JP3287635B2 - Manufacturing method of color filter - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタの製造方
法に係り、特に液晶ディスプレイ等に用いられるカラー
フィルタの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a color filter, and more particularly to a method for manufacturing a color filter used for a liquid crystal display or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、液晶ディスプレイ(LCD)に
おいては、近年のカラー化の要請に対応するために、ア
クティブマトリックス方式および単純マトリックス方式
のいずれの方式においてもカラーフィルタが用いられて
いる。例えば、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたア
クティブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、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ON、OFFさせることで液晶がシャッタとして作
動し、R,G,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。そして、色混合は2色以上の画素に
対応する液晶シャッタを開いて混色し別の色に見せる加
色混合の原理により網膜上で視覚的に行われる。2. Description of the Related Art For example, in a liquid crystal display (LCD), a color filter is used in both an active matrix system and a simple matrix system in order to meet the recent demand for colorization. For example, in an active matrix type liquid crystal display using a thin film transistor (TFT), three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are used as color filters, and each pixel of R, G, and B is used. The liquid crystal operates as a shutter by turning on and off the electrodes corresponding to the above, and light is transmitted through each of the R, G, and B pixels to perform color display. Color mixing is visually performed on the retina by the principle of additive color mixing in which liquid crystal shutters corresponding to pixels of two or more colors are opened to mix colors and make the colors look different.
【0003】上記のカラーフィルタは、その形成方法に
より次のようなものがあり、要求されている特性として
は、パターン解像性、分光性、耐熱性、耐候性、耐薬品
性、低製造コスト、その他、欠陥がないこと、作業性の
高いこと等が挙げられる。 (A)染色法カラーフィルタ 染色法によりカラーフィルタを形成するには、ゼラチ
ン、カゼイン、ポリビニルアルコール等の親水性樹脂に
重クロム酸塩等の感光剤を添加した塗工液を、スピンコ
ート法等により透明ガラス基板表面に0.4〜2μm程
度の膜厚に塗布後、所定形状のマスクを介して露光・現
像して被染色層を形成し、この被染色層を酸性染料また
は反応性染料で染色して第1色目の着色層を形成する。
次に、第1色目の着色層上に二度染め防止のためのアク
リル、ウレタン、エポキシ等の防染層を形成してから第
2色目以降の着色層を同様の工程で形成し、R,G,B
の各着色層を備えたカラーフィルタを形成することがで
きる。 (B)分散法カラーフィルタ 分散法によりカラーフィルタを形成するには、透明感光
性樹脂に着色剤として染料、有機顔料、無機顔料等を分
散した感光液を、透明基板上に塗布して感光性樹脂層を
形成する。次に、この感光性樹脂層を所定形状のマスク
を介して露光・現像して第1色目の着色層を形成し、同
様にして第2色目以降の着色層を形成してR,G,Bの
各着色層を備えたカラーフィルタを形成することができ
る。[0003] The above-mentioned color filters include the following depending on the forming method, and the required characteristics include pattern resolution, spectral property, heat resistance, weather resistance, chemical resistance, and low manufacturing cost. And that there are no defects and high workability. (A) Dyeing method color filter To form a color filter by a dyeing method, a coating solution obtained by adding a photosensitive agent such as dichromate to a hydrophilic resin such as gelatin, casein or polyvinyl alcohol is applied by a spin coating method or the like. After coating to a thickness of about 0.4 to 2 μm on the surface of the transparent glass substrate, exposure and development are performed through a mask having a predetermined shape to form a layer to be dyed, and the layer to be dyed is coated with an acid dye or a reactive dye. Dyeing is performed to form a first colored layer.
Next, after forming an anti-dyeing layer of acrylic, urethane, epoxy or the like for preventing double dyeing on the first-colored layer, the second and subsequent colored layers are formed in the same process. G, B
A color filter having each of the colored layers can be formed. (B) Dispersion method color filter In order to form a color filter by the dispersion method, a photosensitive liquid in which a dye, an organic pigment, an inorganic pigment, or the like is dispersed as a coloring agent in a transparent photosensitive resin is coated on a transparent substrate. A resin layer is formed. Next, this photosensitive resin layer is exposed and developed through a mask having a predetermined shape to form a first color layer, and similarly, a second and subsequent color layers are formed to form R, G, and B color layers. A color filter having each of the colored layers can be formed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の染色法
では、色変えの度にフォトリソグラフィ工程の処理を行
う必要があり、さらに二度染め防止用の防染層を形成す
る必要があるため、工程が煩雑となり、製造コスト面で
問題があった。また、着色剤として染料を用いているた
め耐熱性、耐候性、耐薬品性等が劣るという問題もあっ
た。However, in the above-mentioned dyeing method, it is necessary to perform a photolithography process every time the color is changed, and it is necessary to form an anti-dyeing layer for preventing double dyeing. In addition, the process becomes complicated and there is a problem in the production cost. In addition, since a dye is used as a coloring agent, there is a problem that heat resistance, weather resistance, chemical resistance and the like are inferior.
【0005】また、分散法では、耐熱性、耐候性、耐薬
品性等に優れた微細パターンを備えるカラーフィルタの
製造が可能であるが、染色法と同様に色変えの度にフォ
トリソグラフィ工程の処理を行う必要があり、工程が煩
雑となり製造コスト面で問題があった。[0005] In the dispersion method, a color filter having a fine pattern having excellent heat resistance, weather resistance, chemical resistance and the like can be manufactured. However, similar to the dyeing method, a photolithography step is performed every time the color is changed. It is necessary to perform the treatment, and the process becomes complicated, and there is a problem in the production cost.
【0006】このような問題を解決する方法として、電
着によるカラーフィルタの製造方法が開発されている。
電着法では、例えば、基板上に形成された透明導電膜を
パターニングして透明電極を形成し、パターン化された
透明電極のうち同色の着色層を形成する箇所にのみ選択
的に電圧を印加し、着色電着浴中で電着を行って第1色
目の着色層が形成される。次に、別の色の着色層を形成
する箇所にのみ選択的に電圧を印加し、同様にして第2
色目以降の着色層を形成してR,G,Bの各着色層を備
えたカラーフィルタを形成することができる。As a method for solving such a problem, a method for producing a color filter by electrodeposition has been developed.
In the electrodeposition method, for example, a transparent conductive film formed on a substrate is patterned to form a transparent electrode, and a voltage is selectively applied only to a portion of the patterned transparent electrode where a colored layer of the same color is formed. Then, electrodeposition is performed in a colored electrodeposition bath to form a colored layer of the first color. Next, a voltage is selectively applied only to a portion where a colored layer of another color is to be formed.
By forming a colored layer after the color, a color filter having R, G, and B colored layers can be formed.
【0007】しかし、上記のような電着によるカラーフ
ィルタの製造において、着色層の形成前に金属クロム等
でブラックマトリックスを形成すると、着色層形成時に
ブラックマトリックス上にも着色層が形成されてしまう
という問題があった。この問題は、黒色顔料を分散させ
た材料を用いてブラックマトリックスを形成する場合で
あっても、黒色顔料としてカーボンブラック等の導電性
材料を使用したときに、同様に生じる問題である。However, in the above-described production of a color filter by electrodeposition, if a black matrix is formed with chromium metal or the like before the formation of the colored layer, the colored layer is also formed on the black matrix when the colored layer is formed. There was a problem. This problem is a problem that occurs when a black matrix is formed using a material in which a black pigment is dispersed, when a conductive material such as carbon black is used as the black pigment.
【0008】更に、R,G,Bからなる着色層を形成し
た後に、黒色顔料を分散させたフォトレジストを塗布し
露光・現像してブラックマトリックスを形成する方法が
提案されているが、遮光性材料に光反応を利用すること
に相反関係があり、結果としてカラーフィルタとして十
分な光学濃度を得ることが困難であった。Further, a method of forming a black matrix by forming a colored layer composed of R, G and B, applying a photoresist in which a black pigment is dispersed, and exposing and developing the same has been proposed. There is a reciprocal relation to utilizing a photoreaction for the material, and as a result, it has been difficult to obtain a sufficient optical density as a color filter.
【0009】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、十分な光学濃度を有するブラックマト
リックスを備えたカラーフィルタを高精度かつ効率よく
得ることのできるカラーフィルタの製造方法を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method of manufacturing a color filter capable of obtaining a color filter having a black matrix having a sufficient optical density with high accuracy and efficiency. The purpose is to provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は透明基板上に所定のパターンを有す
る透明電極を形成し、該透明電極上に複数色の電着着色
パターンを順次形成することにより所定の色数からなる
着色層を形成する第1の工程と、前記着色層が形成され
ていない前記透明基板上にブラックマトリックス用のフ
ォトマスクを介して親水性樹脂と無機物質と無電解メッ
キの触媒となる金属化合物とを含有するレリーフを形成
する第2の工程と、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前記レリーフ内に金属を析出させ黒
色レリーフとしてブラックマトリックスを形成する第3
の工程と、を有するような構成とした。According to the present invention, a transparent electrode having a predetermined pattern is formed on a transparent substrate, and a plurality of electrodeposition coloring patterns are formed on the transparent electrode. A first step of forming a colored layer having a predetermined number of colors by sequentially forming a black matrix film on the transparent substrate on which the colored layer is not formed;
A second step of forming a relief containing a hydrophilic resin, an inorganic substance, and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating via a photomask; and contacting the relief with an electroless plating solution to form a relief in the relief. Third to deposit metal and form black matrix as black relief
And a step of:
【0011】[0011]
【作用】透明基板上に形成された所定パターンの透明電
極表面に電着により複数色の電着着色パターンが順次形
成されて所望の着色層が形成され、その後、透明基板上
の着色層非形成部分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レリーフが形成され、こ
のレリーフが無電解メッキ液と接触して内部に金属が析
出され黒色レリーフ(ブラックマトリックス)が形成さ
れる。これにより、従来法に比べて高精度の微細パター
ンが形成され、十分な光学濃度のブラックマトリックス
を備えたカラーフィルタを簡便かつ効率的に製造するこ
とが可能となる。A plurality of electrodeposited colored patterns are sequentially formed by electrodeposition on the surface of a transparent electrode having a predetermined pattern formed on a transparent substrate to form a desired colored layer, and thereafter, a colored layer is not formed on the transparent substrate. A relief containing a hydrophilic resin and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is formed in a portion, and the relief is brought into contact with the electroless plating solution to deposit metal therein to form a black relief (black matrix). You. As a result, a fine pattern with higher precision is formed than in the conventional method, and a color filter having a black matrix with a sufficient optical density can be easily and efficiently manufactured.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明によるカラーフィルタの製造
方法を説明するための工程図である。図1において、ま
ず、透明基板2上に酸化インジウムスズ(ITO)等の
透明導電性物質により透明電極3を形成する(図1
(A))。この透明電極3は、後述する工程で形成され
る着色層4R,4G,4Bに相当するパターンで形成さ
れている。このような透明電極3の形成は、例えばスパ
ッタリング法等により透明基板2上に酸化インジウムス
ズ(ITO)等の透明導電性物質を成膜(厚さ200〜
2000Å程度)し、その後エッチングを行う方法、あ
るいは透明基板2上に塗布した感光性レジストを所定パ
ターンのフォトマスクを介して露光・現像し、露出して
いる透明基板2上に透明導電性物質を成膜する方法等、
公知の方法にしたがって行うことができる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a process chart for explaining a method of manufacturing a color filter according to the present invention. 1, first, a transparent electrode 3 is formed on a transparent substrate 2 using a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) (FIG. 1).
(A)). The transparent electrode 3 is formed in a pattern corresponding to the colored layers 4R, 4G, 4B formed in a step described later. Such a transparent electrode 3 is formed, for example, by forming a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) on the transparent substrate 2 by sputtering or the like (with a thickness of 200 to 200 nm).
About 2000 °) and then etching, or exposing and developing a photosensitive resist applied on the transparent substrate 2 through a photomask of a predetermined pattern, and applying a transparent conductive material on the exposed transparent substrate 2. Such as a method of forming a film,
It can be performed according to a known method.
【0013】そして、赤色顔料を分散させた電着浴中に
上記の透明基板2を浸漬し、透明電極3のうち赤色の着
色層4Rを形成する透明電極3にのみ選択的に直流電圧
を印加して赤色電着材を析出させ、十分に水洗した後に
乾燥してピンホールのない着色層4Rが形成される(図
1(B))。Then, the transparent substrate 2 is immersed in an electrodeposition bath in which a red pigment is dispersed, and a DC voltage is selectively applied only to the transparent electrode 3 of the transparent electrodes 3 on which the red colored layer 4R is formed. Then, a red electrodeposition material is deposited, washed sufficiently with water, and dried to form a pinhole-free colored layer 4R (FIG. 1B).
【0014】同様にして、透明電極3上に緑色の着色層
4G、青色の着色層4Bを形成する(図1(C))。次
に、透明基板2の全面に親水性樹脂を含有する感光性レ
ジストを塗布して感光性レジスト層5を形成し、ブラッ
クマトリックス用のフォトマスク11を介して感光性レ
ジスト層5を露光する(図1(D))。そして、露光後
の感光性レジスト層5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を形成し、この透明基板
2に熱処理(100〜200℃、5〜30分間)を施し
た後、レリーフに無電解メッキの触媒となる金属化合物
の水溶液を塗布し水洗して触媒含有レリーフ6とする
(図1(E))。この触媒含有レリーフ6を無電解メッ
キ液に接触させることにより黒色レリーフとなしブラッ
クマトリックス7を形成する。さらに、上述のように形
成された着色層4R,4G,4B、ブラックマトリック
ス7を覆うように保護層8、透明共通電極9を設けてカ
ラーフィルタ1とする(図1(F))。Similarly, a green colored layer 4G and a blue colored layer 4B are formed on the transparent electrode 3 (FIG. 1C). Next, a photosensitive resist containing a hydrophilic resin is applied to the entire surface of the transparent substrate 2 to form a photosensitive resist layer 5, and the photosensitive resist layer 5 is exposed through a black matrix photomask 11 ( FIG. 1 (D)). Then, the exposed photosensitive resist layer 5 is developed to form a relief having a pattern for a black matrix, and the transparent substrate 2 is subjected to a heat treatment (100 to 200 ° C., 5 to 30 minutes). An aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is applied and washed with water to form a catalyst-containing relief 6 (FIG. 1E). The catalyst-containing relief 6 is brought into contact with an electroless plating solution to form a black relief and a black matrix 7. Further, a protective layer 8 and a transparent common electrode 9 are provided so as to cover the colored layers 4R, 4G, 4B and the black matrix 7 formed as described above, thereby forming a color filter 1 (FIG. 1F).
【0015】カラーフィルタ1の透明基板2としては、
石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓
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を用いるこ
とができる。この中で特にコーニング社製7059ガラ
スは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および
高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中に
アルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、
アクティブマトリックス方式によるLCD用のカラーフ
ィルタに適している。As the transparent substrate 2 of the color filter 1,
A rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex glass, or a synthetic quartz plate, or a flexible material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin plate can be used. Among them, Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, is excellent in dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the glass.
It is suitable for a color filter for an active matrix type LCD.
【0016】上記の製造工程において用いられる電着材
料は、一般に有機材料(高分子材料)からなり、その原
形は電着塗装法としてよく知られている。電着塗装で
は、電気化学的な主電極との反応によりカチオン電着と
アニオン電着とがある。これは、電着材料がカチオンと
して存在するか、アニオンとして挙動するかで分類され
る。電着に用いられる有機高分子物質としては、天然油
脂系、合成油脂系、アルキッド樹脂系、ポリエステル樹
脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系等の種々の有機
高分子物質が挙げられる。The electrodeposition material used in the above manufacturing process is generally made of an organic material (polymer material), and its original form is well known as an electrodeposition coating method. In electrodeposition coating, there are cation electrodeposition and anion electrodeposition due to electrochemical reaction with the main electrode. This is categorized according to whether the electrodeposited material exists as a cation or behaves as an anion. Examples of the organic polymer substance used for the electrodeposition include various organic polymer substances such as natural oils and fats, synthetic oils and fats, alkyd resins, polyester resins, acrylic resins, and epoxy resins.
【0017】アニオン型では、古くからマレイン化油や
ポリブタジエン系樹脂が知られており、電着物質の硬化
は酸化重合反応による。カチオン型はエポキシ樹脂系が
多く、単独あるいは変性されて使用できる。その他に、
メラミン樹脂系、アクリル樹脂系等のいわゆるポリアミ
ノ樹脂系が多く用いられ、熱硬化や光硬化等により強固
な着色層を形成できる。As the anion type, maleated oil and polybutadiene resin have been known for a long time, and the hardening of the electrodeposited substance is based on an oxidative polymerization reaction. The cationic type has many epoxy resin types and can be used alone or modified. Other,
A so-called polyamino resin system such as a melamine resin system or an acrylic resin system is often used, and a strong colored layer can be formed by thermosetting, light curing, or the like.
【0018】液晶カラーフィルタの電着では、アニオン
型またはカチオン型電着浴中に微粉砕された顔料や染料
を分散させ、イオン性高分子材料とともに導電性部に共
析させる。In the electrodeposition of a liquid crystal color filter, finely pulverized pigments and dyes are dispersed in an anion-type or cation-type electrodeposition bath, and co-deposited with the ionic polymer material on the conductive portion.
【0019】本発明において用いる感光性レジストとし
ては、例えば光硬化型の感光性基としてジアゾ基を有す
るジアゾニウム化合物およびパラホルムアルデヒドの反
応生成物であるジアゾ樹脂、アジド基を有するアジド化
合物、ポリビニルアルコールにケイ皮酸を縮合したケイ
皮酸縮合樹脂、スチルバゾリウム塩を用いた樹脂、重ク
ロム酸アンモニウム等の感光性基を有するものを挙げる
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。The photosensitive resist used in the present invention includes, for example, a diazonium compound having a diazo group as a photocurable photosensitive group and a diazo resin which is a reaction product of paraformaldehyde, an azide compound having an azide group, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include a resin having a photosensitive group such as a cinnamic acid condensed resin obtained by condensing cinnamic acid, a resin using a stilbazolium salt, and ammonium bichromate. It is needless to say that the photosensitive group is not limited to the photocurable photosensitive group described above.
【0020】感光性レジストに含有される親水性樹脂と
しては、例えばゼラチン、カゼイン、グルー、卵白アル
ブミン等の天然タンパク質、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアク
リルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキ
サイド、無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。さら
に、感光性レジストにはセラミックスや多孔質アルミナ
等の無機物質を添加してもよい。このような親水性樹脂
あるいは無機物質は、感光性レジスト中に10重量%程
度含有されることが好ましい。このように、感光性レジ
スト中に親水性樹脂が含有されることにより、上述のよ
うに触媒含有レリーフ6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6に浸透し易く
なり、触媒含有レリーフ6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7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。Examples of the hydrophilic resin contained in the photosensitive resist include natural proteins such as gelatin, casein, glue, ovalbumin, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, and anhydride. And maleic acid copolymers. Further, an inorganic substance such as ceramics or porous alumina may be added to the photosensitive resist. Such a hydrophilic resin or inorganic substance is preferably contained in the photosensitive resist at about 10% by weight. As described above, since the photosensitive resist contains the hydrophilic resin, when the catalyst-containing relief 6 comes into contact with the electroless plating solution as described above, the electroless plating solution permeates the catalyst-containing relief 6. Thus, the metal particles are uniformly deposited in the catalyst-containing relief 6. Therefore, the formed black matrix 7 has sufficient blackness and low reflectance.
The problem of reflection by the metal layer in the conventional chromium thin film formation can be solved.
【0021】本発明において用いる無電解メッキの触媒
となる金属化合物は、例えばパラジウム、金、銀、白
金、銅等の塩化物、硝酸塩等の水溶性塩、および錯化合
物が用いられ、水溶液として市販されている無電解メッ
キ用のアクチベータ溶液をそのまま用いることができ
る。The metal compound used as a catalyst for electroless plating used in the present invention includes, for example, chlorides such as palladium, gold, silver, platinum and copper, water-soluble salts such as nitrates, and complex compounds. The activator solution for electroless plating that has been used can be used as it is.
【0022】尚、触媒含有レリーフ6に含有される無電
解メッキの触媒となる金属の含有量は、0.0001〜
0.001重量%程度が好ましい。本発明において用い
る無電解メッキ液は、例えば次亜リン酸、次亜リン酸ナ
トリウム、水素化ホウ素ナトリウム、N−ジメチルアミ
ンボラザン、ボラザン誘導体、ヒドラジン、ホルマリン
等の還元剤と、例えばニッケル、コバルト、鉄、銅、ク
ロム等の水溶性の被還元性重金属塩と、メッキ速度、還
元効率等を向上させるカセイソーダ、水酸化アンモニウ
ム等の塩基性化合物と、無機酸、有機酸等のpH調整
剤、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等のオキシカ
ルボン酸、ホウ酸、炭酸、有機酸、無機酸のアルカリ塩
に代表される緩衝剤と、重金属イオンの安定性を目的と
した錯化剤の他、反応促進剤、安定剤、界面活性剤等と
を有する無電解メッキ液が使用される。The content of the metal contained in the catalyst-containing relief 6 and serving as a catalyst for electroless plating is from 0.0001 to 0.0001.
It is preferably about 0.001% by weight. The electroless plating solution used in the present invention is, for example, a reducing agent such as hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, sodium borohydride, N-dimethylamineborazane, a borazane derivative, hydrazine, formalin, and, for example, nickel, cobalt , Iron, copper, water-soluble reducible heavy metal salts such as chromium and the like, caustic soda to improve plating rate, reduction efficiency, etc., basic compounds such as ammonium hydroxide, and inorganic acids, pH adjusters such as organic acids, Buffering agents such as sodium citrate, sodium acetate, and other oxycarboxylic acids, boric acid, carbonic acid, organic acids, alkali salts of inorganic acids, and complexing agents for the purpose of stabilizing heavy metal ions, as well as reaction promotion An electroless plating solution having an agent, a stabilizer, a surfactant and the like is used.
【0023】上記の保護層8は、カラーフィルタ1の表
面平滑化、信頼性の向上および液晶ディスプレイ(LC
D)において使用する際の液晶層への汚染防止等を目的
とするものであり、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、
ポリイミド系樹脂等の透明樹脂、あるいは二酸化ケイ素
等の透明無機化合物等を用いて形成することができる。
このような保護層の厚さは0.5〜50μm程度が好ま
しい。The protective layer 8 is used to smooth the surface of the color filter 1, improve the reliability, and improve the liquid crystal display (LC).
The purpose of the present invention is to prevent contamination of the liquid crystal layer when used in D), for example, acrylic resin, epoxy resin,
It can be formed using a transparent resin such as a polyimide resin or a transparent inorganic compound such as silicon dioxide.
The thickness of such a protective layer is preferably about 0.5 to 50 μm.
【0024】また、透明共通電極9としては、酸化イン
ジウムスズ(ITO)膜等を用いることができる。IT
O膜は蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法により
形成することができ、厚さは200〜2000Å程度が
好ましい。Further, as the transparent common electrode 9, an indium tin oxide (ITO) film or the like can be used. IT
The O film can be formed by a known method such as an evaporation method and a sputtering method, and the thickness is preferably about 200 to 2000 °.
【0025】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)ガラス基板上に酸化インジウムスズ(IT
O)をスパッタリング法により成膜してITO層を形成
し、次にこのITO層をエッチングして着色層のポジパ
ターンを有する透明電極を形成した。Next, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. (Experimental example) Indium tin oxide (IT
O) was formed by sputtering to form an ITO layer, and then the ITO layer was etched to form a transparent electrode having a positive pattern of a colored layer.
【0026】一方、アニオン型の電着材料(日本石油化
学(株)製 オリゴーED)を残留固体分が13.5重
量%となるように純水で希釈したものに赤色顔料(ナフ
トールレッド)を5重量%の割合で添加して赤色着色層
用の電着液を調製した。そして、この電着液中に、透明
電極を陽極、白金電極を陰極とし、電極間隔30mmとな
るように基板を浸漬し、透明電極のうち赤色着色層を形
成する透明電極にのみ選択的に10mAの定電流を60秒
間通電して電着を行った。次に、電着液から取り出した
基板を十分に水洗した後、80℃、10分間の乾燥を行
って透明性の良好な赤色の着色層を形成した。On the other hand, a red pigment (naphthol red) was added to an anion-type electrodeposition material (Oligo ED manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.) diluted with pure water so that the residual solid content was 13.5% by weight. An electrodeposition solution for a red colored layer was prepared by adding 5% by weight. Then, in this electrodeposition solution, the substrate is immersed in such a manner that the transparent electrode is used as an anode and the platinum electrode is used as a cathode, and the distance between the electrodes is 30 mm. Was applied for 60 seconds to perform electrodeposition. Next, the substrate taken out of the electrodeposition solution was sufficiently washed with water, and then dried at 80 ° C. for 10 minutes to form a red colored layer having good transparency.
【0027】次に、赤色顔料の代りに緑色顔料(フタロ
シアニングリーン)を用いた他は上記の赤色着色層用の
電着液と同様にして緑色着色層用の電着液を調製した。
そして、この緑色着色層用の電着液を用いて上記の赤色
着色層の形成と同一条件で電着を行った。次に、電着液
から取り出した基板を十分に水洗した後、80℃、10
分間の乾燥を行って透明性の良好な緑色の着色層を形成
した。Next, an electrodeposition solution for a green colored layer was prepared in the same manner as the above-mentioned electrodeposition solution for a red colored layer except that a green pigment (phthalocyanine green) was used instead of the red pigment.
Then, using the electrodeposition liquid for a green colored layer, electrodeposition was performed under the same conditions as in the formation of the red colored layer. Next, after sufficiently washing the substrate taken out of the electrodeposition solution at 80 ° C., 10 ° C.
After drying for minutes, a green colored layer having good transparency was formed.
【0028】さらに、赤色顔料の代りに青色顔料(銅フ
タロシアニンブルー)を用いた他は上記の赤色着色層用
の電着液と同様にして青色着色層用の電着液を調製し
た。そして、この青色着色層用の電着液を用いて上記の
赤色着色層の形成と同一条件で電着を行った。次に、電
着液から取り出した基板を十分に水洗した後、80℃、
10分間の乾燥を行って透明性の良好な青色の着色層を
形成した。Further, an electrodeposition solution for a blue colored layer was prepared in the same manner as the above-mentioned electrodeposition solution for a red colored layer except that a blue pigment (copper phthalocyanine blue) was used instead of the red pigment. Then, using the electrodeposition liquid for a blue colored layer, electrodeposition was performed under the same conditions as in the formation of the red colored layer. Next, after sufficiently washing the substrate taken out of the electrodeposition solution at 80 ° C.
Drying was performed for 10 minutes to form a blue colored layer having good transparency.
【0029】次に、着色層を形成した透明基板上に、ス
ピンコート法(回転数=1500r.p.m.)により下記組
成の感光性レジストを塗布し、その後、70℃、5分間
の条件で乾燥して感光性レジスト層(厚さ=1μm)を
形成した。Next, a photosensitive resist having the following composition is applied on the transparent substrate having the colored layer formed thereon by a spin coating method (rotation speed = 1500 rpm), and then dried at 70 ° C. for 5 minutes. Thus, a photosensitive resist layer (thickness = 1 μm) was formed.
【0030】 感光性レジストの組成 ・ポリビニルアルコール10%水溶液 (日本合成化学製ゴーセナールT−330) …20重量部 ・ジアゾ樹脂10%水溶液(シンコー技研製D−011) …20重量部 ・水 …15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=50μm)を介して露光を行
った。露光用の光源は超高圧水銀灯2kwを用い、10
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、上記の着色層間にブラックマト
リックス用のレリーフを形成した。Composition of photosensitive resist ・ Polyvinyl alcohol 10% aqueous solution (Nippon Gohsei Chemical Gosenal T-330) 20 parts by weight ・ Diazo resin 10% aqueous solution (Shinko Giken D-011) 20 parts by weight ・ Water 15 Next, the photosensitive resist layer was exposed to light via a black matrix photomask (line width = 50 μm). The light source for the exposure is an ultra-high pressure mercury lamp 2 kw,
Irradiated for seconds. Thereafter, spray development was performed using water at normal temperature and air drying was performed to form a relief for a black matrix between the colored layers.
【0031】つぎに、この透明基板に150℃、30分
間の熱処理を施し、その後、レリーフ上に塩化パラジウ
ム水溶液(日本カニゼン製レッドシューマー)をスプレ
ー塗布し、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。Next, the transparent substrate is subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes, and thereafter, an aqueous solution of palladium chloride (Nippon Kanigen Red Schumer) is spray-applied on the relief, washed with water and drained. It was a catalyst-containing relief.
【0032】その後、透明基板をホウ素系還元剤を含む
30℃のニッケルメッキ液(奥野製薬製ニッケルメッキ
液トップケミアロイB−1)に5分間浸漬させ、水洗乾
燥して黒色レリーフ(ブラックマトリックス)を形成
し、カラーフィルタを得た。Thereafter, the transparent substrate is immersed in a nickel plating solution containing a boron-based reducing agent at 30 ° C. (nickel plating solution Top Chemialloy B-1 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) for 5 minutes, washed with water and dried to give a black relief (black matrix). Was formed to obtain a color filter.
【0033】このブラックマトリックスの光学濃度Dお
よび反射率Rを測定したところ、D≧3.0、R≦5%
であり、また、ブラックマトリックスとガラス基板との
密着状態は、浮き、剥離等が全く見られず良好であっ
た。このことから、本発明により形成されたブラックマ
トリックスは、カラーフィルタ用ブラックマトリックス
として充分な光学濃度と低い反射率を具備していること
がわかった。When the optical density D and the reflectance R of this black matrix were measured, D ≧ 3.0 and R ≦ 5%
In addition, the adhesion between the black matrix and the glass substrate was good with no lifting, peeling, or the like. This indicates that the black matrix formed according to the present invention has a sufficient optical density and a low reflectance as a black matrix for a color filter.
【0034】さらに、得られたカラーフィルタを用いて
液晶ディスプレイ(LCD)を作成し、カラー画像を表
示させたところ、色ずれや滲みのない良好なカラー画像
が表示された。Further, a liquid crystal display (LCD) was prepared using the obtained color filters, and a color image was displayed. As a result, a good color image without color shift or bleeding was displayed.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば電
着により着色層を形成するので高精度な着色層形成が可
能であり、またブラックマトリックスの形成を最後に行
い、かつ無電解メッキにより触媒含有レリーフ中に金属
を析出させてブラックマトリックスを形成するので、金
属材料を遮光層に使用することができ、光学濃度が大き
く反射率の低いブラックマトリックスを形成することが
可能である。As described in detail above, according to the present invention, a colored layer is formed by electrodeposition, so that a highly accurate colored layer can be formed. Since a metal is deposited in the catalyst-containing relief by plating to form a black matrix, a metal material can be used for the light-shielding layer, and a black matrix having a large optical density and a low reflectance can be formed.
【図1】本発明によるカラーフィルタの製造方法を説明
するための工程図である。FIG. 1 is a process chart for explaining a method of manufacturing a color filter according to the present invention.
1…カラーフィルタ 2…透明基板 3…透明電極 4R,4G,4B…着色層 5…感光性レジスト層 6…触媒含有レリーフ 7…ブラックマトリックス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter 2 ... Transparent substrate 3 ... Transparent electrode 4R, 4G, 4B ... Coloring layer 5 ... Photosensitive resist layer 6 ... Catalyst containing relief 7 ... Black matrix
Claims (1)
明電極を形成し、該透明電極上に複数色の電着着色パタ
ーンを順次形成することにより所定の色数からなる着色
層を形成する第1の工程と、前記着色層が形成されてい
ない前記透明基板上にブラックマトリックス用のフォト
マスクを介して親水性樹脂と無機物質と無電解メッキの
触媒となる金属化合物とを含有するレリーフを形成する
第2の工程と、前記レリーフを無電解メッキ液に接触さ
せることにより前記レリーフ内に金属を析出させ黒色レ
リーフとしてブラックマトリックスを形成する第3の工
程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方
法。1. A method for forming a colored layer having a predetermined number of colors by forming a transparent electrode having a predetermined pattern on a transparent substrate and sequentially forming a plurality of electrodeposition coloring patterns on the transparent electrode. Step 1 and forming a relief containing a hydrophilic resin, an inorganic substance, and a metal compound serving as a catalyst for electroless plating on the transparent substrate on which the colored layer is not formed, through a photomask for a black matrix. A second step of forming a black matrix as a black relief by depositing a metal in the relief by bringing the relief into contact with an electroless plating solution to form a black matrix. Production method.
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|---|---|
| JPH06273610A JPH06273610A (en) | 1994-09-30 |
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ID=13281340
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3287635B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545092B2 (en) | 1999-06-17 | 2003-04-08 | Milliken & Company | Fabric coating compositions providing excellent resistance to seam combing, particularly for use on automotive airbag fabrics |
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| JPH09152507A (en) * | 1995-03-29 | 1997-06-10 | Seiko Instr Inc | Production of multicolor liquid crystal display device |
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1993
- 1993-03-24 JP JP6524593A patent/JP3287635B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6545092B2 (en) | 1999-06-17 | 2003-04-08 | Milliken & Company | Fabric coating compositions providing excellent resistance to seam combing, particularly for use on automotive airbag fabrics |
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