JPH06214112A - カラーフィルターとその製造方法 - Google Patents
カラーフィルターとその製造方法Info
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- JPH06214112A JPH06214112A JP2199493A JP2199493A JPH06214112A JP H06214112 A JPH06214112 A JP H06214112A JP 2199493 A JP2199493 A JP 2199493A JP 2199493 A JP2199493 A JP 2199493A JP H06214112 A JPH06214112 A JP H06214112A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造コストが安く、画像のコントラストに優
れ、耐熱性に優れたカラーフィルターとその製造方法を
得る。 【構成】 透明基板１上に、金属化合物の単体または混
合物を加水分解した後着色顔料分散液を加えて得た着色
顔料含有金属酸化物ゾルを用いて色数に応じて隙間のな
いようにパターン状の着色層を形成し、次いで着色層を
加熱処理してキセロゲル膜２とし、その後キセロゲル膜
２中に無電解メッキ法によって金属粒子を含浸吸着させ
てブラックマトリックス部３を格子状または網状に形成
する。
れ、耐熱性に優れたカラーフィルターとその製造方法を
得る。 【構成】 透明基板１上に、金属化合物の単体または混
合物を加水分解した後着色顔料分散液を加えて得た着色
顔料含有金属酸化物ゾルを用いて色数に応じて隙間のな
いようにパターン状の着色層を形成し、次いで着色層を
加熱処理してキセロゲル膜２とし、その後キセロゲル膜
２中に無電解メッキ法によって金属粒子を含浸吸着させ
てブラックマトリックス部３を格子状または網状に形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、表示素子などのカラ
ーフィルターに関するもので、特に製造コストが安く、
画像のコントラストに優れ、耐熱性に優れたカラーフィ
ルターとその製造方法に関する。
ーフィルターに関するもので、特に製造コストが安く、
画像のコントラストに優れ、耐熱性に優れたカラーフィ
ルターとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術について、一般的な表示素子
であるカラー液晶表示素子について説明する。カラー液
晶表示素子の表示部には、透明基板上に、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）などの各画素を構成する着色層と、各
画素の洩れ光によるコントラストの低下および色純度の
低下を防止するブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜
と、必要に応じて着色層を保護する保護層とが形成され
たカラーフィルターが用いられていた。このようなカラ
ーフィルターとしては、次のように構成されたものがあ
る。
であるカラー液晶表示素子について説明する。カラー液
晶表示素子の表示部には、透明基板上に、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）などの各画素を構成する着色層と、各
画素の洩れ光によるコントラストの低下および色純度の
低下を防止するブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜
と、必要に応じて着色層を保護する保護層とが形成され
たカラーフィルターが用いられていた。このようなカラ
ーフィルターとしては、次のように構成されたものがあ
る。
【０００３】１．透明基板上に、クロム蒸着層からなる
格子状または網状のブラックマトリックス層が形成さ
れ、ブラックマトリックス層の格子目あるいは網目部分
を覆うように顔料または染料により着色された樹脂から
なる着色層が設けられ、必要に応じてブラックマトリッ
クス層および着色層上に保護層が形成されたもの（図
６、７参照）。
格子状または網状のブラックマトリックス層が形成さ
れ、ブラックマトリックス層の格子目あるいは網目部分
を覆うように顔料または染料により着色された樹脂から
なる着色層が設けられ、必要に応じてブラックマトリッ
クス層および着色層上に保護層が形成されたもの（図
６、７参照）。
【０００４】２．透明基板上に、黒色の顔料または染料
による着色レジストからなる格子状または網状のブラッ
クマトリックス層が形成され、ブラックマトリックス層
の格子目あるいは網目部分をそれぞれ埋めるように顔料
または染料により着色された樹脂からなる着色層が設け
られ、必要に応じてブラックマトリックス層および着色
層上に保護層が形成されたもの（図８参照）。
による着色レジストからなる格子状または網状のブラッ
クマトリックス層が形成され、ブラックマトリックス層
の格子目あるいは網目部分をそれぞれ埋めるように顔料
または染料により着色された樹脂からなる着色層が設け
られ、必要に応じてブラックマトリックス層および着色
層上に保護層が形成されたもの（図８参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、１のカラーフ
ィルターでは、ブラックマトリックス層であるクロム蒸
着層を形成する装置が高価であるにもかかわらずクロム
蒸着膜の量産性に乏しいため、カラーフィルターの製造
コストが非常に高くなっていた。しかも、クロム蒸着層
の金属光沢が画像のコントラストの低下を招いていた。
また、着色層のバインダーが樹脂であるため耐熱性に問
題があった。
ィルターでは、ブラックマトリックス層であるクロム蒸
着層を形成する装置が高価であるにもかかわらずクロム
蒸着膜の量産性に乏しいため、カラーフィルターの製造
コストが非常に高くなっていた。しかも、クロム蒸着層
の金属光沢が画像のコントラストの低下を招いていた。
また、着色層のバインダーが樹脂であるため耐熱性に問
題があった。
【０００６】一方、２のカラーフィルターでは、顔料ま
たは染料を用いることに起因して黒色の着色レジストの
色濃度が低くならざるを得ないために、ブラックマトリ
ックス層の遮光性が乏しくなり、画像のコントラストの
低下を招いていた。また、フォトリソグラフィー法によ
るパターニングの露光の際に、波長300〜400nmの紫外線
を使用するため、レジストが着色されていると光の透過
率が減少し、長時間の露光を行うことになるが、光の回
折量が増加するいわゆるカブリ現象が起こる。したがっ
て、着色レジストのパターン精度が悪くなり、画像のコ
ントラストの低下を招いていた。また、着色層のバイン
ダーが樹脂であるため耐熱性に問題があった。
たは染料を用いることに起因して黒色の着色レジストの
色濃度が低くならざるを得ないために、ブラックマトリ
ックス層の遮光性が乏しくなり、画像のコントラストの
低下を招いていた。また、フォトリソグラフィー法によ
るパターニングの露光の際に、波長300〜400nmの紫外線
を使用するため、レジストが着色されていると光の透過
率が減少し、長時間の露光を行うことになるが、光の回
折量が増加するいわゆるカブリ現象が起こる。したがっ
て、着色レジストのパターン精度が悪くなり、画像のコ
ントラストの低下を招いていた。また、着色層のバイン
ダーが樹脂であるため耐熱性に問題があった。
【０００７】したがって、この発明は製造コストが安
く、画像のコントラストに優れ、耐熱性に優れたカラー
フィルターとその製造方法を提供することを目的とす
る。
く、画像のコントラストに優れ、耐熱性に優れたカラー
フィルターとその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の目的
を達成するために、カラーフィルターを、透明基板上
に、一般式M(OR1)m(OR2)nXPYq（式中、Mはアルミニウ
ム、シリカ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムより
なる群より選ばれた金属原子を表す。R1、R2はアルキル
基またはアシル基を表し、R1およびR2は同一であっても
異なっていてもよい。X、Yは水素原子、塩素原子、水酸
基よりなる群から選ばれた少なくとも一つの置換基を表
す。XおよびYは同一あっても異なっていてもよい。m、
n、p、qは０〜８の整数であって、m＋n＋p＋qはMの価数
である。）で表される金属化合物の単体または混合物の
加水分解物と着色顔料分散液とからなる着色顔料含有金
属酸化物ゾルを用いて色数に応じて隙間なくパターン状
のキセロゲル膜が形成され、キセロゲル膜中に金属粒子
が含浸吸着されることによって金属光沢のないブラック
マトリックス部が形成されるように構成したものであ
る。
を達成するために、カラーフィルターを、透明基板上
に、一般式M(OR1)m(OR2)nXPYq（式中、Mはアルミニウ
ム、シリカ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムより
なる群より選ばれた金属原子を表す。R1、R2はアルキル
基またはアシル基を表し、R1およびR2は同一であっても
異なっていてもよい。X、Yは水素原子、塩素原子、水酸
基よりなる群から選ばれた少なくとも一つの置換基を表
す。XおよびYは同一あっても異なっていてもよい。m、
n、p、qは０〜８の整数であって、m＋n＋p＋qはMの価数
である。）で表される金属化合物の単体または混合物の
加水分解物と着色顔料分散液とからなる着色顔料含有金
属酸化物ゾルを用いて色数に応じて隙間なくパターン状
のキセロゲル膜が形成され、キセロゲル膜中に金属粒子
が含浸吸着されることによって金属光沢のないブラック
マトリックス部が形成されるように構成したものであ
る。
【０００９】また、上記のカラーフィルターにおいて、
ブラックマトリックス部が形成されたキセロゲル膜の上
に、保護層が形成されるように構成してもよい。
ブラックマトリックス部が形成されたキセロゲル膜の上
に、保護層が形成されるように構成してもよい。
【００１０】この発明は、以上の目的を達成するため
に、カラーフィルターの製造方法を、透明基板上に、一
般式M(OR1)m(OR2)nXPYq（式中、Mはアルミニウム、シリ
カ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムよりなる群よ
り選ばれた金属原子を表す。R1、R2はアルキル基または
アシル基を表し、R1およびR2は同一であっても異なって
いてもよい。X、Yは水素原子、塩素原子、水酸基よりな
る群から選ばれた少なくとも一つの置換基を表す。Xお
よびYは同一あっても異なっていてもよい。m、n、p、q
は０〜８の整数であって、m＋n＋p＋qはMの価数であ
る。）で表される金属化合物の単体または混合物を加水
分解した後着色顔料分散液を加えて得た着色顔料含有金
属酸化物ゾルを用いて色数に応じて隙間のないようにパ
ターン状の着色層を形成し、次いで着色層を加熱処理し
てキセロゲル膜とし、その後キセロゲル膜中に無電解メ
ッキ法によって金属粒子を含浸吸着させてブラックマト
リックス部を格子状または網状に形成するように構成し
たものである。
に、カラーフィルターの製造方法を、透明基板上に、一
般式M(OR1)m(OR2)nXPYq（式中、Mはアルミニウム、シリ
カ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムよりなる群よ
り選ばれた金属原子を表す。R1、R2はアルキル基または
アシル基を表し、R1およびR2は同一であっても異なって
いてもよい。X、Yは水素原子、塩素原子、水酸基よりな
る群から選ばれた少なくとも一つの置換基を表す。Xお
よびYは同一あっても異なっていてもよい。m、n、p、q
は０〜８の整数であって、m＋n＋p＋qはMの価数であ
る。）で表される金属化合物の単体または混合物を加水
分解した後着色顔料分散液を加えて得た着色顔料含有金
属酸化物ゾルを用いて色数に応じて隙間のないようにパ
ターン状の着色層を形成し、次いで着色層を加熱処理し
てキセロゲル膜とし、その後キセロゲル膜中に無電解メ
ッキ法によって金属粒子を含浸吸着させてブラックマト
リックス部を格子状または網状に形成するように構成し
たものである。
【００１１】また、上記のカラーフィルターおよびその
製造方法において、キセロゲル膜の平均細孔直径が0.5
〜40nmであるように構成してもよい。また、上記のカラ
ーフィルターおよびその製造方法において、ブラックマ
トリックス部のＯＤ値が２以上であるように構成しても
よい。また、上記のカラーフィルターおよびその製造方
法において、ブラックマトリックス部が形成されたキセ
ロゲル膜の上に、透明導電膜との密着性に優れ、かつ透
明性と耐熱性を有する保護層を形成するように構成して
もよい。
製造方法において、キセロゲル膜の平均細孔直径が0.5
〜40nmであるように構成してもよい。また、上記のカラ
ーフィルターおよびその製造方法において、ブラックマ
トリックス部のＯＤ値が２以上であるように構成しても
よい。また、上記のカラーフィルターおよびその製造方
法において、ブラックマトリックス部が形成されたキセ
ロゲル膜の上に、透明導電膜との密着性に優れ、かつ透
明性と耐熱性を有する保護層を形成するように構成して
もよい。
【００１２】図面を参照しながらこの発明をさらに詳し
く説明する。図１は、この発明のカラーフィルターの一
実施例を示す断面図である。図２〜図５は、この発明の
カラーフィルターの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。１は透明基板、２はキセロゲル膜、３はブラックマ
トリックス部、４は保護層、５はレジスト膜をそれぞれ
示す。
く説明する。図１は、この発明のカラーフィルターの一
実施例を示す断面図である。図２〜図５は、この発明の
カラーフィルターの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。１は透明基板、２はキセロゲル膜、３はブラックマ
トリックス部、４は保護層、５はレジスト膜をそれぞれ
示す。
【００１３】カラーフィルターは、着色顔料を含有する
金属酸化物ゾルを、色数に応じてスクリーン印刷などの
方法を用いて隙間のないように透明基板１上にパターン
状に設け（図２、図３参照）、加熱処理してキセロゲル
化させ、その後キセロゲル膜２の微細孔中に無電解メッ
キを行って（図４、図５参照）、ブラックマトリックス
部３を格子状または網状に設けることによって得られる
（図１参照）。
金属酸化物ゾルを、色数に応じてスクリーン印刷などの
方法を用いて隙間のないように透明基板１上にパターン
状に設け（図２、図３参照）、加熱処理してキセロゲル
化させ、その後キセロゲル膜２の微細孔中に無電解メッ
キを行って（図４、図５参照）、ブラックマトリックス
部３を格子状または網状に設けることによって得られる
（図１参照）。
【００１４】透明基板１としては、キセロゲル膜２を形
成する際の加熱処理に耐え得る耐熱性を有するもの、た
とえば150℃以上の耐熱性を有するものであれば特に限
定されない。一般にはガラス板が用いられる。透明基板
１の厚さは適宜選定すればよいが、たとえば0.5〜10mm
程度である。
成する際の加熱処理に耐え得る耐熱性を有するもの、た
とえば150℃以上の耐熱性を有するものであれば特に限
定されない。一般にはガラス板が用いられる。透明基板
１の厚さは適宜選定すればよいが、たとえば0.5〜10mm
程度である。
【００１５】金属酸化物ゾルとしては、たとえばアルミ
ニウムのアルコキシまたはアシロキシ金属化合物を加水
分解してゾルを形成し、これを単独で、あるいはシリカ
ゾルやブルーサイトゾルなどの他の無機ゾル成分と混合
してもよい。アルコキシまたはアシロキシ金属化合物
は、一般式M(OR1)m(OR2)nXPYq（式中、Mはアルミニウ
ム、シリカ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムより
なる群より選ばれた金属原子を表す。R1、R2はアルキル
基またはアシル基を表し、R1およびR2は同一であっても
異なっていてもよい。X、Yは水素原子、塩素原子、水酸
基よりなる群から選ばれた少なくとも一つの置換基を表
す。XおよびYは同一あっても異なっていてもよい。m、
n、p、qは０〜８の整数であって、m＋n＋p＋qはMの価数
である。）で表すことができる。具体的には、SiCl(OC4
H9 t)3、Zr(OBut)4、Al(OC3H7 i)3、Mg(OC3H7 i)2、Ti(OBu
n)4、AlCl3で表される金属化合物などである。これらの
金属化合物は、加水分解によって水酸化物のゾルまたは
酸化物のゾルを形成する。したがって、この発明におけ
る金属酸化物ゾルには、金属酸化物ゾルのほか金属水酸
化物ゾルを含む。金属化合物は、加熱処理によって多孔
性のキセロゲル膜２を形成するものであれば前掲のもの
に限定されないが、低温で比較的多量の多孔性のキセロ
ゲル膜２を形成するものとして、アルミナゾルが好まし
い。
ニウムのアルコキシまたはアシロキシ金属化合物を加水
分解してゾルを形成し、これを単独で、あるいはシリカ
ゾルやブルーサイトゾルなどの他の無機ゾル成分と混合
してもよい。アルコキシまたはアシロキシ金属化合物
は、一般式M(OR1)m(OR2)nXPYq（式中、Mはアルミニウ
ム、シリカ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムより
なる群より選ばれた金属原子を表す。R1、R2はアルキル
基またはアシル基を表し、R1およびR2は同一であっても
異なっていてもよい。X、Yは水素原子、塩素原子、水酸
基よりなる群から選ばれた少なくとも一つの置換基を表
す。XおよびYは同一あっても異なっていてもよい。m、
n、p、qは０〜８の整数であって、m＋n＋p＋qはMの価数
である。）で表すことができる。具体的には、SiCl(OC4
H9 t)3、Zr(OBut)4、Al(OC3H7 i)3、Mg(OC3H7 i)2、Ti(OBu
n)4、AlCl3で表される金属化合物などである。これらの
金属化合物は、加水分解によって水酸化物のゾルまたは
酸化物のゾルを形成する。したがって、この発明におけ
る金属酸化物ゾルには、金属酸化物ゾルのほか金属水酸
化物ゾルを含む。金属化合物は、加熱処理によって多孔
性のキセロゲル膜２を形成するものであれば前掲のもの
に限定されないが、低温で比較的多量の多孔性のキセロ
ゲル膜２を形成するものとして、アルミナゾルが好まし
い。
【００１６】着色顔料分散液としては、たとえばフタロ
シアニンブルー、フタロシアニングリーン、アゾ金属塩
赤顔料などの有機顔料を、ノニオン界面活性剤により精
製水に分散させたものを用いればよい。
シアニンブルー、フタロシアニングリーン、アゾ金属塩
赤顔料などの有機顔料を、ノニオン界面活性剤により精
製水に分散させたものを用いればよい。
【００１７】着色顔料を含有する金属酸化物ゾルを、透
明基板１上に隙間なくパターン形成する方法としては、
オーバーラップ部を最小限設けるか、またはパターンエ
ッジ部ににじみしろを設けた版などを使用して、スクリ
ーン印刷、グラビア印刷などの方法により設けるとよい
（図３参照）。また、スピンナー法、ロールコーター
法、リバースコーター法などにより、透明基板１上に全
面にコーティングした後、フォトリソグラフィー法によ
るエッチングを行って不要な部分を取り除くようにして
各色をパターン化して設けることも可能である。
明基板１上に隙間なくパターン形成する方法としては、
オーバーラップ部を最小限設けるか、またはパターンエ
ッジ部ににじみしろを設けた版などを使用して、スクリ
ーン印刷、グラビア印刷などの方法により設けるとよい
（図３参照）。また、スピンナー法、ロールコーター
法、リバースコーター法などにより、透明基板１上に全
面にコーティングした後、フォトリソグラフィー法によ
るエッチングを行って不要な部分を取り除くようにして
各色をパターン化して設けることも可能である。
【００１８】キセロゲル化させるための加熱処理温度
は、透明基板１の耐熱性、着色層の透明基板１との密着
性、微細孔の量および耐酸・耐アルカリ性を考慮して選
択するが、150〜650℃が適当である。特に、色相に優れ
る多種の有機顔料を使用する場合には、300℃以下であ
ることが好ましい。150〜650℃で加熱処理することによ
り、金属酸化物ゾル中に含まれるアルコールや水などが
乾燥離脱し、平均細孔直径が0.5nm以上の微細孔を有す
るキセロゲル膜２が形成され、金属粒子の含浸吸着が可
能となる。加熱処理温度が150℃未満では、アルコール
や水などの乾燥離脱が十分でなく、金属粒子の含浸吸着
能が乏しい。一方、650℃を越えると、比表面積が大き
く減少し、金属粒子の吸着座席が不足し、十分な濃度が
得られない。
は、透明基板１の耐熱性、着色層の透明基板１との密着
性、微細孔の量および耐酸・耐アルカリ性を考慮して選
択するが、150〜650℃が適当である。特に、色相に優れ
る多種の有機顔料を使用する場合には、300℃以下であ
ることが好ましい。150〜650℃で加熱処理することによ
り、金属酸化物ゾル中に含まれるアルコールや水などが
乾燥離脱し、平均細孔直径が0.5nm以上の微細孔を有す
るキセロゲル膜２が形成され、金属粒子の含浸吸着が可
能となる。加熱処理温度が150℃未満では、アルコール
や水などの乾燥離脱が十分でなく、金属粒子の含浸吸着
能が乏しい。一方、650℃を越えると、比表面積が大き
く減少し、金属粒子の吸着座席が不足し、十分な濃度が
得られない。
【００１９】このようにすることによって、透明基板１
上に、無機物からなる微細孔を有するキセロゲル膜２が
形成される。なお、キセロゲル膜２の膜厚は、0.05μm
以上が適当であり、好ましくは0.5〜5.0μmである。0.0
5μmより薄いと、所望の光学濃度を得るためのブラック
マトリックス部３を形成することができない。一方、5.
0μｍより厚いと、透明基板１との膨張率の相違により
クラックが起こりやすく、キセロゲル膜２の剥離が生じ
ることがある。また、キセロゲル膜２の平均細孔直径
は、0.5〜40nmであることが望ましい。0.5nm未満になる
と、金属粒子が含浸吸着されにくくなる。一方、40nmを
越えると、キセロゲル膜２中の着色顔料の分散不良によ
り可視光の透過率減少が発生し、カラーフィルターとし
ての品質低下が起こるためである。
上に、無機物からなる微細孔を有するキセロゲル膜２が
形成される。なお、キセロゲル膜２の膜厚は、0.05μm
以上が適当であり、好ましくは0.5〜5.0μmである。0.0
5μmより薄いと、所望の光学濃度を得るためのブラック
マトリックス部３を形成することができない。一方、5.
0μｍより厚いと、透明基板１との膨張率の相違により
クラックが起こりやすく、キセロゲル膜２の剥離が生じ
ることがある。また、キセロゲル膜２の平均細孔直径
は、0.5〜40nmであることが望ましい。0.5nm未満になる
と、金属粒子が含浸吸着されにくくなる。一方、40nmを
越えると、キセロゲル膜２中の着色顔料の分散不良によ
り可視光の透過率減少が発生し、カラーフィルターとし
ての品質低下が起こるためである。
【００２０】ブラックマトリックス部３は、キセロゲル
膜２上に、ブラックマトリックス部３の逆パターンを呈
するレジスト膜５を設け（図４参照）、レジスト膜５で
覆われていない部分に無電解メッキを施すことにより、
キセロゲル膜２の微細孔に金属粒子を含浸吸着させて形
成する（図５参照）。
膜２上に、ブラックマトリックス部３の逆パターンを呈
するレジスト膜５を設け（図４参照）、レジスト膜５で
覆われていない部分に無電解メッキを施すことにより、
キセロゲル膜２の微細孔に金属粒子を含浸吸着させて形
成する（図５参照）。
【００２１】無電解メッキを施すには、まず、キセロゲ
ル膜２の微細孔中に、化学メッキ用触媒を吸着させる。
化学メッキ用触媒としては、被覆する金属の種類によっ
て、パラジウム、銀、金、白金、塩化第一スズなどから
選択されるが、通常パラジウムを用いる。パラジウムに
よる化学メッキ用触媒液としては、たとえば、塩化パラ
ジウム、塩化第一スズ、塩酸を混合した酸性水溶液があ
り、下記の濃度で調製するとよい。 PdCl2 0.0005〜0.002 mol／ｌ SnCl2 0.05〜0.2 mol／ｌ HCl １〜６ mol／ｌ
ル膜２の微細孔中に、化学メッキ用触媒を吸着させる。
化学メッキ用触媒としては、被覆する金属の種類によっ
て、パラジウム、銀、金、白金、塩化第一スズなどから
選択されるが、通常パラジウムを用いる。パラジウムに
よる化学メッキ用触媒液としては、たとえば、塩化パラ
ジウム、塩化第一スズ、塩酸を混合した酸性水溶液があ
り、下記の濃度で調製するとよい。 PdCl2 0.0005〜0.002 mol／ｌ SnCl2 0.05〜0.2 mol／ｌ HCl １〜６ mol／ｌ
【００２２】上記の組成による化学メッキ用触媒液は、
パラジウムのまわりがスズで保護されたコロイド状を呈
しており、一般的にはキャタリストと呼ばれている。化
学構造は、Pd、Sn、Clの錯塩で、たとえば ［PdSn2ClX］n-・［PdSn6ClY］m- と考えられている。微細孔中に化学メッキ用触媒を吸着
させるには、キセロゲル膜２が形成された透明基板１上
に、ブラックマトリックス部３の逆パターンを呈するレ
ジスト膜５を形成した後、化学メッキ用触媒液に浸漬な
どの手段で接触させるとよい。
パラジウムのまわりがスズで保護されたコロイド状を呈
しており、一般的にはキャタリストと呼ばれている。化
学構造は、Pd、Sn、Clの錯塩で、たとえば ［PdSn2ClX］n-・［PdSn6ClY］m- と考えられている。微細孔中に化学メッキ用触媒を吸着
させるには、キセロゲル膜２が形成された透明基板１上
に、ブラックマトリックス部３の逆パターンを呈するレ
ジスト膜５を形成した後、化学メッキ用触媒液に浸漬な
どの手段で接触させるとよい。
【００２３】透明基板１を水洗後、アクセレータと呼ば
れる酸性水溶液またはアルカリ性水溶液を用いて、処理
を行うことにより、化学メッキ用触媒を還元して金属化
させる。金属化された化学メッキ用触媒が、次工程での
無電解メッキにおけるメッキ核となる。アクセレータに
ついても、無電解メッキ処理に用いる金属の種類によっ
て適宜、選択使用すればよく、具体的には次のようなも
のがある。酸性浴としては、 硫酸浴 H2SO4 0.5〜３mol／ｌ 塩酸浴 HCl 0.5〜３mol／ｌ などがあり、アルカリ性浴としては、 苛性ソーダ浴 NaOH １〜３mol／ｌ がある。酸性浴およびアルカリ性浴におけるアクセレー
タの反応式は、次の通りと考えられている。 硫酸浴 Sn2+(Ｓ)＋Pd2+(Ｓ) → Sn2+＋Pd2+ → Sn4+＋Pd 苛性ソーダ浴 Sn2+(Ｓ)＋Pd2+(Ｓ) → Sn(OH)3 -＋Pd(OH)4 2- →Sn(OH)6 2- ＋Pd Ｓ：固体
れる酸性水溶液またはアルカリ性水溶液を用いて、処理
を行うことにより、化学メッキ用触媒を還元して金属化
させる。金属化された化学メッキ用触媒が、次工程での
無電解メッキにおけるメッキ核となる。アクセレータに
ついても、無電解メッキ処理に用いる金属の種類によっ
て適宜、選択使用すればよく、具体的には次のようなも
のがある。酸性浴としては、 硫酸浴 H2SO4 0.5〜３mol／ｌ 塩酸浴 HCl 0.5〜３mol／ｌ などがあり、アルカリ性浴としては、 苛性ソーダ浴 NaOH １〜３mol／ｌ がある。酸性浴およびアルカリ性浴におけるアクセレー
タの反応式は、次の通りと考えられている。 硫酸浴 Sn2+(Ｓ)＋Pd2+(Ｓ) → Sn2+＋Pd2+ → Sn4+＋Pd 苛性ソーダ浴 Sn2+(Ｓ)＋Pd2+(Ｓ) → Sn(OH)3 -＋Pd(OH)4 2- →Sn(OH)6 2- ＋Pd Ｓ：固体
【００２４】透明基板１を水洗後、無電解メッキ液に浸
漬し、無電解メッキを行なう。メッキ浴の金属の種類と
してはニッケル、銅、銀などを用いることができる。無
電解メッキ液としては次のようなものがある。 ニッケル−リン合金系無電解メッキ液 硫酸ニッケル 26ｇ／ｌ 次亜リン酸ナトリウム 30ｇ／ｌ ＤＬ−リンゴ酸 13ｇ／ｌ コハク酸ナトリウム 27ｇ／ｌ ニッケル−ホウ素合金系無電解メッキ液 硫酸ニッケル 26ｇ／ｌ クエン酸カリウム 50ｇ／ｌ ＤＭＡＢ ５ｇ／ｌ 銅無電解メッキ液 硫酸銅 10ｇ／ｌ 苛性ソーダ 10ｇ／ｌ ホルマリン 10ml／ｌ ロッセル塩 50ｇ／ｌ
漬し、無電解メッキを行なう。メッキ浴の金属の種類と
してはニッケル、銅、銀などを用いることができる。無
電解メッキ液としては次のようなものがある。 ニッケル−リン合金系無電解メッキ液 硫酸ニッケル 26ｇ／ｌ 次亜リン酸ナトリウム 30ｇ／ｌ ＤＬ−リンゴ酸 13ｇ／ｌ コハク酸ナトリウム 27ｇ／ｌ ニッケル−ホウ素合金系無電解メッキ液 硫酸ニッケル 26ｇ／ｌ クエン酸カリウム 50ｇ／ｌ ＤＭＡＢ ５ｇ／ｌ 銅無電解メッキ液 硫酸銅 10ｇ／ｌ 苛性ソーダ 10ｇ／ｌ ホルマリン 10ml／ｌ ロッセル塩 50ｇ／ｌ
【００２５】これらの無電解メッキ液にて無電解メッキ
を行うことにより、キセロゲル膜２の微細孔中にニッケ
ル、銅などが金属粒子として析出・充填されてブラック
マトリックス部３を形成する。また、メッキ時間が長け
れば、金属粒子で微細孔を充填した後、さらにキセロゲ
ル膜２上に金属被膜が形成される。金属粒子のみによっ
て構成されたブラックマトリックス部３は、透明基板１
の表裏どちらからも茶色から黒色に着色されて見える。
また、金属粒子と金属被膜とによって形成されたブラッ
クマトリックス部３は、透明基板１の金属被膜の形成さ
れた側から見ると金属光沢を呈し、透明基板１の金属被
膜の形成されていない側から透視すると茶色から黒色に
着色されて見える。どちらのブラックマトリックス部３
も光学密度（OD値）２以上の遮光性を有する。TFTの保
護、およびコントラストの良識的な満足度として光学密
度（OD値）は２以上が必要であり、この発明による無電
解メッキ法によれば、容易に達せられるが、染料などの
混色では容易に達せられる値ではない。TFT駆動型液晶
表示素子のカラーフィルターの場合には、ブラックマト
リックス部３を金属粒子のみによって構成すると、バッ
クライトの光がブラックマトリックス部３で反射せずに
TFT駆動特性を維持できることになるが、用途によって
使い分ければよい。
を行うことにより、キセロゲル膜２の微細孔中にニッケ
ル、銅などが金属粒子として析出・充填されてブラック
マトリックス部３を形成する。また、メッキ時間が長け
れば、金属粒子で微細孔を充填した後、さらにキセロゲ
ル膜２上に金属被膜が形成される。金属粒子のみによっ
て構成されたブラックマトリックス部３は、透明基板１
の表裏どちらからも茶色から黒色に着色されて見える。
また、金属粒子と金属被膜とによって形成されたブラッ
クマトリックス部３は、透明基板１の金属被膜の形成さ
れた側から見ると金属光沢を呈し、透明基板１の金属被
膜の形成されていない側から透視すると茶色から黒色に
着色されて見える。どちらのブラックマトリックス部３
も光学密度（OD値）２以上の遮光性を有する。TFTの保
護、およびコントラストの良識的な満足度として光学密
度（OD値）は２以上が必要であり、この発明による無電
解メッキ法によれば、容易に達せられるが、染料などの
混色では容易に達せられる値ではない。TFT駆動型液晶
表示素子のカラーフィルターの場合には、ブラックマト
リックス部３を金属粒子のみによって構成すると、バッ
クライトの光がブラックマトリックス部３で反射せずに
TFT駆動特性を維持できることになるが、用途によって
使い分ければよい。
【００２６】また、必要に応じてキセロゲル膜２上に保
護層４を設ける（図１参照）。保護層４は、キセロゲル
膜２中の物質によって液晶が汚染されるのを防止するこ
と、カラーフィルターの耐薬品性を向上させること、カ
ラーフィルター表面を平滑にすることなどを目的とす
る。保護層４の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイ
ミド系樹脂などの耐熱性に優れた有機物やシリカなどの
耐熱性に優れた無機物が用いられる。これらの有機物や
無機物の塗膜を、スピナー法、ロールコーター法、リバ
ースコーター法などのコーティング法や、印刷法により
キセロゲル膜２上に形成した後、200〜230℃で30分〜１
時間加熱することにより保護層４を形成することができ
る。
護層４を設ける（図１参照）。保護層４は、キセロゲル
膜２中の物質によって液晶が汚染されるのを防止するこ
と、カラーフィルターの耐薬品性を向上させること、カ
ラーフィルター表面を平滑にすることなどを目的とす
る。保護層４の材料としては、エポキシ系樹脂、ポリイ
ミド系樹脂などの耐熱性に優れた有機物やシリカなどの
耐熱性に優れた無機物が用いられる。これらの有機物や
無機物の塗膜を、スピナー法、ロールコーター法、リバ
ースコーター法などのコーティング法や、印刷法により
キセロゲル膜２上に形成した後、200〜230℃で30分〜１
時間加熱することにより保護層４を形成することができ
る。
【００２７】以上のようにして、製造コストが安く、画
像のコントラストに優れ、耐熱性に優れたカラーフィル
ターを得ることができる。
像のコントラストに優れ、耐熱性に優れたカラーフィル
ターを得ることができる。
【００２８】
【実施例】まず、酢酸でpH2に調整したイオン交換水180
0mlにAl(OC3H7)1molを加えて室温で50分間加水分解し、
ベーマイトを調整した。このベーマイト１molに対して
塩酸0.1〜0.5molになるように1N-HClを添加する。この
とき、ホモジナイザーで攪拌しながら解膠させ、ゾルＡ
500mlを準備する。
0mlにAl(OC3H7)1molを加えて室温で50分間加水分解し、
ベーマイトを調整した。このベーマイト１molに対して
塩酸0.1〜0.5molになるように1N-HClを添加する。この
とき、ホモジナイザーで攪拌しながら解膠させ、ゾルＡ
500mlを準備する。
【００２９】次に、AlCl30.1molをイオン交換水50mlに
溶解し、これを激しく攪拌しつつ28％アンモニア水を20
ml滴下して生成した沈殿をデカンテーション法によって
分取したのち、0.5％酢酸水溶液100mlに分散させたゾル
Ｂ150mlを準備する。
溶解し、これを激しく攪拌しつつ28％アンモニア水を20
ml滴下して生成した沈殿をデカンテーション法によって
分取したのち、0.5％酢酸水溶液100mlに分散させたゾル
Ｂ150mlを準備する。
【００３０】ゾルＢ150mlに下記に示す各色の有機顔料
分散液を50ml加え、ゾルＡ500mlを加えて室温で30分間
攪拌し、さらにイソプロピルアルコール50mlを加えて30
分間攪拌することによって有機顔料含有ゾル750mlを各
色について調製した。
分散液を50ml加え、ゾルＡ500mlを加えて室温で30分間
攪拌し、さらにイソプロピルアルコール50mlを加えて30
分間攪拌することによって有機顔料含有ゾル750mlを各
色について調製した。
【００３１】このゾルを24時間静置し、粘度が15〜25cp
に上昇してから厚さ1.1mm、150mm角のガラス基板（コー
ニング社製7059）にスクリーン印刷法によって青、緑、
赤の順で格子目状に順次印刷と乾燥（110℃、20分間）
を行い、さらに3色印刷後に250℃、1時間の加熱処理を
行うことによって2.0μｍ厚の３色の顔料を含む金属酸
化物のキセロゲル膜を得た。
に上昇してから厚さ1.1mm、150mm角のガラス基板（コー
ニング社製7059）にスクリーン印刷法によって青、緑、
赤の順で格子目状に順次印刷と乾燥（110℃、20分間）
を行い、さらに3色印刷後に250℃、1時間の加熱処理を
行うことによって2.0μｍ厚の３色の顔料を含む金属酸
化物のキセロゲル膜を得た。
【００３２】有機顔料分散液（青） PVファストブルーRLSp（ヘキスト社製） 5％ ノニポール100（株式会社三洋化成製） 0.1％ イオン交換水 94.9％ 有機顔料分散液（赤） クロモフタルレッドA2B（チバガイギー社製）5％ ノニポール100（株式会社三洋化成製） 0.1％ イオン交換水 94.9％ 有機顔料分散液（緑） ファストゲングリーンS（ヘキスト社製） 5％ ノニポール100（株式会社三洋化成製） 0.1％ イオン交換水 94.9％
【００３３】次に、キセロゲル膜上に、フォトレジスト
インキ（東京応化工業株式会社製OFPR-800）をスピンコ
ートした。プレベーク後、格子状に描画したフォトマス
クを重ね合わせて露光した後、現像して格子状のブラッ
クマトリックス開口レジスト膜を設けた。次に、透明基
板をメッキ触媒（奥野製薬工業株式会社製INキャタリス
ト）に2分間浸漬し、水洗、水切り後、アクセレーター
（奥野製薬工業株式会社製INアクセレーター）に2分間
浸漬、水洗、水切りを行った。その後、80℃に加熱した
化学メッキ浴（奥野製薬工業株式会社製トップニコロン
IN-70）に30秒間浸漬メッキを行い、ブラックマトリッ
クス部を格子状に形成した。その後、レジストはアセト
ンを用いて剥離した。
インキ（東京応化工業株式会社製OFPR-800）をスピンコ
ートした。プレベーク後、格子状に描画したフォトマス
クを重ね合わせて露光した後、現像して格子状のブラッ
クマトリックス開口レジスト膜を設けた。次に、透明基
板をメッキ触媒（奥野製薬工業株式会社製INキャタリス
ト）に2分間浸漬し、水洗、水切り後、アクセレーター
（奥野製薬工業株式会社製INアクセレーター）に2分間
浸漬、水洗、水切りを行った。その後、80℃に加熱した
化学メッキ浴（奥野製薬工業株式会社製トップニコロン
IN-70）に30秒間浸漬メッキを行い、ブラックマトリッ
クス部を格子状に形成した。その後、レジストはアセト
ンを用いて剥離した。
【００３４】最後に、保護層材料（日本合成ゴム株式会
社製オプトマーSS）をロールコーター法にてコーティン
グし、その後200℃、1時間加熱して保護層をキセロゲル
膜およびブラックマトリックス部上に設けた。
社製オプトマーSS）をロールコーター法にてコーティン
グし、その後200℃、1時間加熱して保護層をキセロゲル
膜およびブラックマトリックス部上に設けた。
【００３５】
【発明の効果】この発明のカラーフィルターとその製造
方法は、上記のように構成されている。したがって、こ
の発明のカラーフィルターとその製造方法は、ブラック
マトリックス部を形成するためにクロム蒸着を行うため
の高価な装置を必要としないので、製造コストの安いカ
ラーフィルターを得ることができる。また、ブラックマ
トリックス部が金属粒子からなるので、遮光性に優れか
つ光の反射がなく、画像のコントラストに優れたカラー
フィルターを得ることができる。さらに、キセロゲル膜
が金属酸化物であるため、耐熱性に優れている。さらに
また、キセロゲル膜中にブラックマトリックス部が無電
解メッキにより形成されるため、塗布工程数を減らすこ
とが可能となった。
方法は、上記のように構成されている。したがって、こ
の発明のカラーフィルターとその製造方法は、ブラック
マトリックス部を形成するためにクロム蒸着を行うため
の高価な装置を必要としないので、製造コストの安いカ
ラーフィルターを得ることができる。また、ブラックマ
トリックス部が金属粒子からなるので、遮光性に優れか
つ光の反射がなく、画像のコントラストに優れたカラー
フィルターを得ることができる。さらに、キセロゲル膜
が金属酸化物であるため、耐熱性に優れている。さらに
また、キセロゲル膜中にブラックマトリックス部が無電
解メッキにより形成されるため、塗布工程数を減らすこ
とが可能となった。
【図１】この発明のカラーフィルターの一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】この発明のカラーフィルターの製造方法の一工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図３】この発明のカラーフィルターの製造方法の一工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図４】この発明のカラーフィルターの製造方法の一工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図５】この発明のカラーフィルターの製造方法の一工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図６】従来のカラーフィルターの一実施例を示す断面
図である。
図である。
【図７】従来のカラーフィルターの他の実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図８】従来のカラーフィルターの他の実施例を示す断
面図である。
面図である。
１ 透明基板 ２ キセロゲル膜 ３ ブラックマトリックス部 ４ 保護層 ５ レジスト膜
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板上に、一般式M(OR1)m(OR2)nXPY
q（式中、Mはアルミニウム、シリカ、チタン、ジルコニ
ウム、マグネシウムよりなる群より選ばれた金属原子を
表す。R1、R2はアルキル基またはアシル基を表し、R1お
よびR2は同一であっても異なっていてもよい。X、Yは水
素原子、塩素原子、水酸基よりなる群から選ばれた少な
くとも一つの置換基を表す。XおよびYは同一あっても異
なっていてもよい。m、n、p、qは０〜８の整数であっ
て、m＋n＋p＋qはMの価数である。）で表される金属化
合物の単体または混合物の加水分解物と着色顔料分散液
とからなる着色顔料含有金属酸化物ゾルを用いて色数に
応じて隙間なくパターン状のキセロゲル膜が形成され、
キセロゲル膜中に金属粒子が含浸吸着されることによっ
て金属光沢のないブラックマトリックス部が形成されて
いることを特徴とするカラーフィルター。 - 【請求項２】 ブラックマトリックス部が形成されたキ
セロゲル膜の上に、保護層が形成された請求項１記載の
カラーフィルター。 - 【請求項３】 透明基板上に、一般式M(OR1)m(OR2)nXPY
q（式中、Mはアルミニウム、シリカ、チタン、ジルコニ
ウム、マグネシウムよりなる群より選ばれた金属原子を
表す。R1、R2はアルキル基またはアシル基を表し、R1お
よびR2は同一であっても異なっていてもよい。X、Yは水
素原子、塩素原子、水酸基よりなる群から選ばれた少な
くとも一つの置換基を表す。XおよびYは同一あっても異
なっていてもよい。m、n、p、qは０〜８の整数であっ
て、m＋n＋p＋qはMの価数である。）で表される金属化
合物の単体または混合物を加水分解した後着色顔料分散
液を加えて得た着色顔料含有金属酸化物ゾルを用いて色
数に応じて隙間のないようにパターン状の着色層を形成
し、次いで着色層を加熱処理してキセロゲル膜とし、そ
の後キセロゲル膜中に無電解メッキ法によって金属粒子
を含浸吸着させてブラックマトリックス部を格子状また
は網状に形成することを特徴とするカラーフィルターの
製造方法。 - 【請求項４】 キセロゲル膜の平均細孔直径が0.5〜40n
mである請求項３記載のカラーフィルターの製造方法。 - 【請求項５】 ブラックマトリックス部のＯＤ値が２以
上である請求項３または請求項４記載のカラーフィルタ
ーの製造方法。 - 【請求項６】 ブラックマトリックス部が形成されたキ
セロゲル膜の上に、透明導電膜との密着性に優れ、かつ
透明性と耐熱性を有する保護層を形成する請求項３〜請
求項５のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199493A JPH06214112A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | カラーフィルターとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199493A JPH06214112A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | カラーフィルターとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214112A true JPH06214112A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=12070581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199493A Withdrawn JPH06214112A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | カラーフィルターとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06214112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437596B1 (ko) * | 2001-04-18 | 2004-06-26 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 컬러 필터 기판 제조방법 |
| KR100662488B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2007-01-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Ｔｆｔ-ｌｃｄ 패널 및 그 제조 방법 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP2199493A patent/JPH06214112A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100662488B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2007-01-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Ｔｆｔ-ｌｃｄ 패널 및 그 제조 방법 |
| KR100437596B1 (ko) * | 2001-04-18 | 2004-06-26 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 컬러 필터 기판 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |