WO1993000603A1 - Black matrix base board and manufacturing method therefor, and liquid crystal display panel and manufacturing method therefor - Google Patents

Black matrix base board and manufacturing method therefor, and liquid crystal display panel and manufacturing method therefor Download PDF

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WO1993000603A1
WO1993000603A1 PCT/JP1992/000812 JP9200812W WO9300603A1 WO 1993000603 A1 WO1993000603 A1 WO 1993000603A1 JP 9200812 W JP9200812 W JP 9200812W WO 9300603 A1 WO9300603 A1 WO 9300603A1
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black matrix
shielding layer
liquid crystal
crystal display
display panel
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PCT/JP1992/000812
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Takuya Hamaguchi
Hiroyuki Kusukawa
Yasutomo Teshima
Ryutaro Harada
Satoshi Mitamura
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Dai Nippon Printing Co., Ltd.
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H01L31/02164—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors

Definitions

  • the present invention relates to a black matrix substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a black matrix substrate having high dimensional accuracy and excellent light blocking properties, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention also relates to a liquid crystal display panel and a method for manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display panel having high definition and easy to manufacture.
  • the liquid crystal display panel includes an active matrix type and a simple matrix type, and a color liquid crystal display panel uses a color filter in both types.
  • an active matrix liquid crystal display panel using a thin film transistor (TFT) has a TFT substrate and a color filter opposed to each other, and a liquid crystal layer is sealed between the substrates.
  • the color filter uses the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and the liquid crystal is shut off by turning off the electrodes corresponding to the R, G, and B pixels to 0 N and OFF. It operates as a ivy and controls the transmission of each light of the three primary colors to perform color display.
  • the TFT substrate includes a transparent substrate, a semiconductor driving element and a pixel electrode integrally formed on the transparent substrate.
  • the semiconductor drive element is a thin film transistor (TFT) composed of a gate electrode, a gate insulator, a semiconductor layer such as amorphous silicon (a-Si), a source electrode, and a drain electrode.
  • TFT thin film transistor
  • the drain electrode has one end connected to the semiconductor layer and the other end connected to the semiconductor layer. Is connected to the pixel electrode. Then, an alignment film is formed so as to cover the semiconductor drive element and the pixel electrode.
  • a color filter is formed by forming a light shielding layer (black matrix), R, G, and B colored layers, a protective layer, a transparent electrode layer, and an alignment layer on a transparent substrate. Further, the light-shielding layer not only suppresses the light leakage current but also enhances the coloring effect and the display contrast. Such a light-shielding layer is required not only for a color liquid crystal display panel but also for a liquid crystal display panel having a monochromatic aperture for the same reason.
  • such a light-shielding layer is formed by forming a relief by photo-etching a chromium thin film, dyeing a hydrophilic resin relief, or forming a relief using a photosensitive liquid in which a black pigment is dispersed (Japanese Patent Laid-Open No.
  • the above-mentioned chromium thin film formed by photoetching and forming a relief has high dimensional accuracy, but requires a vacuum film forming process such as vapor deposition and sputtering, and the manufacturing process is complicated, so that the manufacturing cost is low.
  • a vacuum film forming process such as vapor deposition and sputtering
  • the manufacturing process is complicated, so that the manufacturing cost is low.
  • the above-described method using a photosensitive resist in which a black dye or pigment is dispersed is inexpensive in manufacturing cost, but the photosensitive process tends to be insufficient because the photosensitive resist is black, and There was a problem that high-quality black matrix could not be obtained, such as difficulty in obtaining light-shielding properties.
  • the light shielding layer formed by forming a metal thin film by the above-described electroless plating has a problem that the reflectance is high because the metal is deposited only on the surface of the cured film.
  • a light shielding member is directly formed on a semiconductor drive element of a TFT substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 60-184428).
  • a liquid crystal display panel having a high optical density, a low reflectance, a high dimensional accuracy, and a light shielding layer that does not require a vacuum process and is easy to manufacture has not yet been obtained.
  • the present invention does not have the above-mentioned drawbacks, and has high dimensional accuracy and high light-shielding properties that can be used for flat displays such as liquid crystal display panels, imagers such as CCDs, and color filters such as color sensors. It is an object of the present invention to provide a black matrix substrate having excellent reflectance and a low reflectance, and a method for manufacturing such a black matrix substrate at low cost.
  • the present invention provides a color or monochrome liquid crystal display panel that can be manufactured with high definition and high contrast and that is easy to manufacture, and a liquid crystal display panel having such a color or monochrome opening.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the same. Disclosure of the invention
  • the black matrix substrate of the present invention comprises a transparent substrate and the transparent substrate. And a light-shielding layer provided on a plate, wherein the light-shielding layer contains metal particles inside. As a result, the light-shielding layer has excellent light-shielding properties and low reflectivity.
  • the photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin formed on the transparent substrate is exposed through a photomask having a pattern for black matrix. After developing, a relief is formed on the transparent substrate.
  • the transparent substrate is immersed in an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating, washed with water, and dried. A light-shielding layer having a pattern for black matrix was formed by contact with a mechanic solution.
  • a photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin formed on a transparent substrate and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is exposed through a photomask having a pattern for black matrix, Developing, washing and drying to form a relief on the transparent substrate, and then contacting the relief on the transparent substrate with an electroless plating solution to form a light shielding layer having a pattern for black matrix. It was formed.
  • the method for producing a black matrix substrate comprises the steps of: providing a compound having at least one of a diazo group and an azide group on a transparent substrate, a metal compound serving as a catalyst for an electroless plating, and a hydrophilic resin. Is formed, and the resist layer is exposed through a photomask having a pattern for black matrix, and brought into contact with an electroless film to form a black matrix. A light-shielding layer having a pattern for mixing was formed.
  • the black matrix substrate has a light-shielding layer (black matrix) containing a metal even inside, and this black matrix has a high optical density.
  • the trix substrate can form a color filter that is highly reliable and capable of high contrast, and can reduce manufacturing costs because a vacuum process or the like is not required.
  • a liquid crystal display panel of the present invention includes a substrate having opposing substrates and a liquid crystal sealed between the substrates, and at least one of the substrates includes a light-shielding layer containing metal particles inside.
  • a drive element is provided.
  • the light-shielding layer enables the semiconductor drive element to reliably shield light, and the liquid crystal display panel becomes brighter.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a liquid crystal display panel having a substrate opposed to each other and a liquid crystal sealed between the substrates, wherein at least one of the substrates has a semiconductor driving element.
  • a photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin is formed on the side of the substrate provided with the elements on which the semiconductor drive elements are provided, and the photosensitive resist layer is provided with a photomask having a pattern for black matrix.
  • the substrate is immersed in an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating, washed with water and dried, and then the relief is removed.
  • the light-shielding layer having a black matrix pattern is formed on the semiconductor drive element by contact with a plating solution.
  • the substrate provided with the semiconductor drive element is provided.
  • a photosensitive resist layer containing a hydrophilic resin and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is formed on the side provided with the semiconductor drive element, and the photosensitive resist layer has a pattern for black matrix. Exposure is carried out through a photomask, developed, washed and dried to form a relief on the semiconductor drive element, and then the relief is brought into contact with an electroless plating solution to cause a black matrix.
  • a light-shielding layer having a mask pattern is formed on the semiconductor drive element.
  • the semiconductor driving element itself formed on the substrate has a light-shielding layer, and the light-shielding layer contains metal particles inside and has an optical density. And the reflection rate is low, so that it is possible to reliably shield the semiconductor drive element without increasing the width of the light-shielding layer as in the past, to increase the aperture ratio, and to improve the alignment during mounting. Easy operation and stable operation of the semiconductor drive element.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a liquid crystal display using an active matrix method using a black matrix substrate manufactured according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the liquid crystal display shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of a color filter used in the liquid crystal display shown in FIG.
  • FIG. 4 is a process chart for explaining a method of manufacturing a black matrix substrate according to the present invention.
  • FIG. 5 is a process chart for explaining another embodiment of the method for producing a black matrix substrate according to the present invention.
  • FIG. 6 is a process chart for explaining another embodiment of the method for producing a black matrix substrate according to the present invention.
  • FIG. 7 is a process chart for explaining another embodiment of the method for producing a black matrix substrate according to the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a black matrix type liquid crystal display panel which is an example of the liquid crystal display panel of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of the color liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view showing a color liquid crystal display panel as another example of the liquid crystal display panel of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an active matrix liquid crystal display (LCD) using a black matrix substrate manufactured according to the present invention, and FIG. It is.
  • the LCD 1 has a color filter 10 and a transparent glass substrate 20 opposed to each other via a sealing material 30, and a thickness of about 5 to 10 made of twisted nematic (TN) liquid crystal therebetween.
  • a liquid crystal layer 40 is formed on the order of about 50, and polarizing plates 50 and 51 are provided outside the color filter 10 and the transparent glass substrate 20.
  • FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of the color filter 10.
  • the color filter 10 is composed of a black matrix substrate 12 having a light shielding layer (black matrix) 14 formed on a transparent substrate 13, and a black matrix substrate 12 having a black matrix substrate 12. It comprises a coloring layer 16 formed between the matrixes 14, a protective layer 18 and a transparent electrode 19 provided so as to cover the black matrix 14 and the coloring layer 16. ing.
  • the color filter 10 is disposed such that the transparent electrode 19 is located on the liquid crystal layer 40 side.
  • the coloring layer 16 is composed of a red pattern 16R, a green pattern 16G, and a blue pattern 16B, and the arrangement of each color pattern is a mosaic arrangement as shown in FIG. Note that the arrangement of the coloring patterns is not limited to this, and may be a triangle arrangement, a stripe arrangement, or the like.
  • Display electrodes 22 are provided on the transparent glass grave plate 20 so as to correspond to the respective colored patterns 16 R, 16 G, and 16 B.
  • Each display electrode 22 is a thin film transistor (TFT).
  • Has 24 Further, a scanning line (gate electrode bus) 26 a and a data line 26 b are provided between the display electrodes 22 so as to correspond to the black matrix 14.
  • each of the colored patterns 16R, 16G, and 16B constitutes a pixel, and each pixel is irradiated with illumination light from the polarizing plate 51 side.
  • the liquid crystal layer 40 operates as a shutter, allowing light to pass through each pixel of the colored patterns 16R, 16G, and 16B. Color display.
  • the transparent substrate 13 of the black matrix substrate 12 constituting the color filter 10 may be a rigid material such as quartz glass, low expansion glass, soda lime glass or the like, or a transparent resin film.
  • a flexible material having flexibility, such as an optical resin plate, can be used.
  • Corning's 7059 glass in particular, is a material with a low coefficient of thermal expansion, has excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and has no alkali components in the glass. Because it is glass, it is suitable for color matrix for LCDs using the active matrix method.
  • a photosensitive resist containing a hydrophilic resin is applied on the transparent substrate 13 to form a photosensitive resist having a thickness of 0.1 to 5.0 m, preferably about 0.1 to 2.0 m.
  • a layer 3 is formed (FIG. 4A). If the coating thickness of the photosensitive resist is less than 0.1 mm, the deposition of metal particles becomes insufficient, so that a light-shielding layer having a sufficient optical density cannot be obtained, and the coating thickness is 5.0 mm. When the distance exceeds m, the resolution is undesirably reduced. Further, it is more preferable that the surface roughness be 2.0 ⁇ m or less from the viewpoint of surface irregularities.
  • the photosensitive resist layer 3 is exposed through a photomask 9 for black matrix (FIG.
  • the exposed photosensitive resist layer 3 is developed to form a relief 4 having a pattern for black matrix (FIG. 4 (C)).
  • the transparent substrate 13 is immersed in an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for the electroless plating, washed with water, dried, and then subjected to a heat treatment (100 to 200, 5 to 30 minutes). The content is to be 5 (Fig. 4 (D)).
  • the catalyst-containing relief 5 on the transparent substrate 13 is brought into contact with the electroless plating solution to form a light-shielding layer,
  • the black matrix 14 is formed (Fig. 4 (E)).
  • a heat treatment 70-150, 5-30 minutes
  • the catalyst-containing relief 5 (FIG. 4 (D))
  • the heat treatment is further performed (150 ° C to 250 ° C, 30 minutes to 2 hours).
  • the dried state of the relief 4 becomes uniform, and the aqueous solution of the metal compound serving as the catalyst of the electroless plating is uniformly dispersed in the relief 4.
  • the time required for electroless plating can be controlled by controlling the conditions of the heat treatment. For this reason, the metal particles are deposited substantially uniformly on the entire catalyst-containing relief 5, and the formed black matrix 14 is unlikely to float and peel off.
  • a photosensitive resist containing an aqueous solution of a hydrophilic resin and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is applied on a transparent substrate 13 to a thickness of 0.1 to 5.0 ⁇ m, preferably A photosensitive resist layer 7 of about 0.1 to 2.0 m is formed (FIG. 5 (A)).
  • the photosensitive resist layer 7 is exposed through a photomask 9 for black matrix (FIG. 5 (B)).
  • the exposed photosensitive resist layer 7 is developed and dried to form a catalyst-containing relief 8 having a pattern for black matrix (FIG. 5 (C)).
  • a heat treatment 70 to 150, 5 to 30 minutes
  • the catalyst-containing relief 8 on the transparent substrate 13 is brought into contact with an electroless plating solution to form a light-shielding layer, thereby forming a black matrix 14 (FIG. 5D).
  • a heat treatment 150 to 250, 30 minutes to 2 hours.
  • the photosensitive resist used in the present invention include natural proteins such as gelatin, casein, glue, and ovalbumin, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, and polyvinylpyrrolid.
  • hydrophilic resins such as carboxylic acid modified products or sulfonic acid modified products of the above resin, polyethylene oxide, maleic anhydride copolymer, and the above resins
  • Resin using stilbazolium salt, light hardening such as ammonium dichromate
  • the photosensitive group is not limited to the photocurable photosensitive group described above.
  • the photosensitive resist contains the hydrophilic resin, when the catalyst-containing reliefs 5 and 8 come into contact with the electroless plating solution as described above, the electroless plating solution is used. Becomes easy to penetrate into the catalyst-containing relief, and metal particles are uniformly deposited in the catalyst-containing relief. 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.
  • the metal compound used as a catalyst for the electroless plating used in the present invention includes, for example, chlorides such as palladium, gold, silver, platinum, and ⁇ , water-soluble salts such as nitrates, and complex compounds, and is commercially available as an aqueous solution.
  • the activator solution for the electroless mech can be used as it is.
  • the content be about 0.001 to 0.001% by weight.
  • Electroless plating solutions include, for example, hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, sodium borohydride, N-dimethylamine borane, borazine Reducing agents such as conductors, hydrazine, and formalin; water-soluble, reducible heavy metal salts such as nickel, cobalt, iron, copper, and chromium; caustic soda, which improves plating speed, reduction efficiency, etc.
  • Basic compounds such as ammonium, pH regulators such as inorganic acids and organic acids, oxycarboxylic acids such as sodium citrate and sodium acetate, boric acid, carbonic acid, organic acids, and alkali salts of inorganic acids
  • An electroless plating solution containing a buffer represented by (1), a complexing agent for the purpose of stabilizing heavy metal ions, an accelerator, a stabilizer, a surfactant and the like is used.
  • two or more electroless plating solutions may be used in combination.
  • a boron-based reducing agent such as sodium borohydride, which easily forms nuclei (for example, palladium nuclei when palladium is used as a metal compound that catalyzes electroless plating) is included.
  • an electroless plating solution containing a hypophosphorous acid-based reducing agent having a high metal deposition rate can be used.
  • the temperature of the electroless plating solution during electroless plating is preferably about 10 to 60. If the temperature of the electroless plating liquid exceeds 60, the plating speed becomes too high, and the light-shielding layer may have a metallic luster.
  • a photosensitive resist containing a hydrophilic resin, a compound having a diazo group or an azide group, and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is applied on a transparent substrate 13 and dried to a thickness of 0 mm.
  • a photosensitive resist layer 3 having a thickness of about 1 to 5.0 wm, preferably about 0.1 to 2.0 is formed (FIG. 6 (A)).
  • a compound having a diazo group or an azide group has an effect of suppressing plating in electroless plating, and a resist containing these and a compound which serves as a catalyst for the hydrophilic resin and the electroless plating is used.
  • a light-sensitive resist containing a hydrophilic resin, a compound having a diazo group or an azide group, and a metal compound serving as a catalyst for an electroless mech is coated on a transparent substrate 13 and dried to a thickness of 0.
  • a photosensitive resist layer 3 having a thickness of 1 to 5.0 m, preferably about 0.1 to 2.0 ⁇ m is formed (FIG. 7A).
  • the photosensitive resist layer 3 is exposed through a photomask 9 for black matrix (FIG. 7B).
  • metal particles of the electroless plating are deposited on the exposed portions to form a light-shielding layer (FIG. 7 (C)).
  • the black matrix 13 is formed by developing the transparent substrate 13 and removing the unexposed portions (FIG. 7D).
  • polyacrylic acid including partially-genated polyvinyl acetate and modified polyvinyl alcohol
  • polyacrylamide including partially-genated polyvinyl acetate and modified polyvinyl alcohol
  • polyacrylamide including partially-genated polyvinyl acetate and modified polyvinyl alcohol
  • polyacrylamide including partially-genated polyvinyl acetate and modified polyvinyl alcohol
  • polyacrylamide including partially-genated polyvinyl acetate and modified polyvinyl alcohol
  • polyacrylamide including polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, maleic anhydride copolymer, and carboxylic acid of the above resin
  • a modified product or a sulfonic acid-modified product is used, but other than these can be used as long as they are water-soluble or hydrophilic.
  • the degree of hydrophilicity is such that the electroless plating solution permeates the photosensitive resist layer 3, and the above-mentioned hydrophilic resin can be used in combination.
  • p-N, N-diethylaminobenzenediazonidum chloride zinc chloride double salt pN-ethyl-N—; N—8-hydroxybenzene Diazonium chloride double salt of zinc chloride, p-N, N-dimethylaminobenzenediazonium chloride double salt of zinc chloride, 4—morpholinobenzenediazonium chloride Zinc chloride double salt, 4-morpholino-2,5-diethoxybenzendiazonium chloride Zinc chloride double salt, 4-morpholino 2,5-dibutoxybenzenediazonium chloride Zinc chloride double salt, 4-benzoylamine 2,5—diethoxybenzenediazonium chloride zinc chloride double salt, 4— (4—methoxybenzoylamino) _2,5— Diethoxybenzene diazonium chloride salt Double zinc salt, 4- (p-toluylmercapto) -1,2,5-Dimethoxybenzen
  • azide compounds include, for example, p-azidobenzalaldehyde, p-azidoacetophenone, p-azidobenzoic acid, p-azidobenzaracetophenon, p-azidobenzalaceton, 4,4'-diazidochalcone, 2,6-bis- (4'-azidobenzal) -aceton, 4,4'diazidostilbene-1,2,2'-disulfonate, ⁇ -azidobenzoylc 3-Azide phthalic anhydride, 4,4'-diazidodiphenylsulfone, p-azidokecinnamic acid, 4,4'-diazidobenzoylacetonate-2,2'-Sulfonate sodium Can be
  • the metal compound or the electroless plating solution serving as a catalyst for the electroless plating the metal compound or the electroless plating solution serving as
  • the reflectance of the obtained light-shielding layer at a wavelength of 545 nm is a maximum of 30%, usually 5% or less.
  • the display quality is extremely low, and good display quality can be obtained.
  • the light-shielding layer has a maximum particle diameter of 0.0501, usually 0.01 to 0.02 um of the metal particles dispersed therein, and forms a uniform film without unevenness. ing.
  • the ability to obtain a light-shielding layer having an optical density of 3.0 or more by changing the plating time ⁇ An optical density of 1.5 or more is preferable from the viewpoint of light shielding and improvement of contrast. If the optical density is less than 1.5, it does not function sufficiently as a light-shielding layer and cannot be used as a black matrix substrate.
  • the thickness of the light-shielding layer can be freely set by changing the coating thickness of the photosensitive resist.
  • the unevenness of the surface of the black matrix substrate, the resolution, and the optical density can be adjusted.
  • the thickness of the light-shielding layer is in the range of 0.1 to 5.0 am, preferably in the range of 0.1 to 2.0 m.
  • the R, G, and B color layers are formed on the transparent substrate 13 on the unexposed portion of the photosensitive resist layer on the transparent substrate 13 in the example of Fig. 6 by dyeing, dispersing, printing, and electrodeposition. It can be performed in combination with various known methods.
  • a protective layer 18 that covers the black matrix 14 of the color filter 10 and the colored layer 16 is intended to smooth the surface of the color filter 10, improve reliability, and prevent contamination.
  • the protective layer can be formed using a transparent resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, or a polyimide resin, or a transparent inorganic compound such as gay silicon dioxide. Is preferably about 0.1 to 10 / im.
  • an indium tin oxide (IT0) film can be used as the transparent electrode 19 as the transparent electrode 19, an indium tin oxide (IT0) film can be used.
  • the ITO film can be formed by a known method such as vapor deposition or sputtering, and preferably has a thickness of about 200 to 2000.
  • the light source for exposure was an ultra-high pressure mercury lamp of 2 kw, and irradiation was performed for 10 seconds.
  • Spray development was performed using water and air drying was performed to form a 20-m wide relief for black matrix.
  • this transparent substrate was immersed in an aqueous palladium chloride solution (Red Schmer, manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.) for 10 seconds, washed with water, drained, and then subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 15 minutes. Was used as a catalyst-containing relief.
  • an aqueous palladium chloride solution Red Schmer, manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.
  • the transparent substrate is immersed in a nickel plating solution containing 30% boron-containing reducing agent (Nikko Mecki Liquid Topchem Alloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) for 3 minutes, washed with water and dried to form a light-shielding layer (black matte).
  • a black matrix substrate (sample 1) was obtained.
  • Black matrix substrates (Samples 2 to 4) were prepared in the same manner as in Sample 1 except that the thickness of the photosensitive resist layer was set to l / un ⁇ 4 ⁇ ⁇ 10m.
  • a photosensitive resist having the following composition was applied by the spin-coating method (rotation speed -80 O rpm) using the same transparent substrate as used for Sample 1, and then applied for 70 minutes and 5 minutes. After drying, a photosensitive resist layer (thickness-2 ⁇ m) was formed.
  • the light source for exposure was an ultra-high pressure mercury lamp 2 Kw, and irradiation was performed for 10 seconds.
  • Spray development was performed using water and air drying was performed to form a catalyst-containing relief having a line width of 20 m for black matrix.
  • a nickel plating solution containing a boron-based reducing agent at 30 ° C (Nikkel-Mec liquid top chemi-alloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.). It is immersed in a nickel-solution of 30 C containing an acid-based reducing agent (Ni
  • black matrix substrates (samples 6 to 8) were prepared in the same manner as in sample 5, except that the thickness of the photosensitive resist layer was set at 1 tm, 4 tz m, and 1, respectively.
  • the transparent substrate is immersed in a 1% stannous chloride solution (1N hydrochloric acid) at 60 to 70 for 60 to 120 seconds, and then a 0.3% palladium chloride solution (1
  • the solution was immersed in normal hydrochloric acid (30 to 60 seconds) at 30, and then washed with water.
  • a nickel-medium solution (Blue Schmer made by Kanigen, Japan) at 70 to 80 ° C, and try the electroless plating. It was deposited not only on the relief but also on the entire substrate, making it impossible to form a black matrix.
  • this transparent substrate was immersed in an aqueous palladium chloride solution (Red Cycler manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.) for 10 seconds, washed with water, and drained to make the above-mentioned relief a catalyst-containing relief.
  • an aqueous palladium chloride solution (Red Cycler manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.) for 10 seconds, washed with water, and drained to make the above-mentioned relief a catalyst-containing relief.
  • the transparent substrate is immersed in a 30% nickel plating solution containing a boron-based reducing agent (Okuno Pharmaceutical Nickel plating solution Top Chem Alloy B-1) for 3 minutes, washed with water and dried to form a light-shielding layer (black mask). After forming (tox), a heat treatment was performed for 200 hours for 1 hour to obtain a black matrix substrate (sample 1).
  • Sample 2-4
  • Black matrix substrates (Samples 2 to 4) were prepared in the same manner as Sample 1 except that the thickness of the photosensitive resist layer was 1 m, 4 m, and 10 m, respectively. .
  • the light source was an ultra-high pressure mercury lamp of 2 kW for 20 seconds.
  • the transparent substrate is immersed for 30 seconds in a normal temperature nickel plating solution (Topno Alloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) containing a boron-based reducing agent, and then at room temperature containing a hypophosphorous acid-based reducing agent.
  • the optical density of this black matrix was 0 D ⁇ 3.0, and the reflectance at a wavelength of 545 nm was within 5%. Furthermore, when the resolution of the black matrix (line and space) and the particle size of the precipitated Nigel particles were measured, the resolution was ⁇ 4 ⁇ m, and the average particle size was 0.01 to 0. 0 2 ⁇ ⁇ .
  • the light source was an ultra-high pressure mercury lamp of 2 kw and irradiated for 30 seconds.
  • the transparent substrate is immersed in a normal temperature nickel plating liquid containing a boron-based reducing agent (Top Chem Alloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) for 10 seconds, and then a room temperature nickel plating liquid further containing a hypophosphorous acid-based reducing agent. It was immersed in a liquid (TSP 55 nickel A / C-1 Z2 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) for 60 seconds to deposit nickel particles on the exposed portion to form a light-shielding layer, which was then washed and dried.
  • a boron-based reducing agent Top Chem Alloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example of an active matrix type liquid crystal display panel as an example of the liquid crystal display panel of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic sectional view of the same color liquid crystal display panel. is there.
  • the liquid crystal display panel 101 has a TFT substrate 110 and a color filter 130 opposed to each other via a sealing material (not shown).
  • a liquid crystal layer 140 of nematic (TN) liquid crystal having a thickness of about 5 to 10 m is formed in a sealed manner, and furthermore, the polarization ⁇ 150, outside the TFT substrate 110 and the color filter 130 is formed. 1 5 1 force It is arranged and configured.
  • TN nematic
  • the substrate 110 includes a transparent substrate 111, a semiconductor drive element 112 and a pixel electrode 120 formed integrally on the transparent substrate 111.
  • Each pixel electrode 120 is provided so as to correspond to each coloring pattern of a power filter 130 described later, and a scanning line (gate electrode bus) 123 a and data are provided between each pixel electrode 120.
  • the semiconductor drive element 112 includes a gate electrode 113, a gate insulating film 114, a semiconductor layer 115 such as amorphous silicon (a-Si), a source electrode 116 and a drain.
  • This is a thin-film transistor (TFT) composed of electrodes 117.
  • the drain electrode 117 has one end connected to the semiconductor layer 115 and the other end connected to the pixel electrode 120.
  • the semiconductor driving element 112 has a light-shielding layer 119 formed on the source electrode 116 and the drain electrode 117 so as to shield the semiconductor layer 115 from light. Further, an orientation ⁇ 125 is formed so as to cover the semiconductor driving element 112 and the pixel electrode 120.
  • the color filter 130 includes a transparent substrate 131, a colored layer 132 formed on the transparent substrate 131, and a protective layer 133 provided so as to cover the colored layer 132.
  • a transparent electrode 134 and an alignment film 135 are provided.
  • the color filter 130 is provided such that the alignment layer 135 is located on the liquid crystal layer 140 side.
  • the coloring layer 132 includes a red pattern 132R, a green pattern 132G, and a blue pattern 132B, and the arrangement of each coloring pattern is a mosaic arrangement as shown in FIG. Note that the arrangement of the colored patterns is not limited to this, and may be a triangular arrangement, a stripe arrangement, or the like.
  • each colored pattern 1 32 R 1 32 G, 132 B constitutes a pixel, and the pixel corresponding to each pixel in a state where illumination light is irradiated from the polarizing plate 151 side.
  • the electrode 120 is turned on and off, the liquid crystal layer 140 operates as a shutter, and light passes through each pixel of the colored patterns 132R, 132G, and 132B, and color display is performed. Done.
  • the transparent substrates 111 and 131 constituting the TFT substrate 110 and the color filter 130 are made of inflexible rigid material such as quartz glass, low expansion glass, soda lime glass, or transparent resin. Flexible materials such as films and optical resin plates can be used. Among them, 7059 glass manufactured by Corning Co., Ltd. is particularly hot. A low-expansion material that has excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment.Also, it is a non-alkaline glass that does not contain alkali components in the glass. Suitable for display panels.
  • the semiconductor driving element 112 composed of the gate electrode 113, the gate insulating film 114, the semiconductor layer 115, the source electrode 116 and the drain electrode 117 is It can be formed by conventionally known means.
  • the light shielding layer 1 19 formed on the source electrode 1 16 and the drain electrode 1 17 so as to shield the semiconductor layer 1 1 5 of the semiconductor driving element 1 1 2 from light is, for example, as follows. It is formed by an electroless jack. That is, a sensitive resist containing a hydrophilic resin is applied to the whole of the transparent substrate 111 from above the semiconductor layer 115, the source electrode 116 and the drain electrode 117 to have a thickness of 0.1. Form a photosensitive resist layer of about 5.0 to 5.0 m, preferably about 0.1 to 2.0 m, and then expose the photosensitive resist layer through a photomask for the light-shielding layer 119 .
  • the exposed photosensitive resist layer is developed to form a relief having a pattern for a light-shielding layer in a predetermined region of the source electrode 116 and the drain electrode 117.
  • the transparent substrate 111 is immersed in an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating, washed with water and dried, and then subjected to a heat treatment (50 to 200 for 5 to 30 minutes). Catalyst-containing relief.
  • the transparent substrate 111 is immersed in an electroless plating solution, and the above-mentioned catalyst-containing relief is brought into contact with the electroless plating solution, whereby metal particles are deposited inside and the light-shielding layer 111 is formed. 9 is formed.
  • a heat treatment 70 to 150 for 5 to 30 minutes
  • the catalyst-containing relief may be immersed in an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroplating, washed with water and dried.
  • a heat treatment 150 to 250, 30 minutes to 2 hours.
  • the time required for the electroless plating can be controlled by controlling the conditions of the heat treatment.
  • the metal particles are deposited substantially uniformly over the entire catalyst-containing relief, and the formed light-shielding layer 119 is unlikely to float and peel off.
  • the light shielding layer 119 can also be formed by electroless plating as described below. That is, first, a photosensitive resist containing an aqueous solution of a hydrophilic resin and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is applied on the transparent substrate 11 to a thickness of 0.1 to 5. 5 ⁇ , Preferably, a photosensitive resist layer having a thickness of about 0.1 to 2.0 nm is formed. Next, the photosensitive resist layer is exposed through a photomask for the light shielding layer 119, and the exposed photosensitive resist layer is developed and dried, thereby containing a catalyst having a pattern for the light shielding layer. Form relief. Thereafter, a heat treatment (70 to: L50 for 5 to 30 minutes) may be performed.
  • the transparent substrate 111 is immersed in the electroless plating solution, and the above-mentioned catalyst-containing relief is brought into contact with the electroless plating solution, thereby depositing metal particles therein to form the light-shielding layer 119. .
  • the photosensitive resist or the hydrophilic resin contained in the photosensitive resist As the above-mentioned photosensitive resist and the hydrophilic resin contained in the photosensitive resist, the photosensitive resist or the hydrophilic resin described in the above-described example of producing a black matrix substrate can be used. Here, the specific enumeration is omitted.
  • the light-shielding layer 119 is formed of a metal layer such as a chromium thin film, a leak occurs between the source electrode 116 and the drain electrode 117. If an insulating layer is provided between the light-shielding layer 119 and the electrode to prevent this leakage, a capacitor is formed, which is not preferable.
  • the light-shielding layer is formed by electroless plating as described above. Since the light shielding layer is formed by depositing metal particles inside the light shielding layer, the specific resistance of the light shielding layer is sufficiently large.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view showing a color liquid crystal display panel which is another example of the liquid crystal display panel of the present invention.
  • the liquid crystal display panel shown in FIG. 10 is the same as the liquid crystal display panel shown in FIG. 9 except that a light shielding layer 119 is formed via an insulating layer 118. And the same parts are indicated by the same numbers.
  • Insulating layer 1 1 8 force color liquid crystal display panel shown in FIG. 1 0 can be formed by a known insulating material such as S i ⁇ ⁇ .
  • the presence of the insulating layer 118 effectively separates the light-shielding layer 119 from the semiconductor drive element 112, and contaminates the semiconductor layer 115 with the light-shielding layer 119 or the source electrode. Leakage between 116 and the drain electrode 117 is reliably prevented.
  • the metal compound serving as a catalyst for the electroless plating and the electroless plating solution used in the present invention the metal compound or the electroless plating solution described in the above-described example of producing a black matrix substrate can be used. The specific enumeration is omitted here.
  • the formation of the colored layer 132 composed of the red pattern 133 R, the green pattern 132 G, and the blue pattern 132 B in the color filter 130 described above is performed by a dyeing method, a dispersing method, a printing method, or the like. It can be performed according to various known methods such as an electrodeposition method.
  • the protective layer 133 provided to cover the colored layer 132 of the color filter 130 is used to smooth the surface of the color filter 130, improve reliability, and to the liquid crystal layer 140. It is intended to prevent contamination of acrylic resin, acrylic resin, epoxy resin, polyimide resin, melamine resin. And the like, or a transparent inorganic compound such as silicon dioxide.
  • the thickness of the protective layer is preferably about 0.1 to 10 m.
  • an indium tin oxide (ITO) film can be used as the transparent common electrode 134.
  • the I T0 film can be formed by a known method such as a sputtering method, and the thickness is preferably about 200 to 2000.
  • the alignment layer 125 of the TFT substrate 110 and the alignment layer 135 of the color filter 130 are formed by an oblique vapor deposition method, and an organic alignment agent having a cyano group, a carboxylic acid group, or the like.
  • the gate electrode and the pixel are formed by using aluminum (A &) for a predetermined part of the transparent substrate. An electrode was formed.
  • Amorphous silicon on the gate electrode via the S i New chi layer co emissions - were formed (a S i) layer.
  • An Ai? Source electrode was formed so as to be connected to one end of the a-Si layer, and an A drain electrode was formed so as to be connected to the other end of the a-Si layer and the pixel electrode.
  • the photosensitive resist layer was exposed to light through a photomask for a light-shielding layer.
  • the light source for exposure was an ultra-high pressure mercury lamp of 2 kw, which was irradiated for 10 seconds. Thereafter, spray development is performed using water at room temperature, air is dried, and a line width for the light-shielding layer is 1.
  • a relief of O ⁇ tm is formed in a predetermined area including the a-Si layer and the source electrode and the drain electrode. Formed.
  • this transparent substrate was immersed in a palladium chloride aqueous solution (red simmer manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.) for 10 seconds, washed with water, drained, and then subjected to a heat treatment for 150 to 15 minutes. did.
  • a palladium chloride aqueous solution red simmer manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.
  • the transparent substrate was immersed in a nickel plating solution containing 30% boron-containing reducing agent (Nikkakekki Topok Alloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) for 3 minutes, washed with water and dried to form a light-shielding layer. .
  • a photosensitive resist layer was formed on this transparent substrate, and exposure and development were performed. Thereafter, heat treatment was performed at 100 ° C. for 30 minutes to form a relief having a line width of 1.0 m for the light-shielding layer in a predetermined region including the a-Si layer and the source electrode and the drain electrode. .
  • this transparent substrate was immersed in an aqueous solution of palladium chloride (red simmer manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.) for 10 seconds, washed with water, and drained to make the above-mentioned relief a catalyst-containing relief.
  • palladium chloride red simmer manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd.
  • the transparent substrate was immersed in a 30 nickel plating solution containing a boron-based reducing agent (Okuno Pharmaceutical Nickel plating solution Topchem Alloy B-1) for 3 minutes, washed with water and dried to form a light-shielding layer. , 200, and 1 hour heat treatments were performed.
  • a boron-based reducing agent Olet al.
  • a color liquid crystal display panel using the active matrix method was produced in the same manner as in Experimental Example 4.
  • the semiconductor drive element on the TFT substrate was effectively protected by the light-shielding layer, and the aperture ratio was high, so that the panel was bright and the contrast was large.
  • a photosensitive resist layer was exposed to light through a photomask for a light-shielding layer under the same conditions as in Experimental Example 3. Thereafter, spray development was carried out using water at room temperature and air drying was performed to form a catalyst-containing relief having a line width of 1.0 for shading.
  • the transparent substrate was immersed in a nickel plating solution containing nickel-containing boron-containing reducing agent at 30 (Okuno Pharmaceutical Nickelec Solution Top Chemialloy B-1) for 20 seconds. After immersing for 2 minutes in a nickel-solution liquid at 30 containing an acid-based reducing agent (Okuno Pharmaceutical nickel-stick liquid Tsp 55 nickel nickel AZC-1 Z2), washing with water and drying to form a light-shielding layer At 200 ° C. for 1 hour.
  • a nickel plating solution containing nickel-containing boron-containing reducing agent at 30 (Okuno Pharmaceutical Nickelec Solution Top Chemialloy B-1) for 20 seconds. After immersing for 2 minutes in a nickel-solution liquid at 30 containing an acid-based reducing agent (Okuno Pharmaceutical nickel-stick liquid Tsp 55 nickel nickel AZC-1 Z2), washing with water and drying to form a light-shielding layer At 200 ° C. for 1 hour.
  • a gate electrode and an image were placed on a predetermined portion of the transparent substrate in the same manner as in Experimental Example 4.
  • Pixel electrodes, gate insulating layer made of S i New chi layer, Amorufu Asushiri co emissions (a - S i) layer after forming the AH source electrode and ⁇ drain electrode, a - S i layer and the source electrode forming a S i New chi layer in a predetermined region on the drain electrode and to have an insulating layer. Thereafter, a light-shielding layer was formed on this insulating layer in the same manner as in Experimental Example 4.
  • the black matrix substrate of the present invention can be used for a flat display such as a liquid crystal display panel, an imager such as a CCD, or a color filter such as a color sensor.
  • a flat display such as a liquid crystal display panel, an imager such as a CCD, or a color filter such as a color sensor.
  • the display panel is provided as a high-definition, high-contrast flat display.

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Description

明 細 書 ブラ ックマ ト リ ックス基板及びその製造方法 液晶表示パネル及びその製造方法 従来分野
本発明はブラ ックマ ト リ ックス基板およびその製造方法に係り、 特に、 寸法精度が高く遮光性に優れたブラックマ ト リ ツ クス基板お よびその製造方法に関する。 また、 本発明は液晶表示パネルおよび その製造方法に係り、 特に高精細であり、 かつ製造の容易な液晶表 示パネルに関する。 背景技術
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 液晶表示パネルが注目されている。 液晶表示パネルにはァクティ ブ マ ト リ ックス方式と単純マ ト リ ックス方式とがあり、 カラー液晶表 示パネルでは、 いずれの方式においてもカラーフィ ルタが用いられ る。 例えば薄膜トラ ンジスタ （T F T ) を用いたアクティ ブマ ト リ ックス方式の力ラー液晶表示パネルは、 T F T基板とカラーフィ ル 夕とを対向させ、 この基板間に液晶層を密封形成したものである。 そして、 カラーフィ ルタは赤 （R ) 、 緑 （G ) 、 青 （B ) の 3原色 が用いられ、 R , G , Bのそれぞれの画素に対応する電極を 0 N , O F Fさせることで液晶がシャ ツタとして作動し、 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。 一方、 T F T基板は 透明基板と、 この透明基板上に一体的に形成された半導体駆動素子 と画素電極とを備えている。 半導体駆動素子はゲー ト電極、 ゲー ト 絶緣腠、 アモルファスシリ コン （ a — S i ) 等の半導体層、 ソース 電極およびドレイ ン電極とから構成された薄膜トラ ンジスタ （ T F T ) である。 また、 ドレイ ン電極は一端を半導体層に接続され他端 を画素電極に接続されている。 そして、 半導体駆動素子と画素電極 とを覆うように配向膜が形成されている。
しかし、 a— S i等の半導体層は光電流が大きく、 光リーク電流 を抑制するために半導体駆動素子を遮光する必要がある。 そこで、 カラーフィ ルタは、 透明基板上に遮光層 （ブラ ックマ ト リ ックス） 、 R , G， Bの各着色層、 保護層、 透明電極層および配向層を形成し て構成されている。 また、 遮光層は光リーク電流を抑制する作用の 他に発色効果や表示コン トラス トを上げる作用もなすものである。 そして、 このような遮光層はカラーの液晶表示パネルだけではなく、 モノク口の液晶表示パネルにおいても、 同様の理由で必要とされて いる o
従来、 このような遮光層としては、 クロム薄膜をフォ トエツチン 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 （特開平
1一 1 0 2 4 2 9号、 特開平 1 — 2 3 9 5 2 3号、 特開平 2 - 2 3 9 2 0 4号等） 、 黒色電着塗料を電着して形成したもの、 無電解メ ッキ用触媒を含む硬化被膜上に所定のパターンで金属をメ ツキし金 属薄腠を形成したもの （特開平 2— 2 5 1 8 0 1号等） 、 印刷によ り形成したもの等がある。
しかしながら、 上述のクロム薄膜をフォ トエッチングしてレリー フ形成したものは寸法精度が高いものの、 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為に製造コス 卜 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 卜を用いる方法は、 製造 コス トは安価となるが、 感光性レジス 卜が黒色のためフオ トプロセ スが不充分となり易いことや、 充分な遮光性を得がたい等、 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つた。 さらに、 上述の無電解メ ツキにより金属薄膜を形成して遮光層としたものは、 硬化被膜の表面にのみ金属が析出されるため反射率が高いという問 題があった。
—方、 液晶表示パネルを形成する際には、 T F T基板上の半導体 駆動素子とのァライメ ン 卜の関係から、 遮光層の形成には極めて高 い精度が要求されるとともに、 ァライメ ン ト操作も高い精度が要求 されていた。 このため、 従来は液晶表示パネルの製造歩留りの低下 を来していた。 また、 半導体駆動素子の遮光をより高くする手段と して遮光層の幅を大きくすることが挙げられるが、 このように遮光 層を大きくすると開口率が小さく なり、 液晶表示パネルの明るさが 低下してしまうという問題もあった。
このような問題を解決するために、 T F T基板の半導体駆動素子 上に遮光雇を直接形成することが行われている （特開昭 6 0— 1 8 4 2 2 8号等） 。 しかし、 光学濃度が高く反射率が低く、 さらに寸 法精度が良く、 かつ、 真空プロセスを用いる必要がなく製造の容易 な遮光層を備えた液晶表示パネルは未だ得られていない。
そこで、 本発明は上述のような欠点がなく、 液晶表示パネル等の フラ ッ トディ スプレイ、 C C D等のイメージヤー、 あるいはカラー センサ等のカラ一フィ ルタに用いることのできる寸法精度が高く遮 光性に優れ反射率の低いブラ ックマ ト リ ツクス基板、 およびそのよ うなブラックマ 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。
また、 本発明は高精細で高コン トラス ト化が可能であり、 かつ製 造の容易なカラーもしく はモノ クロの液晶表示パネル、 およびその ようなカラーもしく はモノ ク口の液晶表示パネルの製造方法を提供 することを目的とする。 発明の開示
本発明のブラックマ ト リ ックス基板は、 透明基板と、 この透明基 板上に設けた遮光層とを備えた構成とし、 前記遮光層は内部に金属 粒子を含有するものとした。 このことにより、 遮光層は遮光性に優 れるとともに、 反射率の低いものである。
また、 本発明のブラックマ ト リ ックス基板の製造方法は、 透明基 板上に形成した親水性樹脂を含有する感先性レジス ト層を、 ブラッ クマトリ ックス用パターンを有するフオ トマスクを介して露光し、 現像して前記透明基板上にレリーフを形成し、 この透明基板を無電 解メ ツキの触媒となる金属化合物の水溶液に浸漬し、 水洗 ·乾燥し た後、 前記透明基板上のレリーフを無電解メ ッキ液に接触すること によりブラックマ ト リ ックス用パターンを有する遮光層を形成する ようにした。
あるいは、 透明基板上に形成した親水性樹脂と無電解メ ツキの触 媒となる金属化合物とを含有する感光性レジス ト層を、 ブラックマ ト リ ックス用パターンを有するフォ トマスクを介して露光し、 現像 し水洗 ·乾燥して前記透明基板上にレリーフを形成し、 その後、 前 記透明基扳上の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遮光層を形成するように した。
さらに、 本発明のブラックマ ト リ ツクス基板の製造方法は、 透明 基板上に、 ジァゾ基およびアジ ド基の少なく とも一方を有する化合 物と無電解メ ッキの触媒となる金属化合物と親水性樹脂とを含有す る感光性レジス ト層を形成し、 該レジス ト層をブラックマ ト リ ック ス用パターンを有するフオ トマスクを介して露光し、 無電解メ ッキ 波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 る遮光層を形成するようにした。
このような本発明の製造方法により、 ブラックマ ト リ ックス基扳 は、 内部にまで金属を含有してなる遮光層 （ブラックマ トリ ックス） を有しており、 このブラックマ ト リ ックスは光学濃度が高いととも に反射率が低く寸法精度の高いものであり、 したがってブラックマ 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。
また、 本発明の液晶表示パネルは、 相対向する基板と、 該基板間 に密封された液晶とを有し、 前記基板の少なく とも一方は内部に金 属粒子を含有する遮光層を具備した半導体駆動素子を備えるように した。 このことにより、 遮光層により半導体駆動素子の確実な遮光 が可能になるとともに、 液晶表示パネルが明るく なる。
また、 本発明は、 相対向する基板と、 該基板間に密封された液晶 とを有し、 前記基板の少なく とも一方は半導体駆動素子を備えた液 晶表示パネルの製造方法において、 前記半導体駆動素子を備えた基 板の半導体駆動素子具備側に親水性樹脂を含有する感光性レジス ト 層を形成し、 該感光性レジス ト層をブラッ クマ ト リ ッ クス用パター ンを有するフ ォ トマスクを介して露光し、 現像して前記半導体駆動 素子上にレリーフを形成し、 この基板を無電解メ ツキの触媒となる 金属化合物の水溶液に浸漬し、 水洗 ·乾燥した後、 前記レリーフを 無電解メ ツ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 夕ーンを有する遮光層を前記半導体駆動素子上に形成するようにし た。
あるいは、 相対向する基板と、 該基板間に密封された液晶とを有 し、 前記基板の少なく とも一方は半導体駆動素子を備えた液晶表示 パネルの製造方法において、 前記半導体駆動素子を備えた基板の半 導体駆動素子具備側に親水性樹脂と無電解メ ツキの触媒となる金属 化合物とを含有する感光性レジス ト層を形成し、 該感光性レジス ト 層をブラックマ ト リ ックス用パターンを有するフォ トマスクを介し て露光し、 現像し水洗 ·乾燥して前記半導体駆動素子上にレリーフ を形成し、 その後、 前記レリ一フを無電解メ 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遮光層を前記半 導体駆動素子上に形成するようにした。 このような本発明の液晶表示パネルの製造方法により、 基板上に 形成された半導体駆動素子自体が遮光層を具備し、 この遮光層は内 部に金属粒子を含有しているものであり光学濃度が高いとともに反 射率が低く、 従来のように遮光層の幅を大きく とることなく半導体 駆動素子の確実な遮光が可能になるとともに、 開口率を大きくする ことができ、 また実装時のァライメ ン ト操作が容易で、 半導体駆動 素子の安定作動が可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明により製造されたブラックマ ト リ ツクス基板を用い たァクティ ブマ 卜リ 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。
図 2は図 1に示される液晶ディスプレイの概略断面図である。 図 3は図 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。
図 4は本発明によるブラックマ ト リ ツクス基板の製造方法を説明 するための工程図である。
図 5は本発明によるブラックマ ト リ ックス基板の製造方法の他の 態様を説明するための工程図である。
図 6は、 本発明によるブラックマ ト リ ツクス基板の製造方法の他 の態様を説明するための工程図である。
図 7は、 本発明によるブラックマ ト リ ックス基板の製造方法の他 の態様を説明するための工程図である。
図 8は本発明の液晶表示パネルの一例であるブラックマ ト リ ック ス方式による力ラー液晶表示パネルを示す斜視図である。
図 9は図 8に示されるカラー液晶表示パネルの概略斜視図である。 図 1 0は本発明の液晶表示パネルの他の例としてのカラー液晶表 示パネルを示す概略断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明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 いたァクティ ブマ ト リ ックス方式による液晶ディ スプレイ （ L C D) 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、 L C D 1はカラーフィ ルタ 1 0と透明ガラス 基板 20とをシール材 3 0を介して対向させ、 その間に捩れネマテ イ ツク （T N) 液晶からなる厚さ約 5〜1 0 程度の液晶層 4 0 を形成し、 さ らに、 カラーフィ ルタ 1 0と透明ガラス基板 2 0の外 側に偏光板 5 0 , 5 1が配設されて構成されている。
図 3はカラーフィ ルタ 1 0の拡大部分断面図である。 図 3におい てカラーフィ ルタ 1 0は、 透明基板 1 3上に遮光層 （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 1 2と、 この 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間に形 成された着色層 1 6と、 このブラ ックマ ト リ ックス 1 4と着色層 1 6を覆うように設けられた保護層 1 8および透明電極 1 9を備えて いる。 このカラーフィ ルタ 1 0は透明電極 1 9が液晶層 4 0側に位 置するように配設されている。 そして、 着色層 1 6は赤色パターン 1 6 R、 緑色バターン 1 6 G、 青色パターン 1 6 B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。
また、 透明ガラス墓板 2 0上には表示電極 2 2が各着色パターン 1 6 R、 1 6 G、 1 6 Bに対応するように設けられ、 各表示電極 2 2は薄膜トラ ンジスタ （T F T) 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） 26 a とデータ線 26 bが配設されている。
このような L C D 1では、 各着色パターン 1 6 R、 1 6 G、 1 6 Bが画素を構成し、 偏光板 5 1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ォン、 オフさせることで液晶層 4 0がシャ ッタとして作動し、 着色パターン 1 6 R、 1 6 G、 1 6 B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。
カラーフィルタ 1 0を構成するブラックマ ト リ ックス基板 1 2の 透明基板 1 3としては、 石英ガラス、 低膨張ガラス、 ソ一ダライム 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 7 0 59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力 リガラスであるため、 ァクティ ブマ ト リ ックス方式による L C D用 のカラーフィノレ夕に適している。
ここで、 本発明によるブラックマ ト リ ックス基扳 1 2の製造の一 例を図 4を参照して説明する。
先ず透明基板 1 3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. 0 m、 好ましく は 0. 1〜 2. 0〃 m程 度の感光性レジス ト層 3を形成する （図 4 (A) ) 。 感光性レジス トの塗布厚が 0. l ii m未满の場合、 金属粒子の析出が不充分とな り、 充分な光学饅度を有する遮光層が得られず、 また塗布厚が 5. 0 mを越えると解像度が低下するので好ましく ない。 また、 表面 凹凸の点から 2. 0 ^ m以下とすることが更に望ましい。 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 1 3 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水洗して乾燥した後、 熱処理 （ 1 0 0〜20 0 、 5〜 3 0分間） を施して触媒含有レリ —フ 5とする （図 4 (D) ) 。 そして、 透明基板 1 3上の触媒含有 レリーフ 5を無電解メ ヅキ液に接触させることにより遮光層とし、 ブラッ クマ ト リ ックス 14を形成する （図 4 ( E ) ) 。
尚、 本発明によるブラ ッ クマ ト リ ッ クス基板の製造方法では、 上 記のレリーフ 4を形成 （図 4 ( C ) ) した後に、 熱処理 （ 7 0〜 1 50 、 5〜 3 0分間） を施し、 次に無電解メ ッキの触媒となる金 属化合物の水溶液に浸漬し水洗♦乾燥して触媒含有レリーフ 5 (図 4 (D) ) としてもよい。 この場合、 無電解メ ツキによりブラ ッ ク マ ト リ ッ クス 1 4を形成 （図 4 ( E ) ) した後に、 更に熱処理 （ 1 5 0〜 2 5 0 °C、 3 0分間〜 2時間） を施すことが好ま しい。 この ように、 触媒含有レリーフ 5の形成前に熱処理を施すこ とにより、 レリーフ 4の乾燥状態が均一なものとなり、 無電解メ ッキの触媒と なる金属化合物の水溶液がレリーフ 4内に均一に浸透することにな り、 さらに、 熱処理の条件を制御することにより無電解メ ツキに要 する時間を制御することができる。 このため、 触媒含有レリーフ 5 全体に略均一に金属粒子が析出し、 形成されたブラッ クマ ト リ ッ ク ス 14は浮き、 剥がれ等の生じ難いものとなる。
また、 本発明によるブラ ックマ ト リ ツクス基板 1 2の製造の他の 例を図 5を参照して説明する。 先ず透明基板 1 3上に親水性樹脂お よび無電解メ ツキの触媒となる金属化合物の水溶液を含有する感光 性レジス トを塗布して厚さ 0. 1〜 5. 0 〃 m、 好ま しく は 0. 1 〜 2. 0 m程度の感光性レジス ト層 7を形成する （図 5 (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 7を露光する （図 5 ( B ) ) 。 そして、 露光後の感光性レ ジス ト層 7を現像して乾燥することによりブラ ックマ ト リ ックス用 のパターン有する触媒含有レリ ーフ 8を形成する （図 5 ( C ) ) 。 この後、 熱処理 （ 7 0〜 1 5 0 、 5〜 3 0分間） を施してもよい。 次に、 透明基板 1 3上の触媒含有レリ ーフ 8を無電解メ ツキ液に接 触させることにより遮光層とし、 ブラ ックマ ト リ ッ クス 14を形成 する （図 5 (D) ) 。 尚、 この後に、 熱処理 （ 1 5 0〜 2 5 0 、 30分間〜 2時間） を施すことが好ま しい。 本発明において用いる感光性レジス 卜としては、 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、 ポリエチレンォキサ ィ 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種類、 あるいは 複数種を混合したものに対し、 例えば、 ジァゾ基を有するジァゾ二 ゥ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ァゾ 樹脂、 アジ ド基を有するアジ ド化合物、 ポリ ビニルアルコールにケ ィ皮酸を縮合したゲイ皮酸縮合樹脂、 スチルバゾリゥム塩を用いた 樹脂、 重クロム酸ァンモニゥ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。 このように、 感光性レジス ト中に親水性樹脂が含有されて いることにより、 上述のように触媒含有レリーフ 5 , 8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に浸透 し易く なり、 触媒含有レリーフ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 1 4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。
本発明において用いる無電解メ ツ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、 鋇等の塩化物、 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 ッキ用のァクチベータ溶液をそのまま用いることができる。 このような金属化合物を上述のように感光性レジス ト中に含有させ る場合、 0 . 0 0 0 0 1〜 0 . 0 0 1重量％程度含有されることが 好ましい。
無電解メ ツキ液は、 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 —ジメチルァ 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 ツキ 速度、 還元効率等を向上させるカセイソーダ、 水酸化アンモニゥム 等の塩基性化合物と、 無機酸、 有機酸等 p H調節剤、 クェン酸ナ ト リ ウム、 酢酸ナ ト リ ウム等のォキシカルボン酸、 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、 促進剤、 安定剤、 界面活性剤等と を有する無電解メ ツキ液が使用される。 また、 2種以上の無電解メ ツキ液を併用してもよい。 例えば、 まず、 核 （例えば無電解メ ツキ の触媒となる金属化合物としてパラジウムを使用した場合はパラジ ゥムの核） を作り易い水素化ホウ素ナ ト リ ウムのようなホウ素系還 元剤を含む無電解メ ツキ液を用い、 次に、 金属析出速度の速い次亜 リ ン酸系還元剤を含む無電解メ ツキ液を用いるこ iができる。
また、 ホウ素系還元剤を含む無電解メ ツキ液を用いる場合は、 無 電解メ ッキ時の無電解メ ッキ液の液温度は 1 0〜 6 0 程度が好ま しい。 無電解メ ツキ液の温度が 6 0 を越えると、 メ ッキ速度が大 となりすぎ、 遮光層に金属光沢が生じる場合があるので好ま しく な い o
さ らに、 本発明によるブラ ックマ ト リ ックス基板 1 2の製造の他 の例を図 6を参照して説明する。
先ず、 透明基板 1 3上に親水性樹脂、 ジァゾ基又はアジ ド基を有 する化合物、 および無電解メ ツキの触媒となる金属化合物を含有し た感光性レジス トを塗布乾燥して厚さ 0 . 1 〜 5 . 0 w m、 好ま し く は 0 . 1 〜 2 . 0 程度の感光性レジス ト層 3を形成する （図 6 ( A ) ) 。 こ こで、 ジァゾ基、 アジ ド基を有する化合物は無電解 メ ッキ時にメ ツキの抑制効果があり、 これらと親水性樹脂、 無電解 メ ッキの触媒となる化合物を含有するレジス トを用い、 パターン露 光し無電解メ ツキ液と接触することにより無電解メ ツキの金属粒子 がレジス ト層中に形成され遮光層となることは知られている （特開 昭 57— 1 04 9 28号、 同 57— 1 04 9 2 9号） 。 次にブラッ クマ ト リ ッ クス用のフォ 卜マスク 9を介して感光性レジス ト層 3を 露光する （図 6 (B ) ) 。 そして、 この透明基板 1 3を無電解メ ッ キ液に接触させることにより露光部分に無電解メ ッキの金属粒子を 析出させて遮光層 （ブラ ッ クマ ト リ ッ クス） を形成する （図 6 (C)
) o
また、 本発明によるブラックマ ト リ ックス基板 1 2の他の製造例 を図 7を参照して説明する。
先ず、 透明基板 1 3上に親水性樹脂、 ジァゾ基又はアジ ド基を有 する化合物及び無電解メ ッキの触媒となる金属化合物を含有する感 光性レジス トを塗布乾燥して厚さ 0. 1〜5. 0 m、 好ましく は 0. 1〜 2. 0 ^ m程度の感光性レジス ト層 3を形成する （図 7 ( 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 7 (B) ) 。 そして、 この透明 基板 1 3を無電解メ ツキ液に接触させることにより露光部分に無電 解メ ツキの金属粒子を析出させて遮光層を形成する （図 7 (C) ) 。 次に、 透明基板 1 3を現像して未露光部分を除去することによりブ ラックマ ト リ ックス 14を形成する （図 7 (D) ) 。
このような図 6あるいは図 7に示されるようなブラックマ ト リ ッ クス基板の製造に用いる親水性樹脂としては、 例えばゼラチン、 力 ゼイ ン、 グルー、 アラ ビアゴム、 セラ ッ ク、 卵白アルブミ ン等の天 然高分子、 カルボキシメチルセルロース、 ポリ ビニルアルコール
(部分ゲン化ポリ酢酸ビニル、 変性ポリ ビニルアルコールも含む） 、 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 リエチレンォキサイ ド、 無水マレイ ン酸共重合体、 及び上記の樹脂 のカルボン酸変性物あるいはスルホン酸変性物等が用いられるが、 水溶性もしく は親水性である限り、 これら以外に於いても使用可能 である。 また、 親水性の程度は無電解メ ツキ液が感光性レジス ト層 3に浸透する程度であり、 上記親水性樹脂の複合使用も可能である。 更に無電解メ ッキの抑制効果と して用いられるジァゾ基又はアジ ド基を有する化合物と しては、 以下の化合物が挙げられる。
例えば、 ジァゾ基を有する ものと して、 p— N , N —ジェチルァ ミ ノベンゼンジァゾニゥムク ロ リ ド塩化亜鉛複塩、 p— N —ェチル — N _ ;8— ヒ ドロキシェチルァ ミ ノベンゼンジァゾニゥムクロ リ ド 塩化亜鉛複塩、 p— N , N —ジメチルァ ミ ノベンゼンジァゾゥニム ク ロ リ ド塩化亜鉛複塩、 4 —モルフォ リ ノベンゼンジァゾニゥムク 口 リ ド塩化亜鉛複塩、 4 —モルフォ リ ノ — 2 , 5 —ジエ トキシベン ゼンジァゾゥニムクロ リ ド塩化亜鉛複塩、 4 —モルフ オ リ ノ ー 2， 5—ジブトキシベンゼンジァゾニゥムクロ リ ド塩化亜鉛複塩、 4 一 ベンゾィルア ミ ノ ー 2， 5 —ジエ トキシベンゼンジァゾニゥムク ロ リ ド塩化亜鉛複塩、 4— ( 4 —メ トキシベンゾィルァ ミ ノ） _ 2， 5—ジエ トキシベンゼンジァゾニゥムクロ リ ド塩化亜鉛複塩、 4― ( p — トルイルメルカプト） 一 2， 5 —ジメ トキシベンゼンジァゾ ニゥムクロ リ ド塩化亜鉛複塩、 4 -ジァゾジフュニルァ ミ ン塩化亜 鉛複塩、 4 一ジァゾ— 4 ' メ トキシジフヱニルァ ミ ン塩化亜鉛複塩、 4 一ジァゾ一 3—メ トキシ―ジフエニルア ミ ン塩化亜鉛複塩、 上記 塩化亜鉛複塩に対応する硫酸塩ならびにリ ン酸塩、 ホウフ ッ化塩等、 ならびにこれらのジァゾニゥム化合物とパラホルムアルデヒ ドとの 反応生成物であるジァゾ樹脂などが好適に使用できる。
また、 アジ ド化合物と しては、 例えば、 p —アジ ドベンザルアル デヒ ド、 p —アジ ドアセ トフヱノ ン、 p —アジ ド安息香酸、 p —ァ ジ ドベンザルァセ トフエノ ン、 ρ —ァシ ドベンザルアセ ト ン、 4， 4 ' —ジアジ ドカルコン、 2， 6 — ビス一 （ 4 ' 一アジ ドベンザル） —アセ ト ン、 4 , 4 ' ージアジ ドスチルベン一 2 , 2 ' 一ジスルホ ン酸、 ρ —アジ ドベンゾイルク 口 リ ド、 3—アジ ド無水フタル酸、 4， 4 ' ージアジ ドジフエニルスルホン、 p —アジ ドケィ皮酸、 4 , 4 ' —ジアジ ドベンゾィルアセ ト ン— 2 , 2 ' —スルホン酸ナ ト リ ゥム等が用いられる。 ここで、 無電解メ ツキの触媒となる金属化合物あるいは無電解メ ツキ液としては、 上述の例で挙げた金属化合物あるいは無電解メ ッ キ液を使用することができる。
また、 ブラックマ ト リ ックス用の遮光層を形成した後に未露光部 (ブラックマ ト リ ッ クスパターン以外） を除去する現像液としては、 水、 温水、 及び N a O H、 K O H、 N a 2 C O g 、 テ トラメチルァ ンモニゥムハイ ドロォキサイ ドゃコ リ ン等の無機アル力 リ、 有機ァ ルカリなどが常法により使用可能である。
上述したいづれのブラックマ ト リ ックス基板の製造方法において も、 得られた遮光層の波長 54 5 n mにおける反射率は、 最大 3 0 %、 通常 5 %以下であり、 これは、 従来のクロム薄膜による遮光層 の反射率 （ 5 0〜80 %) に較べ、 極めて低く、 良好な表示品位を 得ることができる。
また、 この遮光層は、 内部に分散している金属粒子の粒子径が最 大 0. 0 5 01、 通常0. 0 1〜 0. 0 2 u mであり、 ムラの無い 均一な膜を形成している。
尚、 上述したいづれのブラックマ ト リ ックス基板の製造方法にお いても、 メ ツキ時間を変化させることで光学濃度が 3. 0以上の遮 光層を得ることができる力《、 前述した T F Tへの遮光やコン トラス 卜の向上の点から、 光学濃度 1. 5以上が好ま しい。 光学濃度 1. 5以下の場合では遮光層として充分に機能せず、 ブラックマ ト リ ッ クス基板として供し得ない。
更に、 遮光層の膜厚についても感光性レジス トの塗布膜厚を変化 させることで自由に設定することができるが、 前述したようにブラ ックマ ト リ ツクス基板の表面凹凸、 解像力および光学濃度の点から、 遮光層の膜厚は、 0. 1〜 5. O a m、 好ま しく は 0. 1〜 2. 0 mの範囲とする。
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の周囲 （図 4, 5 , 7の例ではブラ ッ クマ ト リ ッ クス 14 の間の透明基板 1 3上、 図 6の例では感光性レジス ト層の未露光部 分） への R， G, B着色層の形成は、 染色法、 分散法、 印刷法、 電 着法等公知の種々の方法と組合せて行なう ことができる。
カラ一フィ ノレ夕 1 0のブラッ クマ ト リックス 14と、 着色層 1 6 とを覆うように設けられる保護層 18はカラ一フィ ルタ 1 0の表面 平滑化、 信頼性の向上、 汚染防止を目的とするものであり、 ァク リ ル系、 エポキシ系、 ポリイ ミ ド系樹脂等の透明樹脂、 あるいは二酸 化ゲイ素等の透明無機化合物を用いて形成することができ、 保護層 の厚さは 0. l〜 1 0 /i m程度が好ま しい。
透明電極 1 9と しては酸化イ ンジウムスズ （ I T 0 ) 膜を用いる ことができる。 I TO膜は、 蒸着、 スパッタ等公知の方法により形 成することができ、 厚さは 200〜 2000 程度が好ま しい。
次に、 実験例を示して本発明を更に詳細に説明する。
(実験例 1 )
試料 1
透明基板としてコーニング社製 7059ガラス （厚さ = 1. 1 m m) を用い、 スピンコー ト法 （回転数 = 800 r.p.m.) により下記 組成の感光性レジス トを透明基板上に塗布し、 その後、 70°C、 5 分間の条件で乾燥して感光性レジス ト層 （厚さ == 2 ^ m) を形成し L 0
(感光性レジス トの組成）
• ポリ ビニルアルコール 1 0 %水溶液
(日本合成化学製ゴ—セナ—ル T-330 ) … 20重量部
• ジァゾ樹脂 20%水溶液 （シンコー技研製 D-Oli )
0. 8重量部 •水 … 1 5重量部 次に、 感光性レジス ト層に対してブラックマ ト リ ッ クス用のフォ トマスク （線幅 = 20 ;u m) を介して露光を行った。 露光用の光源 は超高圧水銀灯 2 k wを用い、 1 0秒間照射した。 その後、 常温の 水を用いてスプレー現像を行いエアー乾燥してブラックマ ト リ ック ス用の線幅 2 0 mのレリ ーフを形成した。
次に、 この透明基板を塩化パラジウム水溶液 （日本カニゼン製レ ッ ドシュ一マー） に 1 0秒間浸漬し、 水洗、 水切り後、 1 5 0 °C、 1 5分間の熱処理を施して、 上記のレリーフを触媒含有レリーフと した。
その後、 透明基板をホウ素系還元剤を含む 3 0でのニッケルメ ッ キ液 （奥野製薬製二ッケルメ ッキ液卜 ップケミ アロイ B — 1 ) に 3 分間浸漬させ、 水洗乾燥して遮光層 （ブラックマ ト リ ックス） を形 成しブラックマ ト リ ツクス基板 （試料 1 ) を得た。
試料 2〜4
また、 感光性レジス ト層の厚さを、 それぞれ l /u n^ 4 τη^ 1 0 m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 2〜4 ) を作成した。
試料 5
また、 試料 1に用いたのと同じ透明基板を用いてスピンコー ト法 (回転数- 8 0 O r. p.m.) により下記組成の感光性レジス トを塗布 し、 その後、 7 0て、 5分間の条件で乾燥して感光性レジス ト層 (厚さ - 2 ^ m) を形成した。
(感光性レジス トの組成）
• ポリ ビニルアルコール 1 0 %水溶液
(日本合成化学製ゴ―セナール T-330) … 2 0重量部
• ジァゾ樹脂 2 0 %水溶液 （シンコー技研製 D-011)
— 0. 8重量部
♦塩化パラジゥム水溶液
(日本力二ゼン製レッ ドシュ一マー） … 1 5重量部 次に、 感光性レジス ト層に対してブラックマ ト リ ックス用のフォ トマスク （線幅 = 2 0 ^ m) を介して露光を行った。 露光用の光源 は超高圧水銀灯 2 K wを用い、 1 0秒間照射した。 その後、 常温の 水を用いてスプレー現像を行いエアー乾燥してブラ ッ クマ ト リ ッ ク ス用の線幅 2 0 ^ mの触媒含有レリ ーフを形成した。
次に、 透明基板をホウ素系還元剤を含む 3 0 °Cのニッケルメ ツキ 液 （奥野製薬製二ッケルメ ッキ液ト ップケミ アロイ B— 1 ) に 2 0 秒間浸漬し、 その後、 さらに次亜リ ン酸系還元剤を含む 3 0 Cの二 ッケルメ ッキ液 （奥野製薬製二ッケルメ ッキ液 T s p 5 5ニッケル AZC = 1 Z 2) に 2分間浸潰し、 水洗乾燥して遮光層 （ブラ ック マ ト リ ックス） を形成した後、 20 0 °C、 1時間の熱処理を行って ブラッ クマ ト リ ッ クス基板 （試料 5 ) を得た。
試料 6〜8
また、 感光性レジス ト層の厚さを、 それぞれ l t m、 4 tz m、 1 とした他は、 試料 5と同様にしてブラ ッ クマ ト リ ックス基板 (試料 6〜8) を作成した。
比較試料 1
透明基板としてコーニング社製 7 0 5 9ガラス （厚さ = 1. 1 m m) を用い、 この基板をフッ酸に浸漬してガラスのエッチングを行 つて、 基板表面に前処理を施した。 この後、 塩化第一スズと塩酸と により基板の表面にスズィォンを吸着させた後、 試料 1 と同様に塩 化パラジウム処理と無電解ニッケルメ ツキを行い、 この後、 常法に よりブラックマ ト リ ックス基板 （比較試料 1 ) を得た。
比較試料 2
試料 1で用いたのと同じ透明基板を用いてスピンコー ト法 （回転 数 = 20 0 r.p.m.) により下記組成の感光性レジス トを塗布し、 乾 燥して感光性レジス ト層 （厚さ 1 m) を形成した。
(感光性レジス トの組成）
• 1 0 %ゼラチン水溶液 … 1 0重量部
• 1 0 %重ク ロム酸アンモニゥム水溶液 … 3重量部 次に、 感光性レジス ト層に対してブラ ッ クマ ト リ ッ クス用のフォ トマスク （線幅 = 2 0 i m) を介して露光を行った。 露光用の光源 は超高圧水銀灯 2 k wを用い、 1 0秒間照射した。 その後、 常温の 水を用いてスプレー現像を行いエアー乾燥してブラックマ ト リ ック ス用の線幅 2 0 mのレリーフを形成した。
次に、 この透明基板を、 6 0〜 7 0での 1 %塩化第 1スズ溶液 ( 1規定塩酸酸性） に 6 0〜1 2 0秒間浸潰し、 次いで 0 . 3 %塩 化パラジウム溶液 （ 1規定塩酸酸性） に 3 0でで 3 0〜6 0秒間浸 漬後水洗した。 水洗後直ちに 7 0 ~ 8 0 °Cのニッケルメ ッキ液 （日 本カニゼン製ブルーシュ一マー） に浸漬し、 無電解メ ツキを試みた 力 、 スズが全面に付着しているため、 ニッケルはレリーフだけでは なく基板全体に析出してしまい、 ブラックマ ト リ ックスの形成はで きなかった。
次に、 上記の各ブラックマ ト リ ツクス基板 （試料 1〜8、 比較試 料 1 , 2 ) について、 ブラックマ ト リ ックスの光学濃度 0 D、 波長 5 4 5 n mにおける反射率 R、 解像度 （ライ ン · ア ン ド ' スペース） およびニッケル粒子の粒子径を測定した。 測定結果は表 1に示した。
9
Figure imgf000021_0001
(実験例 2 )
試料 1
実験例 1の試料 1 と同様にして、 感光性レジス ト層の形成、 露光 を行った。 その後、 常温の水を用いてスプレー現像を行った後、 1 0 0で、 3 0分間の熱処理を施してブラ ッ クマ ト リ ツ クス用の線幅 2 0 // mのレリ ーフを形成した。
次に、 この透明基板を塩化パラジウム水溶液 （日本カニゼン製レ ッ ドシユーマー） に 1 0秒間浸漬、 水洗、 水切り して、 上記のレリ ーフを触媒含有レリーフと した。
その後、 透明基板をホウ素系還元剤を含む 3 0 のニッケルメ ッ キ液 （奥野製薬製二ッケルメ ツキ液ト ップケ ミ アロイ B — 1 ) に 3 分間浸漬させ、 水洗乾燥して遮光層 （ブラ ッ クマ ト ツ クス） を形成 した後、 2 0 0 、 1時間の熱処理を行い、 ブラ ッ クマ ト リ ッ クス 基板 （試料 1 ) を得た。 試料 2〜4
また、 感光性レジス ト層の厚さを、 それぞれ 1 m、 4〃 m、 1 0 mとした他は、 試料 1 と同様にしてブラ ックマ ト リ ックス基扳 (試料 2〜4 ) を作成した。
次に、 上記の各ブラ ックマ ト リ ックス基扳 （試料 1 〜4 ) につい て、 実験例 1 と同様にしてブラックマ ト リ ツクスの光学濃度 0 D、 波長 54 5 n mにおける反射率 R、 解像度 （ライ ン · アン ド · スぺ ース） およびニッケル粒子の粒子径を測定した。 測定結果は表 2に 示した。
表 2
Figure imgf000022_0001
(実験例 3 )
試料 1
透明基板としてコーニング社製 7 0 5 9ガラス （厚さ = 1. 1 m m) を用い、 スピンコー ト法 （回転数 = 6 0 0 r.p.in.) 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、 7 0 、 1 0分間乾燥し感光性レジス ト層 （厚さ = 3 ^ m) を形成した。
感光性レジス ト組成
• ポリ ビニルアルコール 1 0 %水溶液 （日本合成化学製ゴーセナ ール T一 3 3 0 ) … 2 0重量部
•塩化パラジウム塩酸水溶液
(日本力二ゼン製レッ ドシユ ーマー） … 1 5重量部 • ジァゾ樹脂 2 0 %水溶液 （シンコー技研製 D— 0 1 1 )
••♦ 0. 8重量部 次に感光性レジス ト層に対しブラッ クマ ト リ ッ クス用のフ ォ トマ スク （ネガ、 線幅 = 20 ^ πι) を介して露光を行った。 光源は超高 圧水銀灯 2 k wを用い 20秒間照射した。
次に透明基板をホウ素系還元剤を含む常温のニッケルメ ッキ液 (奥野製薬製ト ップケ ミ アロイ B— 1 ) に 3 0秒間浸漬させ、 その 後、 次亜リ ン酸系還元剤を含む常温のニッケルメ ツキ液 （奥野製薬 製 T S P 5 5ニッケル ノじ = 1 2 ) に一分間浸漬し露光部分に ニッケル粒子を析出させて遮光層とし、 水洗乾燥してブラックマ ト リ ヅクス基板を得た。
このブラヅ クマ ト リ ックスの光学濃度は 0 D≥ 3. 0、 波長 54 5 n mにおける反射率は 5 %以内であった。 さらに、 ブラ ックマ ト リ ッ クスの解像度 （ライ ン · アン ド ' スペース） および析出した二 ッゲル粒子の粒子径を測定したところ、 解像度- 4 β m、 平均粒子 径 = 0. 0 1〜0. 0 2 ^ η であった。
試料 2_
試料 1に用いたのと同じ透明基板を用いスピンコー ト法 （回転数 80 0 Γ.ρ.ιπ.) にて下記感光性レジス トを塗布し、 その後、 7 0で、 1 0分間乾燥し感光性レジス ト層 （厚さ = 2 ^ m) を形成した。
感光性レジス ト組成
• ポリ ビニルアルコール 1 0 %水溶液 （日本合成化学製ゴーセナ ール T一 3 3 0 ) … 20重量部
•塩化パラジゥム塩酸水溶液 … 1 5重量部
• ジァゾモノマー 1 0 %メチルセルソルブ溶液 （大東化学製 D H - 3 0 0 B F , ) - 2. 0重量部
• ジァゾ樹脂 20 %水溶液 （シンコー技研製 D - 0 1 1 )
— 0. 2重量部 次に感光性レジス ト雇に対しブラ ッ クマ ト リ ックス用のフ ォ トマ スク （ネガ、 線幅 = 2 0 m) を介して露光を行つた。 光源は超高 圧水銀灯 2 k wを用い 3 0秒間照射した。
次に透明基板をホウ素系還元剤を含む常温のニッケルメ ツキ液 (奥野製薬製トップケミ アロイ B— 1 ) に 1 0秒間浸漬し、 その後、 更に次亜リ ン酸系還元剤を含む常温のニッケルメ ツキ液 （奥野製薬 製 T S P 55ニッケル A/C - 1 Z2) に 6 0秒間浸漬し露光部分 にニッケル粒子を析出させて遮光層とし、 水洗乾燥した。
更に、 60で温水にて現像して感光性レジス ト層の未露光部分を 除去し遮光層のみを残し、 ブラ ックマ ト リ ックス基板を得た。 この ブラックマ ト リ ックスの光学濃度は 0 D≥ 3. 0、 波長 54 5 n m における反射率は 5 %以内であった。 また、 ブラックマ ト リ ックス の解像度 （ライ ン · アン ド · スペース） は 4 u m、 ニッゲル粒子の 粒子径は 0. 0 1〜0. 0 2 iu mであった。
次に、 本発明の液晶表示パネルについて図面を参照して説明する。 図 8は、 本発明の液晶表示パネルの一例であるァクティ ブマ ト リ ックス方式による力ラー液晶表示パネルの一例を示す斜視図であり、 図 9は同じく カラ一液晶表示パネルの概略断面図である。 図 8およ び図 9において、 力ラー液晶表示パネル 1 0 1は T F T基板 1 1 0 とカラ一フィルタ 1 30とをシール材 （図示せず） を介して対向さ せ、 この基板間に捩れネマティ ック （T N) 液晶からなる厚さ約 5 〜 1 0 m程度の液晶層 14 0を密封形成し、 さらに、 T F T基板 1 1 0とカラーフィ ルタ 1 3 0との外側に偏光扳 1 50， 1 5 1力 配設され構成されている。
丁 丁基扳 1 1 0は、 透明基板 1 1 1 と、 この透明基板 1 1 1上 に一体的に形成された半導体駆動素子 1 1 2と画素電極 1 20とを 備えている。 各画素電極 1 2 0は、 後述する力ラーフィ ルタ 1 3 0 の各着色パターンに対応するように設けられ、 また各画素電極 1 2 0間には走査線 （ゲート電極母線） 1 23 a とデータ線 1 2 3 bカ 配設されている。 半導体駆動素子 1 1 2はゲー ト電極 1 1 3、 ゲー ト絶縁膜 1 14、 アモルフ ァ ス シ リ コ ン （a— S i ) 等の半導体層 1 1 5、 ソース電 極 1 16およびドレイ ン電極 1 1 7とから構成された薄膜トラ ンジ ス夕 （T F T) である。 また、 ドレイ ン電極 1 1 7は一端を半導体 層 1 1 5に接続きれ他端を画素電極 1 20に接続されている。 そし て、 半導体駆動素子 1 1 2は、 半導体層 1 1 5を遮光するようにソ ース電極 1 16およびドレイ ン電極 1 1 7上に形成された遮光層 1 1 9を備えている。 さらに、 半導体駆動素子 1 1 2と画素電極 1 2 0とを覆うように配向腠 1 25が形成されている。
また、 カラ一フィ ルタ 1 30は、 透明基板 1 31と、 この透明基 板 1 31上に形成された着色層 1 32と、 この着色層 1 32を覆う ように設けられた保護層 1 33、 透明電極 1 34および配向膜 1 3 5を備えている。 このカラーフィ ルタ 1 30は配向層 1 35が液晶 層 140側に位置するように配設されている。 そして、 着色層 1 3 2は赤色パターン 1 32 R、 緑色パターン 1 32 G、 青色パターン 1 32 Bからなり各着色パターンの配列は図 8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。
このような力ラー液晶表示パネル 1 01では、 各着色パターン 1 32 R 1 32 G、 1 32 Bが画素を構成し、 偏光板 1 51側から 照明光を照射した状態で各画素に対応する画素電極 1 20をオ ン、 オフさせることで液晶層 140がシャ ツ夕として作動し、 着色パタ ーン 1 32 R、 1 32 G、 1 32 B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。
T F T基板 1 1 0およびカラーフィ ルタ 1 30を構成する透明基 板 1 1 1、 1 3 1としては、 石英ガラス、 低膨張ガラス、 ソーダラ ィ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力 リガラスであるため、 ァクティ ブマ ト リ ックス方式によるカラ一液 晶表示パネルに適している。
ゲ一 ト電極 1 1 3、 ゲー ト絶縁膜 1 14、 半導体層 1 1 5、 ソー ス電極 1 1 6およびドレイ ン電極 1 1 7とから構成された半導体駆 動素子 1 1 2 (T F T) は、 従来公知の手段により形成すること力《 できる。
こ こで、 半導体駆動素子 1 1 2の半導体層 1 1 5を遮光するよう にソース電極 1 1 6およびドレイン電極 1 1 7上に形成される遮光 層 1 1 9は、 例えば下記のようにして無電解メ ッキにより形成され る。 すなわち、 半導体層 1 1 5、 ソース電極 1 1 6およびドレイ ン 電極 1 1 7上から透明基板 1 1 1全体に、 親水性樹脂を含有する感 先性レジス トを塗布して厚さ 0. 1〜 5. 0 m、 好ま しく は 0. 1〜 2. 0 m程度の感光性レジス ト層を形成し、 次に遮光層 1 1 9用のフォ トマスクを介して感光性レジス ト層を露光する。 そして、 露光後の感光性レジス ト層を現像してソース電極 1 1 6およびドレ ィン電極 1 1 7の所定領域に遮光層用のパターンを有するレリーフ を形成する。 次に、 この透明基板 1 1 1を無電解メ ツキの触媒とな る金属化合物の水溶液に浸漬し水洗して乾燥した後、 熱処理 （ 50 〜 20 0で、 5〜 3 0分間） を施して触媒含有レリーフとする。 そ して、 透明基板 1 1 1を無電解メ ツキ液に浸潰して上記の触媒含有 レリーフを無電解メ ッキ液に接触させることにより、 内部に金属粒 子を析出して遮光層 1 1 9が形成される。
尚、 本発明によるブラックマ トリ ックス基板の製造方法では、 上 記のレリーフを形成した後に、 熱処理 （7 0〜 1 50で、 5〜3 0 分間） を施し、 次に透明基板 1 1 1を無電解メ ツキの触媒となる金 属化合物の水溶液に浸漬し水洗 ·乾燥して触媒含有レリーフとして もよい。 この場合、 無電解メ ツキにより遮光層 1 1 9を形成した後 に、 更に熱処理 （ 1 5 0〜 2 5 0 、 3 0分間〜 2時間） を施すこ とが好ま しい。 このように、 触媒含有レリーフの形成前に熱処理を 施すことにより、 レリーフの乾燥状態が均一なものとなり、 無電解 メ ッキの触媒となる金属化合物の水溶液がレリーフ内に均一に浸透 することになり、 さらに熱処理の条件を制御することにより無電解 メ ツキに要する時間を制御することができる。 これにより、 触媒含 有レリーフ全体に略均一に金属粒子が析出し、 形成された遮光層 1 1 9は浮き、 剥がれ等の生じ難いものとなる。
遮光層 1 1 9は、 また、 下記のようにして無電解メ ツキにより形 成することもできる。 すなわち、 先ず、 透明基板 1 1 1上に親水性 樹脂および無電解メ ツキの触媒となる金属化合物の水溶液を含有す る感光性レジス トを塗布して厚さ 0 . 1〜 5 . Ο πι、 好ま しく は 0 . 1〜 2 . 0 n m程度の感光性レジス ト層を形成する。 次に、 遮 光雇 1 1 9用のフォ トマスクを介して感光性レジス ト層を露光し、 露光後の感光性レジス ト層を現像して乾燥することにより遮光層用 のパターンを有する触媒含有レリーフを形成する。 この後、 熱処理 ( 7 0〜： L 5 0で、 5〜 3 0分間） を施してもよい。 そして、 透明 基板 1 1 1を無電解メ ツキ液に浸漬して上記の触媒含有レリーフを 無電解メ ツキ液に接触させることにより内部に金属粒子を析出して 遮光層 1 1 9が形成される。
上記の感光性レジス ト、 感光性レジス トに含有される親水性榭脂 としては、 前述のブラックマ ト リ ッ クス基板の製造例で挙げた感光 性レジス トあるいは親水性樹脂を使用することができ、 こ こでの具 体的列挙は省略する。
また、 遮光層 1 1 9をクロム薄膜等の金属層により形成した場合、 ソース電極 1 1 6と ドレイ ン電極 1 1 7間でリークが発生してしま う。 そして、 このリークを防止するために遮光層 1 1 9と電極との 間に絶縁層を設けると、 コンデンサーが形成されてしまい好ま しく ない。 しかし、 本発明では遮光層は上記のように無電解メ ツキによ り内部に金属粒子を析出させることによつて形成されるので、 遮光 層の比抵抗は充分に大きいものである。
図 1 0は本発明の液晶表示パネルの他の例であるカラ一液晶表示 パネルを示す概略断面図である。 図 1 0に示される力ラー液晶表示 パネルは、 絶縁層 1 1 8を介して遮光層 1 1 9が形成されている点 を除いて、 上記の図 9に示される力ラー液晶表示パネルと同じであ り、 同等の部材については同じ番号で示してある。
図 1 0に示される力ラー液晶表示パネルの絶縁層 1 1 8は、 S i Ν χ 等の公知の絶縁材料により形成することができる。 そして、 こ の艳縁層 1 1 8の存在により、 遮光層 1 1 9と半導体駆動素子 1 1 2とが有効に隔離され、 遮光層 1 1 9による半導体層 1 1 5の汚染、 あるいはソース電極 1 1 6と ドレイ ン電極 1 1 7間のリークが確実 に防止される。
上記の絶縁層 1 1 8を介して、 半導体駆動素子 1 1 2の半導体層 1 1 5を覆うようにソース電極 1 1 6およびドレイ ン電極 1 1 7上 に遮光層 1 1 9を形成する方法は、 上述の遮光層形成方法に準ずる ので、 詳細な説明は省略する。
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およ び無電解メ ッキ液は、 前述のブラックマ トリ ックス基板の製造例で 挙げた金属化合物あるいは無電解メ ツキ液を使用することができ、 こ こでの具体的列挙は省略する。
上述のようなカラーフィ ルタ 1 3 0における赤色パターン 1 3 2 R、 緑色パターン 1 3 2 G、 青色パターン 1 3 2 Bからなる着色層 1 3 2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。
カラーフィ ル夕 1 3 0の着色層 1 3 2を覆うように設けられる保 護層 1 3 3は、 カラ一フィ ルタ 1 3 0の表面平滑化、 信頼性の向上、 および液晶層 1 4 0への汚染防止等を目的とするものであり、 ァク リル系樹脂、 エポキシ系樹脂、 ポリイ ミ ド系樹脂、 メラ ミ ン系樹脂 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. 1〜 1 0 m程度が 好ま しい。
透明共通電極 1 34としては、 酸化イ ンジウムスズ （ I T O) 膜 を用いることができる。 I T 0膜はスパッ夕法等の公知の方法によ り形成することができ、 厚さは 2 0 0〜 2 0 0 0 程度が好ま しい。 また、 T F T基板 1 1 0の配向層 1 2 5およびカラ一フィ ルタ 1 3 0の配向層 1 3 5は、 斜め蒸着法により形成したもの、 シァノ基、 カルボン酸基などを具備する有機配向剤を塗布したもの、 ポリイ ミ ド榭脂層からなるもの等、 公知の方法により形成することができる。 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 4 )
透明基板としてコーニング社 （株） 製 7 0 5 9ガラス （厚さ = 1. l mm) を用い、 この透明基板上の所定の部分にアルミ ニウム （A & ) を用いてゲ一 ト電極および画素電極を形成した。 次に、 ゲー ト 電極を覆うように S i Νχ 層を形成してゲー ト絶縁層とし、
S i Νχ 層を介してゲー ト電極上にアモルファスシリ コ ン （ a — S i ) 層を形成した。 また、 a— S i層の一端に接続するように Ai? ソース電極を形成し、 a— S i層の他端と画素電極に接続するよう に A£ ドレイ ン電極を形成した。
次に、 このような透明基板上にスピンコー ト法 （回転数 == 1 0 0 O r. P.m.) により下記組成の感光性レジス トを塗布し、 その後、 7 0 、 5分間の条件で乾燥して感光性レジス ト層 （厚さ = 1. 5 n m) を形成した。
(感光性レジス トの組成）
• ポリ ビニルアルコール 1 0 %水溶液
(日本合成化学製ゴーセナール T-330) … 2 0重量部 ♦ ジァゾ樹脂 20 %水溶液 （シンコー技研製 D-011)
— 0. 8重量部 ♦水 … 1 5重量部 次に、 感光性レジス ト層に対して遮光層用のフォ トマスクを介し て露光を行った。 露光用の光源は超高圧水銀灯 2 k wを用い、 1 0 秒間照射した。 その後、 常温の水を用いてスプレー現像を行いエア —乾燥して遮光層用の線幅 1. O ^t mのレリーフを a— S i層上お よびソース電極と ドレイ ン電極上を含む所定領域に形成した。
次に、 この透明基板を塩化パラジウム水溶液 （日本カニゼン製レ ヅ ドシユーマー） に 1 0秒間浸漬し、 水洗、 水切り後、 1 50 、 1 5分間の熱処理を施して、 上記のレリーフを触媒含有レリーフと した。
その後、 透明基板をホウ素系還元剤を含む 3 0でのニッケルメ ッ キ液 （奥野製薬製二ッケルメ ッキ液ト ップケミ アロイ B— 1 ) に 3 分間浸漬させ、 水洗乾燥して遮光層を形成した。
この遮光層の光学濃度 O Dおよび波長 54 5 n mにおける反射率 Rを猁定したところ、 O D 3. 0、 R≤ 5 %という結果を得た。 . さらに、 この透明基板上にポリイ ミ ド榭脂の稀薄液を塗布 ·乾燥 して配向層 （厚さ = 0. 0 5 m) を形成して T F T基板を得た。
—方、 透明基板としてコーニング社製 7 0 5 9ガラス （厚さ = 1. 1 mm) を用い、 公知の染色法に従って R, G, Bの着色層を上記 の画素電極に対応するように形成した。
この着色層上にァク リル樹脂の稀薄液を塗布 ·乾燥して耐熱性保 護層を形成し、 さらに、 定法に従って透明電極 （ I T 0) を形成し、 この透明電極上にポリイ ミ ド樹脂の稀薄液を塗布 ·乾燥して配向層 (厚さ = 0. 0 5 m) を形成してカラーフィ ルタを得た。
このようにして得た T F T基板および力ラーフィ ルタを用いてァ クティ ブマ ト リ ツクス方式によるカラー液晶表示パネルを作成した。 このカラー液晶表示パネルは、 上記の遮光層により T F T基板上の 半導体駆動素子が有効に保護され、 また開口率が高いために明るく、 さらにコン トラス ト も大きいものであった。 (実験例 5 )
実験例 4と同様にして透明基板上の所定の部分にゲー ト電極、 画 素電極、 S i Νχ 層からなるゲー ト絶縁層、 アモルファスシリ コ ン ( a - S i ) 層、 Αβ ソース電極および Α£ ドレイ ン電極を形成し た。 次に実験例 4と同様にして、 この透明基板上に感光性レジス ト 層を形成し、 露光、 現像を行った。 その後、 1 0 0 °C、 3 0分間の 熱処理を施して遮光層用の線幅 1. 0 mのレリーフを a — S i層 上およびソース電極と ドレイ ン電極上を含む所定領域に形成した。
次に、 この透明基板を塩化パラジウム水溶液 （日本カニゼン製レ ッ ドシユーマー） に 1 0秒間浸漬し、 水洗、 水切り して、 上記のレ リ一フを触媒含有レリ ーフと した。
その後、 透明基板をホウ素系還元剤を含む 3 0 のニッケルメ ッ キ液 （奥野製薬製二ッケルメ ツキ液ト ップケミ アロイ B — 1 ) に 3 分間浸潰させ、 水洗乾燥して遮光層を形成した後、 2 0 0 、 1時 間の熱処理を行った。
この遮光層の光学濃度 O Dおよび波長 54 5 n mにおける反射率 Rを制定したところ、 O D≥ 3. 0、 R≤ 5 %という結果を得た。
さ らに、 この透明基板上にポリィ ミ ド樹脂の稀薄液を塗布 ·乾燥 して配向層 （厚さ = 0. 0 5 m) を形成して T F T基板を得た。 次に、 このように形成した T F T基板と、 実験例 4で形成した力 ラーフィ ルタを用いて、 実験例 4と同様にアクティ ブマ ト リ ックス 方式によるカラー液晶表示パネルを作成した。 このカラー液晶表示 パネルは、 遮光層により T F T基板上の半導体駆動素子が有効に保 護され、 また開口率が高いために明るく、 さらにコン トラス ト も大 きいものであった。
(実験例 6 )
T F T基板への遮光層の形成を下記のようにした他は実験例 4と 同じようにして T F T基板を形成した。 すなわち、 スピンコー ト法 (回転数 1 0 0 0 r.p.m.) により下記組成の感光性レジス トを遮 光層を形成する透明基板上に塗布し、 その後、 7 0 、 5分間の条 件で乾燥して感光性レジス ト層 （厚さ = 1. 5 u rn) を形成した。
(感光性レジス 卜の組成）
• ポリ ビニルアルコール 1 0 %水溶液
(日本合成化学製ゴーセナール T-330) … 2 0重量部
♦ ジァゾ樹脂 20 %水溶液 （シンコー技研製 D-011)
- 0. 8重量部
•塩化パラジゥム水溶液
(日本力二ゼン製レッ ドシユーマー） … 1 5重量部 次に、 感光性レジス ト層に対して遮光層用のフォ 卜マスクを介し て実験例 3と同一条件で露光を行った。 その後、 常温の水を用いて スプレー現像を行いエアー乾燥して遮光雇用の線幅 1. 0 の触 媒含有レリーフを形成した。
次に、 透明基板をホウ素系還元剤を含む 3 0でのニッケルメ ツキ 液 （奥野製薬製二ッケルメ ッキ液トップケミアロイ B— 1 ) 〖こ 2 0 秒間浸漬し、 その後、 さらに次亜リ ン酸系還元剤を含む 3 0での二 ッケルメ ッキ液 （奥野製薬製二ッケルメ ツキ液 T s p 5 5二ッケル AZC - 1 Z2) に 2分間浸漬し、 水洗乾燥して遮光層を形成した 後、 20 0で、 1時間の熱処理を行った。
この遮光層の光学濃度 0 Dおよび波長 54 5 n mにおける反射率 Rを測定したところ、 O D≥ 3. 0、 R≤ 5 %という锆巣を得た。 次に、 このように形成した T F T基板と、 実験例 4で形成した力 ラーフィルタを用いて、 実験例 4と同様にァクティ ブマ ト リ ックス 方式による力ラ一液晶表示パネルを作成した。 この力ラー液晶表示 パネルは、 遮光層により T F T基板上の半導体駆動素子が有効に保 護され、 また開口率が高いために明るく、 さらにコン トラス トも大 きいものであった。
(実験例 7 )
実験例 4と同様にして透明基板上の所定の部分にゲー ト電極、 画 素電極、 S i Ν χ 層からなるゲー ト絶縁層、 アモルフ ァスシリ コ ン ( a - S i ) 層、 A H ソース電極および Α ドレイ ン電極を形成し た後、 a — S i層上およびソース電極と ドレイ ン電極上の所定領域 に S i Ν χ 層を形成して絶縁層とした。 その後、 実験例 4と同様に して、 この絶縁層上に遮光層を形成した。
次に、 このように形成した T F Τ基板と、 実験例 4で作成した力 ラーフィ ルタを用いて、 実験例 4と同様にァクティ ブマ ト リ ックス 方式によるカラ一液晶表示パネルを作成した。 このカラー液晶表示 パネルは、 遮光層により T F Τ基板上の半導体駆動素子が有効に保 護され、 また開口率が高いために明るく、 さらにコ ン トラス ト も大 きいものであった。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明のブラックマ ト リ ックス基板は、 液晶表示 パネル等のフラッ トディ スプレイ、 C C D等のイメージャ一、 ある いはカラーセンサ等のカラーフィ ル夕に用いることができ、 本発明 の液晶表示パネルは高精細で高コ ン トラス トのフラ ッ トディ スプレ ィとして供される。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 透明基板と、 該透明基板に形成された内部に金属粒子を含有 する遮光層とを有することを特徴とするブラックマ ト リ ックス基板。
2. 前記遮光層は、 親水性樹脂を含有することを特徵とする請求 項 1記載のブラックマ ト リ ツクス基板。
3. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 mの範囲内であることを特 徵とする請求項 1記載のブラックマ ト リ ツクス基板。
4. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 2 mの範囲内であることを特 徴とする請求項 1記載のブラックマ ト リ ツクス基板。
5. 前記遮光層の反射率は 3 0 %以下であることを特徴とする請 求項 1記載のブラックマ ト リ ックス基板。
6. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 mの範囲内であることを特 徵とする請求項 5記載のブラックマ ト リ ックス基板。
7. 前記遮光層の光学濃度は 1. 5以上であることを特徴とする 請求項 1記載のブラックマ ト リ ツクス基板。
8. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 ^ mの範囲内であることを特 徴とする請求項 7記載のブラックマ ト リ ツクス基板。
9. 前記遮光層の反射率は 30 %以下であることを特徴とする請 求項 8記載のブラックマ ト リ ックス基板。
1 0. 前記遮光層に含有される前記金属粒子の粒子径は 0. 0 5 m以下であることを特徵とする請求項 1記載のブラックマ ト リ ツ クス基板。
1 1. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 mの範囲内であることを 特徵とする請求項 1 0記載のブラックマ ト リ ックス基板。
1 2. 前記遮光層の反射率は 30 %以下であることを特徵とする 請求項 1 1記載のブラックマ ト リ ツクス基板。
1 3. 前記遮光層の光学濃度は 1. 5以上であることを特徴とす る請求項 1 2記載のブラックマ ト リ ッ クス基板。
1 4 . 透明基板上に形成した親水性樹脂を含有する感光性レジス ト層を、 ブラ ックマ ト リ ッ クス用パターンを有するフ ォ トマスクを 介して露光し、 現像して前記透明基板上にレリーフを形成し、 この 透明基板を無電解メ ツキの触媒となる金属化合物の水溶液に浸漬し、 水洗♦乾燥した後、 前記透明基板上の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遮 光層を形成す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 5 . 前記無電解メ ツキ液はニッケルイオンを含むメ ツキ液であ ることを特徴とする請求項 1 4記載のブラ ックマ ト リ ッ ク ス基板の 製造方法。
1 6 . 前記無電解メ ツキ液は水素化ホウ素化合物遼元剤を含む二 ッケルメ ッキ液であることを特徴とする請求項 1 4記載のブラ ック マ ト リ ックス基板の製造方法。
1 7 . 前記水素化ホウ素化合物還元剤はジメチルアミ ンボラ ンで あることを特徴とする請求項 1 6記載のブラッ クマ ト リ ックス基板 の製造方法。
1 8 . 透明基板上に形成した親水性樹脂と無電解メ ツキの触媒と なる金属化合物とを含有する感光性レジス ト層を、 ブラ ックマ ト リ ッ ク ス用パター ンを有するフ ォ トマスクを介して露光し、 現像し水 洗 ·乾燥して前記透明基板上にレ リ ーフを形成し、 その後、 前記透 明基板上のレリーフを無電解メ ツ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遮光層を形成することを特徴 とするブラックマ ト リ ックス基板の製造方法。
1 9 . 前記無電解メ ッキ液は二ッケルイォンを含むメ ッキ液であ ることを特徴とする請求項 1 8記載のブラックマ ト リ ッ クス基板の 製造方法。
2 0 . 前記無電解メ ッキ液は水素化ホウ素化合物還元剤を含む二 ッケルメ ツキ液であることを特徴とする請求項 1 8記載のブラ ッ ク マ トリ ックス基板の製造方法。
2 1 . 前記水素化ホウ素化合物還元剤はジメチルァミ ンボランで あることを特徵とする請求項 2 0記載のブラックマ ト リ ックス基板 の製造方法。
2 2 . 透明基板上に、 ジァゾ基およびアジ ド基の少なく とも一方 を有する化合物と無電解メ ッキの触媒となる金属化合物と親水性榭 脂とを含有する感光性レジス 卜層を形成し、 該レジス ト層をブラ ッ クマ トリ ックス用パターンを有するフオ トマスクを介して露光し、 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 夕一ンを有する遮光層を形成す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。
2 3 . 前記遮光層を形成した後、 前記感光性レジス ト層の未露光 部を現像により除去することを特徴とする請求項 2 2記載のブラッ クマ ト リ ックス基板の製造方法。
2 4 . 前記無電解メ ッキ液は二ッケルイォンを含むメ ッキ液であ ることを特徵とする請求項 2 2記載のブラックマ ト リ ックス基板の 製造方法。
2 5 . 前記無電解メ ッキ液は水素化ホウ素化合物還元剤を含む二 ッケルメ ッキ液であることを特徴とする請求項 2 2記載のブラック マ ト リ ツクス基板の製造方法。
2 6 . 前記水素化ホウ素化合物還元剤はジメチルアミ ンポラ ンで あることを特徵とする請求項 2 5記載のブラックマ ト リ ツクス基板 の製造方法。
2 7 . 相対向する基板と、 該基扳間に密封された液晶とを有し、 前記基板の少なく とも一方は内部に金属粒子を含有する遮光層を具 備した半導体駆動素子を備えることを特徵とする液晶表示パネル。
2 8 . 前記遮光層は、 絶縁層を介して半導体駆動素子に設けられ たものであることを特徵とする請求項 2 7記載の液晶表示パネル。
2 9 . 前記遮光層の厚さは 0 . 1〜 5 mの範囲内であることを 特徴とする請求項 2 7記載の液晶表示パネル。
30. 前記遮光層の厚さは 0. l〜 2 ^ mの範囲内であることを 特徴とする請求項 2 7記載の液晶表示パネル。
3 1. 前記遮光層の反射率は 3 0 %以下であることを特徴とする 請求項 27記載の液晶表示パネル。
3 2. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 mの範囲内であることを 特徴とする請求項 3 1記載の液晶表示パネル。
3 3. 前記遮光層の光学濃度は 1. 5以上であることを特徴とす る請求項 27記載の液晶表示パネル。
34. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 ^ mの範囲内であることを 特徴とする請求項 3 3記載の液晶表示パネル。
3 5. 前記遮光雇の反射率は 30 %以下であることを特徴とする 請求項 34記載の液晶表示パネル。
36. 前記遮光層に含有される前記金属粒子の粒子径は 0. 0 5 m以下であることを特徴とする請求項 27記載の液晶表示パネル。
37. 前記遮光層の厚さは 0. 1〜 5 mの範囲内であることを 特徵とする請求項 36記載の液晶表示パネル。
38. 前記遮光層の反射率は 3 0 %以下であることを特徴とする 請求項 37記載の液晶表示パネル。 ε
39. 前記遮光層の光学濃度は 1. 5以上であることを特徴とす る請求項 38記載の液晶表示パネル。
4 0. 相対向する基板と、 該基板間に密封された液晶とを有し、 前記基板の少なく とも一方は半導体駆動素子を備えた液晶表示パネ ルの製造方法において、 前記半導体駆動素子を備えた基板の半導体 駆動素子具備側に親水性樹脂を含有する感光性レジス ト層を形成し、 該感光性レジス ト層をブラックマ ト リ ッ ク ス用パター ンを有するフ ォ トマスクを介して露光し、 現像して前記半導体駆動素子上にレリ ーフを形成し、 この基板を無電解メ ツキの触媒となる金属化合物の 水溶液に浸漬し、 水洗 ·乾燥した後、 前記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 る遮光層を前記半導体駆動素子上に形成することを特徵とする液晶 表示パネルの製造方法。
4 1 . 前記無電解メ ツキ液はニッケルイオンを含むメ ッキ液であ ることを特徵とする請求項 4 0記載の液晶表示パネルの製造方法。
4 2 . 前記無電解メ ツキ液は水素化ホウ素化合物還元剤を含む二 ッケルメ ッキ液であることを特徵とする請求項 4 0記載のブラック マ ト リ ックス基板の製造方法。
4 3 . 前記水素化ホウ素化合物還元剤はジメチルァミ ンボランで あることを特徵とする請求項 4 2記載の液晶表示パネルの製造方法 c 4 4 . 相対向する基板と、 該基板間に密封された液晶とを有し、 前記基板の少なく とも一方は半導体駆動素子を備えた液晶表示パネ ルの製造方法において、 前記半導体駆動素子を備えた基板の半導体 駆動素子具備側に親水性樹脂と無電解メ ッキの触媒となる金属化合 物とを含有する感光性レジス ト層を形成し、 該感光性レジス ト層を ブラックマ ト リ ックス用パターンを有するフォ トマスクを介して露 光し、 現像し水洗 ·乾燥して前記半導体駆動素子上にレリ一フを形 成し、 その後、 前記レリ一フを無電解メ 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遮光層を前記半導体 駆動素子上に形成することを特徵とする液晶表示パネルの製造方法。 4 5 , 前記無電解メ ッキ液は二ッケルイォンを含むメ ッキ液であ ることを特徴とする請求項 4 4記載の液晶表示パネルの製造方法。 4 6 . 前記無電解メ ッキ液は水素化ホウ素化合物還元剤を含む二 ッケルメ ッキ液であることを特徵とする請求項 4 4記載のブラック マ ト リ ツクス基板の製造方法。
4 7 . 前記水素化ホウ素化合物還元剤はジメチルァ ミ ンボラ ンで あることを特徵とする請求項 4 6記載の液晶表示パネルの製造方法。
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