JPH06186417A - Manufacture of black matrix by electroless method - Google Patents

Manufacture of black matrix by electroless method

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JPH06186417A
JPH06186417A JP19725493A JP19725493A JPH06186417A JP H06186417 A JPH06186417 A JP H06186417A JP 19725493 A JP19725493 A JP 19725493A JP 19725493 A JP19725493 A JP 19725493A JP H06186417 A JPH06186417 A JP H06186417A
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black matrix
nickel
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トマス スラマ ヨハネス
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Abstract

PURPOSE: To produce a black matrix by an electroless method between the color filter patterns on the inert plate of a liquid crystal display device. CONSTITUTION: A glass plate 1 is provided with one or plural pieces of silane single layers 3 by using silanes, such as hexamethyl disilasane. These layers are then treated with an aq. Pd sol stabilized by a water-soluble polymer, such as PVA and PVP. Pd nuclei 5 having a catalytic effect are formed by this treatment. Since the Pd nuclei 5 have the extremely high catalytic effect, the starting of elecrtroless nickel plating is possible by using all of electroless nickel plating baths low in reactivity which contain a stabilizer and are available on the market. The need for using a curable coating material contg. a photoinitiator or thermal initiator as an activated layer is eliminated.

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、Pd粒子を含有する活
性化層(activating layer)をガラス板上に設け、次い
で前記活性化層の上にカラーフィルタをパターンに従っ
て設け、その後無電解ニッケルめっき浴中で前記カラー
フィルタの間の前記活性化層にニッケル層を被着させ
て、ブラックマトリックスを形成することにより、液晶
表示装置の不活性プレート上に無電解法でニッケルのブ
ラックマトリックスを製造する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides an activating layer containing Pd particles on a glass plate, a color filter is provided on the activating layer according to a pattern, and then electroless nickel plating. A nickel black matrix is produced electrolessly on an inert plate of a liquid crystal display by depositing a nickel layer on the activation layer between the color filters in a bath to form a black matrix. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような方法は液晶表示装置(LCD
およびLC−TV)の製造に使用されている。LCDで
は、液晶材料を2枚の平行なガラス支持板の間に挟む。
普通、錫ドープ酸化インジウム(ITO)のような半導
体金属酸化物から構成されている透明電極を、液晶材料
に面するガラス支持板の両側に設ける。液晶テレビジョ
ンスクリーン(LC−TV)の場合には、第1ガラス支
持板は活性プレートであって、この上に画素および組合
せスイッチ素子、例えばダイオードスイッチ、TFT
(薄膜トランジスタ)およびMIMスイッチ(金属−絶
縁膜−金属)が設けられている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display (LCD)
And LC-TV). In LCDs, the liquid crystal material is sandwiched between two parallel glass support plates.
Transparent electrodes, usually composed of a semiconductor metal oxide such as tin-doped indium oxide (ITO), are provided on both sides of the glass support plate facing the liquid crystal material. In the case of a liquid crystal television screen (LC-TV), the first glass support plate is the active plate on which the pixel and combination switch elements, eg diode switches, TFTs.
(Thin film transistor) and MIM switch (metal-insulating film-metal) are provided.

【0003】第2ガラス支持板は不活性プレートを形成
し、青色、緑色および赤色のパターン化されたカラーフ
ィルタを具え、該カラーフィルタは活性プレートの画素
と対向させて配置されている。画素寸法は、例えば、5
0×70μmである。カラーフィルタはスクリーン印
刷、オフセット印刷、インキジェット印刷または従来の
リトグラフィ技術によって設けられる。カラーフィルタ
間のコントラストを改善するには、光吸収性格子、いわ
ゆる「ブラックマトリックス」をカラーフィルタの間に
設ける。この格子としては、スパッタリングによって形
成したクロム薄膜に、カラーフィルタ用孔をリトグラフ
ィによってエッチングしたものを使用することができ
る。
The second glass support plate forms an inactive plate and comprises patterned color filters of blue, green and red, the color filters being arranged opposite the pixels of the active plate. The pixel size is, for example, 5
It is 0 × 70 μm. Color filters are provided by screen printing, offset printing, ink jet printing or conventional lithographic techniques. To improve the contrast between the color filters, a light absorbing grating, a so-called "black matrix" is provided between the color filters. As this grid, a chromium thin film formed by sputtering and having color filter holes etched by lithography can be used.

【0004】無電解法で設けたニッケルパターンは上述
のクロム薄膜の有利な代替物であり、特にスパッタリン
グおよびフォトレジストを使用するリトグラフィでは複
雑なプロセスが必要になる大型表示装置の場合にそうで
ある。無電解めっき、すなわち化学めっきは、ガラスお
よび合成樹脂のような誘電体基板をめっきする簡単で費
用の安い方法である。このために、銅浴およびニッケル
浴のような無電解めっき浴が使用され、このめっき浴は
複雑な(complexed )複数の金属イオンおよび還元剤を
含有する。金属イオンは触媒作用をする表面で還元剤に
よって金属に還元される。
Electrolessly deposited nickel patterns are an advantageous alternative to the chromium thin films described above, especially for large displays where sputtering and photoresist-based lithography require complex processes. is there. Electroless plating, or chemical plating, is a simple and inexpensive way to plate dielectric substrates such as glass and synthetic resins. For this, electroless plating baths such as copper and nickel baths are used, which contain a plurality of complexed metal ions and reducing agents. The metal ions are reduced to metal by the reducing agent at the catalysing surface.

【0005】めっきしようとする表面上に金属Pd核を
設けて前記表面が触媒作用をするようにすることが多
い。標準方法では、めっきしようとする基板をSnCl
2 水溶液およびPdCl2 水溶液と逐次接触させるか、
あるいはコロイド状SnPd分散液と接触させることに
より、めっきしようとする基板に予め核を形成する(活
性化と呼ばれる)。この結果、無電解法でめっきしよう
とする表面に金属Pd核が形成する。次いで、活性化さ
れた表面を無電解めっき浴中に浸漬して、前記表面をめ
っきする。
Frequently, metal Pd nuclei are provided on the surface to be plated so that said surface is catalytic. In the standard method, the substrate to be plated is SnCl 2.
2 aqueous solution and PdCl 2 aqueous solution,
Alternatively, by contacting with a colloidal SnPd dispersion, nuclei are formed in advance on the substrate to be plated (called activation). As a result, metal Pd nuclei are formed on the surface to be plated by the electroless method. Then, the activated surface is immersed in an electroless plating bath to plate the surface.

【0006】このような方法は欧州特許出願(EP−
A)第392235号から既知である。該特許出願によ
れば、水、ポリビニルアルコール(PVA)のような重
合体および重クロム酸アンモニウムのような光開始剤ま
たは熱開始剤からなる硬化性コーティング混合物を使用
して厚さ0.2μmの硬化重合体層をガラス板に設け
る。コーティング混合物はまたPdCl2 を含有し、P
dCl2 は過剰のSnCl 2 によって還元されて、コロ
イド状金属Pdを形成し、この金属Pdは無電解めっき
処理において触媒として作用する。コロイド状金属Pd
溶液はPd粒子にSn4+が吸着しているため安定であ
る。
Such a method is described in European Patent Application (EP-
A) Known from No. 392235. According to the patent application
If so, water, polyvinyl alcohol (PVA)
Photoinitiators such as coalescing and ammonium dichromate.
Or use a curable coating mixture consisting of thermal initiators
Then, a cured polymer layer having a thickness of 0.2 μm is provided on the glass plate.
It The coating mixture is also PdCl2Containing P
dCl2Is excess SnCl 2Reduced by the coro
Id-shaped metal Pd is formed, and this metal Pd is electroless plated.
Acts as a catalyst in processing. Colloidal metal Pd
The solution is Sn on Pd particles4+Is stable because
It

【0007】重合体層を熱または放射に曝すことにより
硬化させた後に、上述の技術のいずれかを使用して硬化
重合体層上にパターンに従って青、緑および赤のカラー
フィルタを設ける。次いで、このような処理を施したガ
ラス板を、硫酸ニッケル、水酸化アンモニウム、次亜リ
ン酸ナトリウムおよび2モル/lのNaOHの水溶液か
らなる超アルカリ性無電解ニッケルめっき浴中に浸漬す
る。この方法では、ニッケルと還元剤に由来するリンと
からなる金属層がカラーフィルタの間に形成する。この
NiPマトリックスはブラックマトリックスを形成す
る。この方法では、カラーフィルタは被着させようとす
るニッケル層に対するマスクとして作用する。
After the polymer layer has been cured by exposure to heat or radiation, blue, green and red color filters are provided in a pattern on the cured polymer layer using any of the techniques described above. Then, the glass plate thus treated is immersed in a super alkaline electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution of nickel sulfate, ammonium hydroxide, sodium hypophosphite and 2 mol / l NaOH. In this method, a metal layer composed of nickel and phosphorus derived from a reducing agent is formed between the color filters. This NiP matrix forms a black matrix. In this way, the color filter acts as a mask for the nickel layer to be deposited.

【0008】この既知方法の欠点は、無電解ニッケルめ
っき法のために形成されたPd粒子の触媒活性レベルが
低いことである。Sn4+イオンが吸着されている金属P
dからなり、PdCl2 をSnCl2 で還元することに
より形成されるコロイド状金属Pdは、還元剤として強
還元性ホルムアルデヒドを使用する無電解銅めっき浴に
とって良好な活性化剤である。しかし、上述の活性化方
法は、大部分の無電解ニッケルめっき浴に適当でない。
それは、これらのめっき浴に使用される次亜リン酸塩の
ような還元剤は反応性が低く、かつpH値が低いからで
ある。これは、Pdゾルの製造にSn4+イオンを使用す
ることに起因する。
A disadvantage of this known method is the low level of catalytic activity of the Pd particles formed for the electroless nickel plating method. Metal P adsorbing Sn 4+ ions
The colloidal metal Pd consisting of d and formed by reducing PdCl 2 with SnCl 2 is a good activator for electroless copper plating baths that use strongly reducing formaldehyde as the reducing agent. However, the activation method described above is not suitable for most electroless nickel plating baths.
This is because reducing agents such as hypophosphite used in these plating baths have low reactivity and low pH value. This is due to the use of Sn 4+ ions for the production of Pd sols.

【0009】上述のSn4+イオンは無電解ニッケルめっ
き浴において本来安定剤として使用され、還元剤の酸化
を阻止する。ニッケルを堆積させるためには、安定剤を
含有していない極めて反応性の大きいニッケル浴、例え
ば、欧州特許出願(EP−A)第392235号に記載
されている次亜リン酸塩を使用する超アルカリ性無電解
金属めっき浴(pH>14)を使用する必要がある。し
かし、無電解ニッケルめっき浴中に安定剤が存在してい
ない場合には、プロセス制御が不十分になり、選択性も
不十分になり、かつ浴が不安定になる危険、すなわちニ
ッケル浴中にニッケルが自然に形成する危険がある。こ
のため、商業的に入手できる無電解ニッケルメッキ浴は
安定剤、とくにSn2+,Sn4+およびPb2+のような重
金属イオン、およびチオウレウム(thioureum )のよう
な有機硫黄化合物を含有している。
The above-mentioned Sn 4+ ions are originally used as a stabilizer in the electroless nickel plating bath and prevent oxidation of the reducing agent. For depositing nickel, ultra-highly reactive nickel baths containing no stabilizer, such as the hypophosphite described in European Patent Application (EP-A) 392235, are used. It is necessary to use an alkaline electroless metal plating bath (pH> 14). However, in the absence of a stabilizer in the electroless nickel plating bath, process control is inadequate, selectivity is inadequate, and the risk of bath instability is There is a danger of nickel forming spontaneously. For this reason, commercially available electroless nickel plating baths contain stabilizers, especially heavy metal ions such as Sn 2+ , Sn 4+ and Pb 2+ , and organic sulfur compounds such as thioureum. There is.

【0010】既知方法の他の欠点は、反応性無電解ニッ
ケルめっき浴を使用した場合に、PVA重クロム酸塩層
の内側でガスが発生することである。この結果、前記層
はふくらみ、基板から剥離した状態になる。
Another drawback of the known method is that gas is generated inside the PVA dichromate layer when using a reactive electroless nickel plating bath. As a result, the layer is swollen and separated from the substrate.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、なか
んずく、液晶表示装置の不活性プレート上に無電解法で
ニッケルのブラックマトリックスを製造する際に、市場
で入手できるすべての無電解ニッケルめっき浴を使用す
ることができ、さらに光開始剤または熱開始剤を含有す
る硬化性コーティング混合物を活性化層として使用する
必要をなくすことができるブラックマトリックスの製造
方法を提供することにある。
The object of the present invention is, above all, all the electroless nickel plating available on the market in the production of a nickel black matrix on an inert plate of a liquid crystal display in an electroless manner. It is an object of the present invention to provide a method for producing a black matrix which can use a bath and which eliminates the need to use a curable coating mixture containing a photoinitiator or a thermal initiator as an activation layer.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、冒頭に
記載した方法において、活性化層を、水溶性重合体で安
定化された水性Pdゾルによって活性化したシラン層に
よって構成することを特徴とする無電解法でニッケルの
ブラックマトリックスを製造する方法により達成され
る。この点に関し、前記水性Pdゾルとは、Pdが水中
に分散しているコロイド状分散液を意味する。本発明方
法は、水溶性重合体で安定化されたPd粒子はガラス
(例えば:SiO2 、石英および石英ガラス)の表面に
吸着されないが、ガラス以外の材料上には優れたPdコ
ーティングを生成することができること、を見い出した
ことに基づく。
The object of the invention is, in the process described at the outset, that the activation layer is constituted by a silane layer activated by an aqueous Pd sol stabilized with a water-soluble polymer. This is achieved by a method of producing a nickel black matrix by an electroless method which is characterized. In this regard, the aqueous Pd sol means a colloidal dispersion in which Pd is dispersed in water. The method of the present invention produces water-soluble polymer-stabilized Pd particles that are not adsorbed on the surface of glass (eg: SiO 2 , quartz and fused silica), but produce excellent Pd coatings on materials other than glass. Based on what you can and have found.

【0013】ガラス表面を変性するために他の材料の単
層を被着させた場合でも、Pd核の吸着特性が影響を受
けることがある。ガラス表面は種々のシランによって極
めて適切に変性することができ、シランはガラス表面と
化学的結合を形成する。本発明方法により、2×1015
個/cm2 のPd原子という極めて高密度のPd核を得
ることができ、この結果、安定剤を含有していない反応
性の超アルカリ性無電解ニッケルめっき浴だけではな
く、安定剤を含有する反応性の小さい市場で入手できる
すべての無電解ニッケルめっき浴においても、極めて良
好に無電解めっきが開始される。
Even when a monolayer of another material is deposited to modify the glass surface, the adsorption properties of Pd nuclei can be affected. The glass surface can be modified very well by various silanes, which form chemical bonds with the glass surface. According to the method of the present invention, 2 × 10 15
A very high density of Pd nuclei of Pd atoms / cm 2 can be obtained, and as a result, not only a reactive super alkaline electroless nickel plating bath containing no stabilizer but also a reaction containing a stabilizer can be obtained. Even in all electroless nickel plating baths available on the market with low properties, electroless plating can be started very well.

【0014】また、高密度のPd核は堆積したニッケル
層に極めて満足できる接着性を提供する。上述のPdゾ
ルは、Sn2+塩以外の還元剤、例えば、H3 PO2 およ
びジメチルアミノボランをPd塩、例えば、PdC
2 、Pd硝酸塩およびPd酢酸塩の水溶液に添加して
金属Pdを生成させることにより製造することができ、
また前記溶液はPdゾルを安定化する水溶性重合体を含
有している。Pd粒子上における重合体鎖による立体障
害は、前記粒子のフロキュレーションを妨げる。このよ
うな重合体が存在しない場合には、安定なゾルを得るこ
とができない。
The dense Pd nuclei also provide very satisfactory adhesion to the deposited nickel layer. The above-mentioned Pd sol is a reducing agent other than Sn 2+ salt, such as H 3 PO 2 and dimethylaminoborane, which is a Pd salt such as PdC.
l 2 , Pd nitrate and Pd acetate can be added to an aqueous solution to produce metal Pd.
The solution also contains a water-soluble polymer that stabilizes the Pd sol. Steric hindrance by polymer chains on Pd particles hinders the flocculation of the particles. If such a polymer does not exist, a stable sol cannot be obtained.

【0015】適当な水溶性重合体はポリビニルアルコー
ル(PVA)およびポリビニルピロリドン(PVP)で
ある。PVAを使用した場合には粒径2〜10nmの不
均一分散ゾルをが生成する。PVPを使用した場合に
は、粒径2nmの単分散ゾルが生成する。これはTEM
(透過電子顕微鏡)によって確認される。2nm粒子は
約500個のPd原子を含有する。分子量および重合体
濃度は、Pd粒子1個当り1個の重合体鎖がPd粒子に
吸着されるように選択する。平均分子量約10,000
のPVP(例えば、フルカ(Fluka )社から入手できる
K−15(商品名))を使用するのが好ましい。
Suitable water-soluble polymers are polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinylpyrrolidone (PVP). When PVA is used, a non-uniformly dispersed sol having a particle size of 2 to 10 nm is produced. When PVP is used, a monodisperse sol having a particle size of 2 nm is produced. This is TEM
(Transmission electron microscope). A 2 nm particle contains about 500 Pd atoms. The molecular weight and polymer concentration are chosen such that one polymer chain per Pd particle is adsorbed on the Pd particle. Average molecular weight about 10,000
PVP (for example, K-15 (trade name) available from Fluka) is preferably used.

【0016】比較的低い平均分子量は、前記小粒子と組
み合わされた場合に、基板上に高密度のPd核を生成さ
せるので、無電解めっき、すなわち無電解ニッケルめっ
きが良好に開始される。Pd−PVPゾルはPd−PV
Aゾルより安定であるので、Pd−PVPゾルの方が長
い寿命サイクルを有する。そのため、Pd−PVPの濃
厚な原液を作り、これを使用前に例えば10倍希釈する
ことができる。PVAに対するPVPの他の利点は、核
形成用溶液中の泡の形成が減少することである。
The relatively low average molecular weight, when combined with the small particles, produces a high density of Pd nuclei on the substrate, so that electroless plating, ie electroless nickel plating, is well initiated. Pd-PVP sol is Pd-PV
The Pd-PVP sol has a longer life cycle because it is more stable than the A sol. Therefore, it is possible to prepare a concentrated stock solution of Pd-PVP and dilute it, for example, 10 times before use. Another advantage of PVP over PVA is that it reduces foam formation in the nucleating solution.

【0017】多くのシラン類、例えば、使用されること
の多いヘキサメチルジシラザン(HMDS)は、ガラス
表面を変性するために使用するのに適当である。有害な
有機溶媒の使用を回避するために、水溶性シランを使用
するのが好ましい。適当なシランは少くとも1個のアル
コキシ基を有する水溶性アミノシランである。このよう
なシランとしては、次式: R3 NH(CH2 3 SiR1 2(OR2 ) (上式において、 R1 =CH3 ,C2 5 ,メトキシまたはエトキシ R2 =CH3 またはC2 53 =H,CH3 ,C2 5 または(CH2 m NHR
4 (ただし、m=1,2または3) R4 =H,CH3 ,またはC2 5 である)で表わされ
る化合物がある。
Many silanes, such as the often used hexamethyldisilazane (HMDS), are suitable for use to modify the glass surface. It is preferred to use water-soluble silanes in order to avoid the use of harmful organic solvents. Suitable silanes are water-soluble aminosilanes having at least one alkoxy group. Such silanes include the following formula: R 3 NH (CH 2 ) 3 SiR 1 2 (OR 2 ) (In the above formula, R 1 ═CH 3 , C 2 H 5 , methoxy or ethoxy R 2 ═CH 3 or C 2 H 5 R 3 = H, CH 3 , C 2 H 5 or (CH 2 ) m NHR
There is a compound represented by 4 (provided that m = 1, 2 or 3) R 4 = H, CH 3 or C 2 H 5 .

【0018】適当な例は3−アミノプロピルトリエトキ
シシラン(「A1100」)およびN−(2−アミノエ
チル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(「A
1120」)である。また、使用するのが適当な物質の
例として3−アミノプロピルジメチルメトキシシランが
ある。水中のシラン濃度は厳密なものではなく、例え
ば、0.1〜3重量%の範囲である。シラン層はガラス
板上にスピンコーティングすることにより、あるいはガ
ラス板をシラン溶液に浸漬することにより設けることが
できる。
Suitable examples are 3-aminopropyltriethoxysilane ("A1100") and N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane ("A1100").
1120 "). An example of a suitable material to use is 3-aminopropyldimethylmethoxysilane. The silane concentration in the water is not critical and is, for example, in the range of 0.1 to 3% by weight. The silane layer can be provided by spin coating on a glass plate or by dipping the glass plate in a silane solution.

【0019】基板をシラン溶液中に浸漬しておく時間は
次のPd吸着工程にとって重要ではない。シラン分子の
アルコキシ基の1個はガラス表面の水酸基と反応し、化
学的結合が生じる。シラン処理前に、ガラス表面を十分
清浄にする必要があるのは勿論であって、最後の清浄工
程ではUV−オゾン処理を行なうのが好ましい。水洗後
に、ガラス表面を1個または数個のシラン単層でコーテ
ィングする。すなわち、シラン層の厚さを1〜5nmと
する。
The time for which the substrate is immersed in the silane solution is not important for the subsequent Pd adsorption step. One of the alkoxy groups of the silane molecule reacts with the hydroxyl group on the glass surface to form a chemical bond. Of course, it is necessary to sufficiently clean the glass surface before the silane treatment, and it is preferable to perform UV-ozone treatment in the final cleaning step. After washing with water, the glass surface is coated with one or several monolayers of silane. That is, the thickness of the silane layer is set to 1 to 5 nm.

【0020】上述のように、ガラス表面に吸着されるP
d原子の数は、本発明方法を使用した場合には、2×1
15個/cm2 に達する。Pd−PVAゾルを使用した
場合には、Pd原子の密度は3×1015個/cm2 にな
る。これらの値はXRF(X線蛍光)法によって求めら
れる。このような表面は、反応性の小さい無電解ニッケ
ルめっき浴を使用した場合でも、触媒作用が極めて大き
く、信頼できる無電解めっき処理をもたらす。グリシン
(pH=3.8)、コハク酸塩(pH=4.5)、ピロ
リン酸塩(pH=10〜11)またはクエン酸塩(pH
=8〜9)を含有するめっき浴のようなすべての既知の
無電解ニッケルめっき浴を使用することができる。
As described above, P adsorbed on the glass surface
The number of d atoms is 2 × 1 when using the method of the present invention.
It reaches 0 15 pieces / cm 2 . When the Pd-PVA sol is used, the density of Pd atoms is 3 × 10 15 atoms / cm 2 . These values are obtained by the XRF (X-ray fluorescence) method. Such a surface provides a reliable electroless plating treatment with a very large catalytic action even when an electroless nickel plating bath having low reactivity is used. Glycine (pH = 3.8), succinate (pH = 4.5), pyrophosphate (pH = 10-11) or citrate (pH
= 8-9), all known electroless nickel plating baths can be used.

【0021】また、既知の市場で入手できるめっき浴、
例えば、シプレイ(Shipley )65(商品名)(pH=
4.9)、OMIエンプレート(Enplate )426(商
品名)(pH=6〜7)、シプレイニポジット(Shiple
y Niposit )468(商品名)(pH=7.3)、OM
Iエンライト(Enlyte)512(商品名)(pH=4.
6)および514(商品名)(pH=9.0)も使用す
ることができる。このようなめっき浴は、ニッケル塩の
ほかに、常に次亜リン酸塩またはジメチルアミノボラン
のような還元剤を含有し、また安定剤を含有しているの
が普通である。また、堆積したニッケル層は、使用した
還元剤に応じて、リン(P)またはホウ素(B)を含有
する。また、無電解ニッケル−コバルトめっき浴も使用
するのに適している。堆積したニッケルは、ブラックマ
トリックスとして使用するには、透過率<1%(波長5
00nmにおいて)を示す必要がある。層厚>0.1μ
mの堆積ニッケル層はすべてこの要件に合致する。
[0021] Also known plating baths available on the market,
For example, Shipley 65 (trade name) (pH =
4.9), OMI Enplate 426 (trade name) (pH = 6 to 7), Shipley Nipposit (Shiple
y Niposit) 468 (trade name) (pH = 7.3), OM
I Enlyte 512 (trade name) (pH = 4.
6) and 514 (trade name) (pH = 9.0) can also be used. In addition to nickel salts, such plating baths usually always contain a reducing agent, such as hypophosphite or dimethylaminoborane, and also a stabilizer. In addition, the deposited nickel layer contains phosphorus (P) or boron (B) depending on the reducing agent used. It is also suitable to use an electroless nickel-cobalt plating bath. The deposited nickel has a transmittance <1% (wavelength 5%) for use as a black matrix.
(At 00 nm). Layer thickness> 0.1μ
All m deposited nickel layers meet this requirement.

【0022】本発明に従ってニッケルパターンを形成し
た後に、均等化(equalizing)層およびITO層を逐次
設ける。
After forming the nickel pattern according to the present invention, an equalizing layer and an ITO layer are sequentially provided.

【0023】[0023]

【実施例】次に本発明を図面を参照して例について説明
する。 実施例1 本発明方法で使用するのに適当な重合体で安定化された
Pdゾルを次のようにして製造した。10g/lのPd
Cl2 および350ml/lの濃塩酸を含有するPdC
2 水溶液0.6mlを水38.4mlで希釈した。こ
の溶液に、1重量%ポリビニルピロリドン(PVP)水
溶液0.07mlを加えた。前記PVPはフルカ(Fluk
a )社から入手したタイプK−15(商品名)であり、
その平均分子量は10,000であった。次いで、かき
まぜながら0.625モルH3 PO2 溶液1mlを加え
た。生成したPdゾルは2nm粒子の単分散液であり、
これを活性化用溶液として使用した。
The present invention will now be described by way of example with reference to the drawings. Example 1 A polymer stabilized Pd sol suitable for use in the method of the present invention was prepared as follows. 10 g / l Pd
PdC containing Cl 2 and 350 ml / l concentrated hydrochloric acid
0.6 ml of the 12 aqueous solution was diluted with 38.4 ml of water. To this solution was added 0.07 ml of a 1 wt% polyvinylpyrrolidone (PVP) aqueous solution. The PVP is Fluk
a) Type K-15 (trade name) obtained from the company,
Its average molecular weight was 10,000. Then, 1 ml of a 0.625 molar H 3 PO 2 solution was added while stirring. The generated Pd sol is a monodisperse liquid of 2 nm particles,
This was used as the activation solution.

【0024】図1は本発明方法の処理工程を示し、図1
にはガラス基板ならびに設けようとするシラン層および
Pd核の断面を示した。寸法9×12cm、厚さ1mm
のホウケイ酸塩ガラス板(図1A)を基板として使用し
た。20g/lのグルコン酸ナトリウム、25g/lの
水酸化ナトリウムおよび3g/lのテンサゲクス(Tens
agex, 商品名)(湿潤剤)を含有する水溶液で、ガラス
板1を清浄にした。脱塩水で洗浄し、乾燥した後に、ガ
ラス板をUV−オゾン反応器(サムコ(Samco )社製U
V−1)内に5分間置いた。
FIG. 1 shows the processing steps of the method of the present invention.
Shows the cross section of the glass substrate, the silane layer to be provided, and the Pd nucleus. Dimensions 9 x 12 cm, thickness 1 mm
Borosilicate glass plate (FIG. 1A) was used as a substrate. 20 g / l sodium gluconate, 25 g / l sodium hydroxide and 3 g / l Tensagex (Tens
The glass plate 1 was cleaned with an aqueous solution containing agex (trade name) (wetting agent). After washing with demineralized water and drying, the glass plate was placed on a UV-ozone reactor (U manufactured by Samco).
It was placed in V-1) for 5 minutes.

【0025】次いで、洗浄になったガラス板を3−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン(ペトラーチ(Petrarc
h)社から入手できるA0750(商品名))の0.3
重量%水溶液中に1分間浸漬した。前記シラン分子のエ
トキシ基とガラス板の−SiOH基との反応によって、
ガラス表面に厚さ約1〜5nmのシラン層(図1A)が
生成した。使用したシランは3個の反応性エトキシ基を
持っているので、生成したシラン層は三次元網状組織
(ポリシロキサン)から構成されていた。前記シランの
2個のエトキシ基がメチル基で置換されているシラン
(ベトラーチ社から入手できるA0735(商品名))
を使用した場合には、ガラス表面にこのシランの単層が
生成した。この変性されたガラス板を脱塩水で洗浄し、
乾燥した。
Then, the washed glass plate was washed with 3-aminopropyltriethoxysilane (Petrarc).
h) 0.3 of A0750 (trade name) available from the company
It was immersed in a weight% aqueous solution for 1 minute. By the reaction between the ethoxy group of the silane molecule and the -SiOH group of the glass plate,
A silane layer (FIG. 1A) having a thickness of about 1 to 5 nm was formed on the glass surface. Since the silane used has 3 reactive ethoxy groups, the silane layer formed was composed of a three-dimensional network (polysiloxane). A silane in which two ethoxy groups of the silane are substituted with a methyl group (A0735 (trade name) available from Betrach)
, A monolayer of this silane was formed on the glass surface. This denatured glass plate is washed with demineralized water,
Dried.

【0026】次いで、活性化用溶液として上述のPVP
で安定化されたPdゾル溶液を使用し、この溶液中に供
試基板を4分間浸漬することにより、シラン層3の上に
Pd核5を形成した(図1B)。TEM(透過電子顕微
鏡)を使用して表面を解析した結果、Pd核は直径2n
mであることが分かった。XRF(X線蛍光)法で解析
した結果、被覆度は2×1015個/cm2 の吸着原子で
あることが分った。活性化処理の後に、ガラス板を脱塩
水で洗浄し、乾燥した。
Then, the above-mentioned PVP is used as an activating solution.
The Pd sol solution stabilized in (4) was used, and the test substrate was immersed in this solution for 4 minutes to form Pd nuclei 5 on the silane layer 3 (FIG. 1B). As a result of analyzing the surface using TEM (transmission electron microscope), the Pd nucleus has a diameter of 2n.
It turned out to be m. As a result of analysis by the XRF (X-ray fluorescence) method, it was found that the coverage was 2 × 10 15 atoms / cm 2 adsorbed atoms. After the activation treatment, the glass plate was washed with demineralized water and dried.

【0027】上述の欧州特許出願(EP−A)第392
235号に記載されている従来法を使用して、画素に対
応するカラーセル7(赤)、9(緑)および11(青)
からなるカラーフィルタ・パターンを活性化表面に設け
た(図1C)。
European Patent Application (EP-A) No. 392 mentioned above.
Using the conventional method described in U.S. Pat. No. 235, color cells 7 (red), 9 (green) and 11 (blue) corresponding to pixels.
A color filter pattern consisting of was provided on the activated surface (FIG. 1C).

【0028】次いで、上述のカラーフィルタ・パターン
を有する活性化ガラス板を無電解ニッケルめっき浴中に
3分間浸漬した。このめっき浴は水1リットル当り20
gのNiCl2 、16gのコハク酸ナトリウム、10g
の次亜リン酸ナトリウム、および2gの酢酸ナトリウム
を含有していた。このニッケルめっき浴はHClでpH
値を4.5にし、温度を70℃にしておいた。カラーフ
ィルタ7,9,11の間に層厚0.2μmのパターン化
ニッケル層13を堆積させた(図1D)。生成したニッ
ケルパターンはブラックマトリックスを形成した。脱塩
水による洗浄と乾燥とを逐次行った後に、カラーフィル
タ・パターンおよびブラックマトリックス上に均等化層
を設け、次いでITO電極および配向層(最後の3個の
層は図示してない)を設けた。
Next, the activated glass plate having the above-mentioned color filter pattern was immersed in an electroless nickel plating bath for 3 minutes. This plating bath is 20 per liter of water
g of NiCl 2 , 16 g of sodium succinate, 10 g
Of sodium hypophosphite, and 2 g of sodium acetate. The pH of this nickel plating bath is HCl
The value was 4.5 and the temperature was kept at 70 ° C. A patterned nickel layer 13 having a layer thickness of 0.2 μm was deposited between the color filters 7, 9 and 11 (FIG. 1D). The nickel pattern formed formed a black matrix. After successive washing with demineralized water and drying, an equalization layer was provided on the color filter pattern and the black matrix, followed by an ITO electrode and an alignment layer (the last three layers not shown). .

【0029】実施例2 市場で入手できる無電解ニッケルめっき浴としてシプレ
イ65(商品名)(pH=4.9)を使用して、実施例
1を繰り返えした。このめっき浴には、還元剤として次
亜リン酸塩を含有させ、さらに安定剤として比較的多量
のPb2+塩および有機硫黄化合物を含有させた。95℃
の浴温において、カラーフィルタの間に厚さ0.2μm
のニッケル層が1分間で堆積した。本発明方法によって
活性化された表面は、安定剤および還元剤である反応性
のほとんどない次亜リン酸塩を含有するpH値の比較的
低いめっき浴からニッケルを無電解堆積させるのに十分
な触媒作用を示した。
Example 2 Example 1 was repeated using Shipley 65 (trade name) (pH = 4.9) as a commercially available electroless nickel plating bath. The plating bath contained hypophosphite as a reducing agent, and a relatively large amount of Pb 2+ salt and organic sulfur compound as a stabilizer. 95 ° C
0.2 μm thickness between color filters at bath temperature
Nickel layer was deposited in 1 minute. The surface activated by the method of the present invention is sufficient to electrolessly deposit nickel from a relatively low pH plating bath containing a less reactive hypophosphite which is a stabilizer and a reducing agent. It showed a catalytic effect.

【0030】比較例1 上述の欧州特許出願(EP−A)第392235号に記
載されている実施例を繰り返えした。ガラス板に、ゼラ
チン、重クロム酸アンモニウム、塩酸および水からなる
コーティング混合物を被着させた。また、この混合物に
は、PdCl2をSnCl2 で還元することによって得
たコロイド状Pdを含有させた。紫外光で硬化させた後
に、コーティングの層厚は0.2μmであった。次い
で、カラーフィルタパターンをリトグラフィによって設
けた。欧州特許出願(EP−A)第392235号に記
載されている安定剤を含有していない無電解ニッケルめ
っき浴の代りに、安定剤を含有する無電解めっき浴シプ
レイ65(商品名)を使用した。この場合にはニッケル
の堆積は起らなかった。
Comparative Example 1 The example described in the above mentioned European patent application (EP-A) 392235 was repeated. A glass plate was coated with a coating mixture consisting of gelatin, ammonium dichromate, hydrochloric acid and water. The mixture also contained colloidal Pd obtained by reducing PdCl 2 with SnCl 2 . After curing with UV light, the layer thickness of the coating was 0.2 μm. Then, a color filter pattern was provided by lithography. Instead of the stabilizer-free electroless nickel plating bath described in European Patent Application (EP-A) 392235, a stabilizer-containing electroless plating bath Shipley 65 (trade name) was used. . In this case, nickel deposition did not occur.

【0031】本発明方法によって、LCDに使用される
不活性プレート用のブラックマトリックスを無電解法で
製造することが可能になる。本発明方法では、カラーフ
ィルタは無電解ニッケルめっき用マスクとして作用し、
また安定剤を含有する市場で入手できる無電解ニッケル
めっき浴を使用することができ、光開始剤または熱開始
剤を含有する硬化性コーティング混合物を活性化層とし
て使用する必要はなくなる。
The method according to the invention makes it possible to electrolessly produce a black matrix for inert plates used in LCDs. In the method of the present invention, the color filter acts as a mask for electroless nickel plating,
Also, commercially available electroless nickel plating baths containing stabilizers can be used, eliminating the need for curable coating mixtures containing photoinitiators or thermal initiators as the activation layer.

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

【図1】本発明方法の逐次の処理工程を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing successive processing steps of the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス板 3 シラン層(シラン単層) 5 Pd核 7,9,11 カラーセル(カラーフィルタ、カラーフ
ィルタパターン) 13 パターン化ニッケル層(ブラックマトリックス)
1 glass plate 3 silane layer (silane single layer) 5 Pd nucleus 7,9,11 color cell (color filter, color filter pattern) 13 patterned nickel layer (black matrix)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハネス トマス スラマ オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ 1 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Johannes Thomas Srama The Netherlands 5621 Beer Aindow Fenflune Wautzwech 1

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Pd粒子を含有する活性化層をガラス板
上に設け、次いで前記活性化層の上にカラーフィルタを
パターンに従って設け、その後無電解ニッケルめっき浴
中で前記カラーフィルタの間の前記活性化層にニッケル
層を被着させて、ブラックマトリックスを形成すること
により、液晶表示装置の不活性プレート上に無電解法で
ニッケルのブラックマトリックスを製造するに当り、 前記活性化層を、水溶性重合体で安定化された水性Pd
ゾルによって活性化したシラン層によって構成すること
を特徴とする無電解法でブラックマトリックスを製造す
る方法。
1. An activation layer containing Pd particles is provided on a glass plate, and then a color filter is provided on the activation layer according to a pattern, after which the aforesaid space between the color filters is placed in an electroless nickel plating bath. When the nickel layer is deposited on the inactive plate of the liquid crystal display device by an electroless method by depositing a nickel layer on the activation layer to form a black matrix, the activation layer is a water-soluble layer. Aqueous Pd Stabilized with Water-soluble Polymer
A method for producing a black matrix by an electroless method, characterized by comprising a silane layer activated by a sol.
【請求項2】 前記Pdゾルはポリビニルアルコールお
よびポリビニルピロリドンからなる群から選択した重合
体で安定化されていることを特徴とする請求項1記載の
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the Pd sol is stabilized with a polymer selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone.
【請求項3】 前記シラン層をアミノアルコキシシラン
水溶液によって提供することを特徴とする請求項1記載
の方法。
3. The method of claim 1, wherein the silane layer is provided by an aqueous aminoalkoxysilane solution.
【請求項4】 前記シランを3−アミノプロピルトリエ
トキシシランおよびN−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択す
ることを特徴とする請求項3記載の方法。
4. The method of claim 3, wherein the silane is selected from the group consisting of 3-aminopropyltriethoxysilane and N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane.
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