業(株)製 TSP−キャタリスト)に1
分間浸漬し、シャワー洗浄を行い、さらに透明基板を硫
酸水溶液(濃度:conc H2 SO4 5ml/l)に
1分間浸漬した後、シャワー洗浄、乾燥を行ってレリー
フを触媒含有レリーフとした他は、試料1と同様にして
ブラックマトリックス基板(試料2)を得た。
Further, the relief was formed in the same manner as described above, and the transparent substrate after heat treatment at 90 ° C. for 30 minutes was mixed with an aqueous solution of tin chloride and an aqueous solution of palladium chloride (manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.). 1 for TSP-catalyst
Immersion for 1 minute, shower cleaning is performed, and the transparent substrate is further immersed in an aqueous sulfuric acid solution (concentration: conc H 2 SO 4 5 ml / l) for 1 minute, then shower cleaning and drying are performed to make the relief containing a catalyst. A black matrix substrate (Sample 2) was obtained in the same manner as Sample 1.

【0035】一方、比較として、上記の試料1と同様に
して90℃、30分間の熱処理が施された透明基板に、
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)をスピンコート法(回転数=100r.p.m.、3秒
間)により塗布して触媒含有レリーフとした他は、試料
1と同様にしてブラックマトリックス基板(比較試料
1)を得た。
On the other hand, as a comparison, a transparent substrate that was heat-treated at 90 ° C. for 30 minutes in the same manner as in Sample 1 was used.
A black matrix substrate (Comparative Sample 1) was prepared in the same manner as Sample 1, except that an aqueous palladium chloride solution (Red Kumagen manufactured by Nihon Kanigen) was applied by a spin coating method (rotation speed = 100 rpm, 3 seconds) to obtain a catalyst-containing relief. ) Got.

【0036】上記のようにして作成した各ブラックマト
リックス基板(試料1,2、比較試料1)の黒色レリー
フの光学濃度Dおよび反射率Rを測定したところ、試料
1,2では、D≧3.0、R≦5%であり、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わかった。しかしなが
ら、比較試料1では、無電解メッキにおけるNiの析出
が見られなかった。
The optical densities D and reflectances R of the black reliefs of the black matrix substrates (Samples 1 and 2 and Comparative Sample 1) produced as described above were measured. In Samples 1 and 2, D ≧ 3. 0, R ≦ 5%, and it was found that the black matrix for color filters had a sufficient optical density and low reflectance. However, in the comparative sample 1, precipitation of Ni in electroless plating was not seen.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば弱
い還元剤を含む無電解メッキ液を用いて、反射率が低く
寸法精度、光学濃度が高く、かつ透明基板との密着性も
良好な黒色レリーフ(ブラックマトリックス)を得るこ
とが可能となり、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、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, according to the present invention, an electroless plating solution containing a weak reducing agent is used, and the reflectance is low, the dimensional accuracy is high, the optical density is high, and the adhesion to a transparent substrate is also high. It becomes possible to obtain a good black relief (black matrix), and a black matrix substrate provided with such a black relief (relief matrix) can constitute a color filter that is highly reliable and capable of high contrast. At the same time, since a vacuum process or the like is unnecessary, the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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 type 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 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 chart for explaining a method of manufacturing a black matrix substrate according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…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 5 ... Catalyst-containing relief 9 ... Photomask for black matrix 10 ... Color filter 12 ... Black matrix substrate 13 ... Transparent substrate 14 ... Black matrix (black relief) 16 ... Coloring layer 16R, 16G, 16B ... Coloring pattern

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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・現像して前記
透明基板上にレリーフを形成する第1の工程、 この透明基板に熱処理を施す第2の工程、 前記レリーフに無電解メッキの触媒となる金属を固着さ
せて触媒含有レリーフとする第3の工程、および前記触
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
フを形成する第4の工程、とを有し、 前記第3の工程は、還元剤の水溶液を前記レリーフに塗
布し水洗した後、さらに前記レリーフに無電解メッキの
触媒となる金属化合物の水溶液を塗布して前記金属化合
物の金属を還元し前記レリーフに固着させるアクチベー
ション処理、あるいは無電解メッキの触媒となる金属化
合物と還元剤の混合水溶液を前記レリーフに塗布し水洗
した後、さらに前記レリーフにアクセレータ液を塗布し
て前記金属化合物の金属を還元し前記レリーフに固着さ
せるアクセレータ処理からな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。
1. A photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin formed on a transparent substrate is exposed and developed through a photomask having a pattern for a black matrix to form a relief on the transparent substrate. A second step of heat-treating the transparent substrate, a third step of fixing a metal serving as a catalyst for electroless plating to the relief to form a catalyst-containing relief, and an electroless plating solution for the catalyst-containing relief. And a fourth step of forming a black relief having a pattern for a black matrix by contacting the relief, and the third step, in which an aqueous solution of a reducing agent is applied to the relief and washed with water, and then the relief is further added. An activator for applying an aqueous solution of a metal compound, which serves as a catalyst for electroless plating, to reduce the metal of the metal compound and fix the metal to the relief. Solution or a mixed aqueous solution of a metal compound that serves as a catalyst for electroless plating and a reducing agent is applied to the relief and washed with water, and then an accelerator solution is applied to the relief to reduce the metal of the metal compound to reduce the relief. A method of manufacturing a black matrix substrate, characterized by comprising an accelerator treatment for fixing to a black matrix.
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