[go: up one dir, main page]

JPH07218715A - Black matrix substrate and color filter using the same - Google Patents

Black matrix substrate and color filter using the same

Info

Publication number
JPH07218715A
JPH07218715A JP2736594A JP2736594A JPH07218715A JP H07218715 A JPH07218715 A JP H07218715A JP 2736594 A JP2736594 A JP 2736594A JP 2736594 A JP2736594 A JP 2736594A JP H07218715 A JPH07218715 A JP H07218715A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
black matrix
substrate
particles
black
sulfide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2736594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Mitamura
聡 三田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2736594A priority Critical patent/JPH07218715A/en
Publication of JPH07218715A publication Critical patent/JPH07218715A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a black matrix substrate having high display contract, high dimensional accuracy, excellent light shading characteristics, high transmitted light density and low reflectance characteristics, and to provide a color filter using the same. CONSTITUTION:The black matrix substrate 12 is constituted by providing a substrate 13 and black patterns 15 which are formed on the substrate 13 and in which at least metal sulfide particles are incorporated. The color filter is constituted by providing the substrate 12, the black patterns 15 which are formed on the substrate 12 and in which at least metal sulfide particles are incorporated, colored layers formed between the black patterns 15 and a transparent electrode provided so as to cover the black patterns 15 and the colored layers.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はブラックマトリックス基
板およびこれを用いたカラーフィルタに係り、特に表示
コントラストが高く、寸法精度が高く、および遮光性に
優れた、透過光学濃度が高く低反射率の特性を備えたブ
ラックマトリックス基板およびこれを用いたカラーフィ
ルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a black matrix substrate and a color filter using the same, and in particular, it has a high display contrast, a high dimensional accuracy, and an excellent light shielding property, and has a high transmission optical density and a low reflectance. The present invention relates to a black matrix substrate having characteristics and a color filter using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとしてモノ
クロあるいはカラーの液晶ディスプレイが注目されてい
る。例えば、カラー液晶ディスプレイは構成画素部を3
原色(R、G、B)とし、液晶の電気的スイッチングに
より3原色の各光の透過を制御してカラー表示を行うも
のである。そして、液晶ディスプレイには、3原色の制
御を行うためにアクティブマトリックス方式および単純
マトリックス方式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。
2. Description of the Related Art In recent years, monochrome or color liquid crystal displays have been attracting attention as flat displays. For example, a color liquid crystal display has three pixel parts.
The primary colors (R, G, B) are set, and the color switching is performed by controlling the transmission of light of each of the three primary colors by electrical switching of the liquid crystal. The liquid crystal display uses color filters in both the active matrix system and the simple matrix system to control the three primary colors.

【0003】このカラーフィルタは、透明基板上に各着
色層と保護層と透明電極層を形成して構成されている。
そして、発色効果や表示コントラストを上げるために、
着色層のR、G、Bの各画素の境界部分に遮光性を有す
る黒色パターン(ブラックマトリックス)が形成され
る。また、アクティブマトリックス方式の液晶ディスプ
レイでは、薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチング
素子として用いているため、外光による光リーク電流を
抑制する必要がある。このため、ブラックマトリックス
に対して高い遮光性が要求される。
This color filter is constructed by forming each colored layer, a protective layer and a transparent electrode layer on a transparent substrate.
And in order to increase the coloring effect and display contrast,
A black pattern (black matrix) having a light-shielding property is formed at the boundary portion of each of the R, G, and B pixels of the colored layer. Further, in an active matrix type liquid crystal display, since a thin film transistor (TFT) is used as a switching element, it is necessary to suppress a light leak current due to external light. Therefore, the black matrix is required to have a high light-shielding property.

【0004】従来、ブラックマトリックスとしては、蒸
着、スパッタリング等で形成したクロム薄膜をフォトエ
ッチングしてレリーフ形成したもの、親水性樹脂レリー
フを染色したもの、黒色顔料を分散した感光液を用いて
レリーフ形成したもの、黒色電着塗料を電着して形成し
たもの、印刷により形成したもの等がある。
Conventionally, as a black matrix, a chrome thin film formed by vapor deposition, sputtering or the like is photo-etched to form a relief, a hydrophilic resin relief is dyed, and a relief is formed using a photosensitive solution in which a black pigment is dispersed. And those formed by electrodeposition of a black electrodeposition paint, those formed by printing, and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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フ
ォトプロセスを用いるため寸法精度が高いものの、蒸着
やスパッタ等の真空成膜工程が必要であることや製造工
程が複雑であるために、製造コストが高くなる。特に、
このクロムのブラックマトリックスは、強い外光下での
表示コントラストを高めるために観察者側の光線反射率
を抑える必要が生じ、また、薄膜トランジスタの誤動作
の原因となる光リーク電流を抑制するために液晶セル側
の光線反射率を抑える必要が生じ(特願平5−7517
8号等参照)、そのため製造コストがさらにかかる低反
射クロムの蒸着、スパッタ等を行う必要がある。
However, a chrome thin film photo-etched and relief-formed has a high dimensional accuracy because it uses a photo process, but it requires a vacuum film-forming step such as vapor deposition or sputtering, and the manufacturing process. The manufacturing cost is high due to the complicated process. In particular,
This chrome black matrix needs to suppress the light reflectance on the observer side in order to enhance the display contrast under strong external light, and also suppresses the light leakage current that causes malfunction of the thin film transistor. It is necessary to suppress the light reflectance on the cell side (Japanese Patent Application No. 5-7517).
No. 8, etc.), therefore, it is necessary to perform vapor deposition, sputtering, etc. of low-reflection chromium which further increases the manufacturing cost.

【0006】また、黒色染料や顔料を分散した感光性レ
ジストを用いる方法は、製造コストは安価となるが、感
光性レジストが黒色のためフォトプロセスが不十分とな
り易く、寸法精度の良好なブラックマトリックスが得ら
れないという問題がある。
The method using a photosensitive resist in which a black dye or pigment is dispersed has a low manufacturing cost, but the photosensitive resist is black, so that the photoprocess is liable to be insufficient, and a black matrix having good dimensional accuracy is obtained. There is a problem that can not be obtained.

【0007】さらに、印刷方法によるブラックマトリッ
クス形成も製造コストの低減は可能であるが、高い寸法
精度が要求される場合には問題がある。
Further, the black matrix formation by the printing method can reduce the manufacturing cost, but there is a problem when high dimensional accuracy is required.

【0008】このような問題点を解決するために本出願
人は、従前にカラーフィルタ用のブラックマトリックス
基板およびその製造方法を提案している(特願平3−3
25821号)。しかし、このブラックマトリックスに
ついても、光学特性に関して低反射クロムを用いたブラ
ックマトリックスと比較すると、観察者側の光線反射率
が高く、さらに充分な表示コントラストを得るために反
射率の低下が要求されていた。また、優れた表示コント
ラストを有する低反射クロムのブラックマトリックスに
ついても、人間の眼に眩しいと感じる主感度波長(55
5nm)では光線反射率が低いものの、可視光波長の短
波長領域(400nm付近)と長波長領域(700nm
付近)においては光線反射率が高いため、観察者側から
観た場合に赤紫の干渉色が認められるという欠点があ
り、この干渉色を無くすことが要求されている。
In order to solve such a problem, the present applicant has previously proposed a black matrix substrate for a color filter and a manufacturing method thereof (Japanese Patent Application No. 3-3).
No. 25821). However, this black matrix also has a higher light reflectance on the observer side as compared with a black matrix using low reflection chromium in terms of optical characteristics, and further, a reduction in reflectance is required to obtain sufficient display contrast. It was In addition, regarding the black matrix of low-reflection chrome having excellent display contrast, the main sensitivity wavelength (55
5 nm), the light reflectance is low, but the visible light wavelength has a short wavelength region (around 400 nm) and a long wavelength region (700 nm).
In the vicinity), since the light reflectance is high, there is a disadvantage that a reddish purple interference color is observed when viewed from the observer side, and it is required to eliminate this interference color.

【0009】そのため、上述したような要求特性を充分
に満たし、かつ製造コストが安価なブラックマトリック
スの開発が強く要望されている。
Therefore, there is a strong demand for the development of a black matrix which satisfies the above-mentioned required characteristics and is inexpensive to manufacture.

【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、液晶ディスプレイ等のフラットディ
スプレイ、CCD等のイメージャー、あるいはカラーセ
ンサ等のカラーフィルタに用いることのでき、可視光波
長全域で光線反射率が低く、寸法精度が高く、遮光性に
優れ、しかも低コストのブラックマトリックス基板およ
びこれを用いたカラーフィルタを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to be used for a flat display such as a liquid crystal display, an imager such as a CCD, or a color filter such as a color sensor. It is an object of the present invention to provide a black matrix substrate having a low light reflectance over the entire area, high dimensional accuracy, excellent light-shielding properties, and low cost, and a color filter using the same.

【0011】[0011]

【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、本発明のブラックマトリックス基板は、基板
と、この基板上に形成され、少なくとも金属硫化物粒子
を内部に含有する黒色パターンとを備えるよう構成し
た。
In order to achieve such an object, a black matrix substrate of the present invention comprises a substrate and a black pattern formed on the substrate and containing at least metal sulfide particles therein. It is configured to include.

【0012】ここで、前記金属硫化物粒子は、粒径5〜
30nmの範囲の粒子が全粒子の80%以上であるよう
な粒径分布を有し、粒子の0.06μm厚換算の投影面
積密度が50%以上であるのが好適である。
Here, the metal sulfide particles have a particle size of 5 to 5.
It is preferable that the particles have a particle size distribution such that the particles in the range of 30 nm account for 80% or more of all the particles, and the projected area density of the particles in terms of 0.06 μm thickness is 50% or more.

【0013】また、前記金属硫化物粒子は、硫化ニッケ
ル、硫化コバルト、硫化銅、硫化銀、硫化パラジウム、
硫化鉄からなる群より選ばれた少なくとも1つであるの
が好適である。
The metal sulfide particles include nickel sulfide, cobalt sulfide, copper sulfide, silver sulfide, palladium sulfide,
It is preferably at least one selected from the group consisting of iron sulfide.

【0014】さらに、前記黒色パターンは、可視光波長
領域400〜700nmの範囲において光線透過率が1
%以下、観察者側の光線反射率が10%以下、液晶セル
側の光線反射率が15%以下であり、前記の観察者側の
光線反射率について、波長555nmにおける光線反射
率が7%以下、可視光波長領域400〜700nmの範
囲における光線反射率の最小値と最大値の差が4%以内
であるような光学特性を有するようにするのが好適であ
る。
Further, the black pattern has a light transmittance of 1 in the visible light wavelength range of 400 to 700 nm.
% Or less, the light reflectance on the observer side is 10% or less, the light reflectance on the liquid crystal cell side is 15% or less, and the light reflectance on the observer side is 7% or less at a wavelength of 555 nm. It is preferable to have optical characteristics such that the difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the visible light wavelength range of 400 to 700 nm is within 4%.

【0015】また本発明のカラーフィルタは、上記基板
と、この基板上に形成され少なくとも金属硫化物粒子を
内部に含有する上記黒色パターンと、この黒色パターン
間に形成された着色層と、前記黒色パターンと着色層を
覆うように設けられた透明電極を備えるよう構成した。
Further, the color filter of the present invention comprises the substrate, the black pattern formed on the substrate and containing at least metal sulfide particles therein, the colored layer formed between the black patterns, and the black layer. The transparent electrode is provided so as to cover the pattern and the colored layer.

【0016】[0016]

【作用】基板上に予め形成された樹脂レリーフ中に金属
硫化物粒子が均一に分散析出されて黒色パターンが形成
されることにより、可視光波長領域の範囲において電磁
場のエネルギーが吸収され、これにより透過光学濃度が
高まり、光線透過率が下がると考えられる。特にこの金
属硫化物粒子を、粒径5〜30nmの範囲の粒子が全粒
子の80%以上であるような粒径分布を有し、粒子の投
影面積密度が50%以上とすることにより、前述の黒色
パターンは可視光波長領域(400〜700nm)にお
いて光線透過率が1%以下、観察者側の光線反射率が1
0%以下、液晶セル側の光線反射率が15%以下であ
り、前記の観察者側の光線反射率について、波長555
nmにおける光線反射率が7%以下、可視光波長領域4
00〜700nmの範囲における光線反射率の最小値と
最大値の差が4%以内であるような光学特性を有し、そ
の結果、薄膜でも遮光性に優れ、かつ観察者側からの光
線反射率が低く、干渉色の認められないブラックマトリ
ックス基板が形成される。また、樹脂レリーフを用いて
いるのでブラックマトリックスのパターン形成が容易で
あり、例えば感光性樹脂、電子線レジストを用いれば寸
法精度が高いという利点も有する。
The metal sulfide particles are uniformly dispersed and deposited in the resin relief formed in advance on the substrate to form a black pattern, which absorbs the electromagnetic field energy in the visible light wavelength range. It is considered that the transmission optical density increases and the light transmittance decreases. In particular, the metal sulfide particles have a particle size distribution such that particles in the particle size range of 5 to 30 nm account for 80% or more of the total particles, and the projected area density of the particles is 50% or more. The black pattern has a light transmittance of 1% or less in the visible light wavelength region (400 to 700 nm) and a light reflectance of 1 on the observer side.
The light reflectance on the liquid crystal cell side is 0% or less, and the light reflectance on the observer side is 15% or less.
7% or less in the visible light wavelength region 4
The optical characteristics are such that the difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the range of 00 to 700 nm is within 4%, and as a result, even a thin film has excellent light-shielding properties and the light reflectance from the observer side. And a black matrix substrate with low interference color is observed. Further, since the resin relief is used, it is easy to form a pattern of the black matrix, and if a photosensitive resin or an electron beam resist is used, for example, the dimensional accuracy is high.

【0017】[0017]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明により製造されたブラック
マトリックス基板を用いたアクティブマトリックス方式
による液晶ディスプレイ(LCD)の一例を示す斜視図
であり、図2は同じく概略断面図である。図1および図
2において、LCD1はカラーフィルタ10と透明ガラ
ス基板20とをシール材30を介して対向させ、その間
に捩れネマティック(TN)液晶からなる厚さ約5〜1
0μm程度の液晶層40を形成し、さらに、カラーフィ
ルタ10と透明ガラス基板20の外側に偏光板50、5
1が配設されて構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an active matrix type liquid crystal display (LCD) using a black matrix substrate manufactured according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of the same. 1 and 2, the LCD 1 has a color filter 10 and a transparent glass substrate 20 which are opposed to each other with a sealing material 30 in between, and a thickness of about 5 to 1 made of twisted nematic (TN) liquid crystal between them.
A liquid crystal layer 40 having a thickness of about 0 μm is formed, and polarizing plates 50, 5 are provided outside the color filter 10 and the transparent glass substrate 20.
1 is provided and configured.

【0019】図3はカラーフィルタ10の拡大部分断面
図である。図3においてカラーフィルタ10は、透明基
板13上に黒色パターン(ブラックマトリックス)15
を形成したブラックマトリックス基板12と、このブラ
ックマトリックス基板12のブラックマトリックス15
間に形成された着色層16と、このブラックマトリック
ス15と着色層16を覆うように設けられた保護層18
および透明電極19を備えている。このカラーフィルタ
10は透明電極19が液晶層40側に位置するように配
設されている。そして、着色層16は赤色パターン16
R、緑色パターン16G、青色パターン16Bからな
り、各着色パターンの配列は図1に示されるようにモザ
イク配列となっている。なお、着色パターンの配列はこ
れに限定されるものではなく、三角配列、ストライプ配
列等としてもよい。
FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of the color filter 10. In FIG. 3, the color filter 10 includes a black pattern (black matrix) 15 on a transparent substrate 13.
And the black matrix 15 of the black matrix substrate 12
The colored layer 16 formed between them, and the protective layer 18 provided so as to cover the black matrix 15 and the colored layer 16.
And a transparent electrode 19. The color filter 10 is arranged such that the transparent electrode 19 is located on the liquid crystal layer 40 side. The colored layer 16 is the red pattern 16
It is composed of R, green pattern 16G, and blue pattern 16B, and the array of each colored pattern is a mosaic array as shown in FIG. The arrangement of the coloring pattern is not limited to this, and may be a triangular arrangement, a stripe arrangement, or the like.

【0020】また、透明ガラス基板20上には表示電極
22が各着色パターン16R、16G、16Bに対応す
るように設けられ、各表示電極22は薄膜トランジスタ
(TFT)24を有している。また、各表示電極22間
にはブラックマトリックス15に対応するように走査線
(ゲート電極母線)26aとデータ線26bが配設され
ている。
Display electrodes 22 are provided on the transparent glass substrate 20 so as to correspond to the respective colored patterns 16R, 16G and 16B, and each display electrode 22 has a thin film transistor (TFT) 24. Further, a scanning line (gate electrode busbar) 26a and a data line 26b are arranged between the respective display electrodes 22 so as to correspond to the black matrix 15.

【0021】このようなLCD1では、各着色パターン
16R、16G、16Bが画素を構成し、偏光板51側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
をオン、オフさせることで液晶層40がシャッターとし
て作動し、着色パターン16R、16G、16Bのそれ
ぞれの画素を光が透過してカラー表示が行われる。
In the LCD 1 as described above, each of the colored patterns 16R, 16G and 16B constitutes a pixel, and the display electrode corresponding to each pixel is turned on and off while the illumination light is emitted from the polarizing plate 51 side. The layer 40 operates as a shutter, and light is transmitted through each pixel of the colored patterns 16R, 16G, and 16B to perform color display.

【0022】本発明において、このようなカラーフィル
タ10を構成するブラックマトリックス基板12は、図
5に示されるように、基板13と、この基板13上に形
成され、少なくとも金属硫化物粒子を内部に含有する黒
色パターン(ブラックマトリックス)15とを備える。
In the present invention, as shown in FIG. 5, the black matrix substrate 12 constituting such a color filter 10 is formed on the substrate 13 and at least the metal sulfide particles inside. And a black pattern (black matrix) 15 contained therein.

【0023】基板13としては、透明基板あるいは反射
部を有する基板が用いられる。透明基板としては、石英
ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性性
のないリジッド材、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、熱膨張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。また、反射投影型等の用途
に、上記透明基板の片側面に金属反射膜を形成したもの
であってもよいし、また薄膜トランジスタやシリコーン
基板上のアクティブマトリックスの表示電極に金属反射
膜を用いてもよい。反射部を有する基板を用いた場合に
は反射型のカラーフィルタ用のブラックマトリックス基
板となり、反射投影型やゲストホストや散乱型の表示モ
ードに適する。
As the substrate 13, a transparent substrate or a substrate having a reflecting portion is used. As the transparent substrate, a rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex glass, and a synthetic quartz plate, or a flexible material having flexibility such as a transparent resin film and an optical resin plate can be used. Among them, especially Corning 7059
Glass is a material with a small coefficient of thermal expansion, has excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is a non-alkali glass that does not contain an alkaline component in the glass, so it is a color filter for LCDs using the active matrix method. Suitable for Further, for applications such as reflection projection type, a metal reflective film may be formed on one side of the transparent substrate, or a metal reflective film may be used for a display electrode of a thin film transistor or an active matrix on a silicone substrate. Good. When a substrate having a reflection portion is used, it becomes a black matrix substrate for a reflection type color filter, and is suitable for a reflection projection type, guest host or scattering type display mode.

【0024】黒色パターン15は、所定のパターン形状
に形成された樹脂(樹脂パターン)中に金属硫化物粒子
を含有してなる。本発明においては、このような黒色パ
ターン15の形成方法は、特に限定されるものではな
い。例えば、樹脂パターン中に金属粒子を予め含有さ
せ、これを硫化物イオンを含む水溶液に接触させること
によって、あるいはこの硫化物イオンを含む雰囲気中に
放置させること等によって、樹脂パターン中の金属粒子
を金属硫化物粒子とすることによって形成させることが
できるが、これらの方法に限定されるものでないことは
勿論である。
The black pattern 15 is made of a resin (resin pattern) formed in a predetermined pattern and containing metal sulfide particles. In the present invention, the method of forming such a black pattern 15 is not particularly limited. For example, by preliminarily containing metal particles in the resin pattern and contacting it with an aqueous solution containing sulfide ions, or by leaving it in an atmosphere containing the sulfide ions, the metal particles in the resin pattern can be removed. It can be formed by using metal sulfide particles, but needless to say, it is not limited to these methods.

【0025】黒色パターン15に含有される金属硫化物
粒子は、粒径5〜30nmの範囲の粒子が全粒子の80
%以上であるような粒径分布、好ましくは粒径7〜15
nmの範囲の粒子が全粒子の80%以上であるような粒
径分布を持つものが、特に光線反射率を低く保ちつつ、
光線透過率を低くするのに好適である。このような粒径
分布を持たず粒径30nmを超える粒子が多くなると、
観察者側の光線反射率について特性分布(数値ばらつ
き)が大きくなるため光線反射率が10%を超える領域
が存在し、良質なブラックマトリックスが得られないと
いう不都合が生じる。他方、粒径5nm未満の粒子が多
いとブラックマトリックスとして必要な光学特性である
光線透過率1%以下が得られないという不都合が生じ
る。なお、本発明でいう粒径とは、ブラックマトリック
ス切片のTEM断面写真より、例えば100個のサンプ
ル径を測定し統計処理した値である。
The metal sulfide particles contained in the black pattern 15 have a particle size in the range of 5 to 30 nm of 80.
% Particle size distribution, preferably between 7 and 15
Particles having a particle size distribution in which the particles in the range of nm are 80% or more of all particles, particularly while keeping the light reflectance low,
It is suitable for lowering the light transmittance. When the number of particles that do not have such a particle size distribution and exceed 30 nm is increased,
Since the characteristic distribution (numerical variation) of the light reflectance on the observer side becomes large, there is a region where the light reflectance exceeds 10%, which causes a disadvantage that a high-quality black matrix cannot be obtained. On the other hand, if there are many particles having a particle size of less than 5 nm, the disadvantage that the light transmittance of 1% or less, which is the optical characteristic required for the black matrix, cannot be obtained. The particle size referred to in the present invention is a value obtained by statistically processing, for example, 100 sample sizes measured from a TEM cross-sectional photograph of a black matrix section.

【0026】さらに黒色パターン15に含有される金属
硫化物粒子は、粒子の0.06μm厚換算の投影面積密
度が50%以上であることが好ましく、より好ましくは
70%以上である。粒子の0.06μm厚換算の投影面
積密度が50%未満になると、上記規定内の粒径であっ
ても光線透過率1%以下の光学特性が得られない。
Further, the metal sulfide particles contained in the black pattern 15 preferably have a projected area density in terms of 0.06 μm thickness of 50% or more, more preferably 70% or more. If the projected area density of the particles converted to a thickness of 0.06 μm is less than 50%, optical characteristics with a light transmittance of 1% or less cannot be obtained even if the particle size is within the above-specified range.

【0027】光線透過率はさらに黒色パターンの膜厚に
も関係し、その厚さは上記の光線透過率が1%以下にな
るように設定される。なお、金属硫化物粒子の0.06
μm厚換算の投影面積密度は、図7に示されるように黒
色パターン15を膜厚方向にミクロトームを用いて、
0.06μmの幅でスライスし(図7(a))、このス
ライス片15aをスライス面方向から透過型電子顕微鏡
にて観察して求める(図7(b))。具体的な測定法の
一例を挙げると、切片の厚さは多重微分干渉顕微鏡等で
測定し0.06μmに近いものを選定して用いた。な
お、0.06μmの厚さちょうどでスライスするのは困
難であり、仮にそれに近い厚さでスライスされた厚さを
t(nm)とし、このときに投影密度d(%)という測
定値を得た場合、0.06μmの厚さの投影面積密度D
(%)への換算は次式により算出した。
The light transmittance is further related to the film thickness of the black pattern, and the thickness is set so that the above light transmittance is 1% or less. In addition, 0.06 of the metal sulfide particles
The projected area density in terms of μm thickness is as shown in FIG. 7 using a black pattern 15 in the film thickness direction using a microtome.
It slices with a width of 0.06 μm (FIG. 7A), and this slice piece 15a is obtained by observing it with a transmission electron microscope from the slice plane direction (FIG. 7B). As an example of a specific measuring method, the thickness of the slice was measured by a multi-differential interference microscope or the like, and a thickness close to 0.06 μm was selected and used. Note that it is difficult to slice with a thickness of 0.06 μm, and the thickness sliced with a thickness close to that is assumed to be t (nm), and at this time, a measured value of projection density d (%) is obtained. If the projected area density D is 0.06 μm,
Conversion to (%) was calculated by the following formula.

【0028】[0028]

【数1】 上記金属硫化物粒子の粒径は、ブラックマトリックス基
板の製造において、例えばメッキ時間、メッキ液温
度、メッキ液のpH、被メッキ物(触媒核を含んだ
樹脂レリーフ)の攪拌揺動、触媒核付与工程での活性
化処理液の濃度、処理時間、硫化反応処理工程での硫
化物イオンを含む水溶液の濃度、処理時間等の要因によ
って変化しうる。
[Equation 1] In the production of the black matrix substrate, the particle size of the metal sulfide particles is, for example, the plating time, the temperature of the plating solution, the pH of the plating solution, the agitation of the object to be plated (resin relief containing the catalyst nuclei), and the addition of the catalyst nuclei. It may vary depending on factors such as the concentration of the activation treatment liquid in the step, the treatment time, the concentration of the aqueous solution containing sulfide ions in the sulfurization reaction treatment step, the treatment time and the like.

【0029】なお、本発明において、上記金属硫化物粒
子としては、硫化ニッケル、硫化コバルト、硫化銅、硫
化銀、硫化パラジウム、硫化鉄からなる群より選ばれた
少なくとも1つが好適に用いられる。
In the present invention, as the metal sulfide particles, at least one selected from the group consisting of nickel sulfide, cobalt sulfide, copper sulfide, silver sulfide, palladium sulfide and iron sulfide is preferably used.

【0030】このような黒色パターン15は、可視光波
長領域400〜700nmの範囲において光線透過率が
1%以下、より好ましくは0.5%以下であるのが好適
である。また、観察者側の光線反射率が10%以下、よ
り好ましくは5%以下であり、液晶セル側の光線反射率
が15%以下、より好ましくは8%以下であるのが好適
である。さらに前記の観察者側の光線反射率について、
波長555nmにおける光線反射率が7%以下、より好
ましくは4%以下であり、可視光波長領域400〜70
0nmの範囲における最小値と最大値の差が4%以内、
より好ましくは2%以内であるような光学特性を有する
のが好適である。
Such a black pattern 15 preferably has a light transmittance of 1% or less, more preferably 0.5% or less in the visible light wavelength range of 400 to 700 nm. It is also preferable that the light reflectance on the observer side is 10% or less, more preferably 5% or less, and the light reflectance on the liquid crystal cell side is 15% or less, more preferably 8% or less. Further, regarding the light reflectance of the observer side,
The light reflectance at a wavelength of 555 nm is 7% or less, more preferably 4% or less, and the visible light wavelength range is 400 to 70.
The difference between the minimum value and the maximum value in the range of 0 nm is within 4%,
More preferably, it has an optical property of being within 2%.

【0031】このような本発明のブラックマトリックス
基板12の製造方法の一例を図4、図5を参照して説明
する。
An example of the method for manufacturing the black matrix substrate 12 of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0032】図4において、まず透明基板13上に親水
性樹脂を含有する感光性レジストを塗布して厚さ0.1
〜5.0μm、好ましくは0.1〜2μm程度の感光性
レジスト層3を形成する(図4(A))。次にブラック
マトリックス用のフォトマスク9を介して感光性レジス
ト層3を露光する(図4(B))。そして、露光後の感
光性レジスト層3を現像してブラックマトリックス用の
パターンを有するレリーフ(樹脂パターン)4を形成す
る(図4(C))。次にこの透明基板13に熱処理(8
0〜200℃、5〜30分間)を施した後、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(触媒含有樹脂パターン)5とす
る(図4(D))。なお、熱処理は触媒含有レリーフを
形成した後に行っても良い。そして、透明基板13上の
触媒含有レリーフ5を無電解メッキ液に接触させること
により、レリーフ内に金属粒子を析出させて黒色レリー
フ14とする(図4(E))。さらに、この黒色レリー
フ14を、硫化物イオンを含む水溶液に浸漬してブラッ
クマトリックス15を形成する(図4(F))。
In FIG. 4, a transparent substrate 13 is first coated with a photosensitive resist containing a hydrophilic resin to a thickness of 0.1.
The photosensitive resist layer 3 having a thickness of about 5.0 μm, preferably about 0.1 to 2 μm is formed (FIG. 4A). Next, the photosensitive resist layer 3 is exposed through the photomask 9 for the black matrix (FIG. 4 (B)). Then, the exposed photosensitive resist layer 3 is developed to form a relief (resin pattern) 4 having a pattern for a black matrix (FIG. 4C). Next, heat treatment (8
After being subjected to 0 to 200 ° C. for 5 to 30 minutes), it is immersed in an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating, washed with water and dried to obtain a catalyst-containing relief (catalyst-containing resin pattern) 5 (see FIG. 4 ( D)). The heat treatment may be performed after the catalyst-containing relief is formed. Then, the catalyst-containing relief 5 on the transparent substrate 13 is brought into contact with the electroless plating solution to deposit metal particles in the relief to form a black relief 14 (FIG. 4 (E)). Further, the black relief 14 is dipped in an aqueous solution containing sulfide ions to form a black matrix 15 (FIG. 4 (F)).

【0033】そしてその後、このブラックマトリックス
に加熱あるいは硬膜剤塗布による硬膜処理を施してブラ
ックマトリックス基板12を形成する(図5)。
Then, the black matrix is subjected to a film hardening treatment by heating or coating with a film hardening agent to form a black matrix substrate 12 (FIG. 5).

【0034】また、ブラックマトリックス基板12の他
の製造方法例を図6を参照して説明する。
Another example of the method for manufacturing the black matrix substrate 12 will be described with reference to FIG.

【0035】まず透明基板13上に親水性樹脂および無
電解メッ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0.1〜5.0μm、好
ましくは0.1〜2μm程度の感光性レジスト層6を形
成する(図6(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6を露光す
る(図6(B))。そして、露光後の感光性レジスト層
7を現像して乾燥した後、熱処理(80〜200℃、5
〜30分間)を施してブラックマトリックス用のレリー
フを有する触媒含有レリーフ7を形成する(図6
(C))。次に、透明基板13上の触媒含有レリーフ7
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
14とする(図6(D))。さらに、この黒色レリーフ
14を硫化物イオンを含む水溶液に浸漬してブラックマ
トリックス15を形成する(図6(E))。
First, a transparent substrate 13 is coated with a photosensitive resist containing a hydrophilic resin and an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating to a thickness of 0.1 to 5.0 μm, preferably 0.1 to 5.0 μm. A photosensitive resist layer 6 having a thickness of about 2 μm is formed (FIG. 6A). Next, the photosensitive resist layer 6 is exposed through the photomask 9 for black matrix (FIG. 6 (B)). Then, the photosensitive resist layer 7 after exposure is developed and dried, and then heat-treated (80 to 200 ° C., 5
~ 30 minutes) to form a catalyst-containing relief 7 having a relief for the black matrix (Fig. 6).
(C)). Next, the catalyst-containing relief 7 on the transparent substrate 13
Is brought into contact with the electroless plating solution to form the black relief 14 (FIG. 6D). Further, the black relief 14 is dipped in an aqueous solution containing sulfide ions to form a black matrix 15 (FIG. 6 (E)).

【0036】そしてその後、上記第一の製造方法例の場
合と同様にして、このブラックマトリックスに加熱ある
いは硬膜剤塗布による硬膜処理を施してブラックマトリ
ックス基板12を形成する(図5)。
Then, in the same manner as in the case of the first manufacturing method example, the black matrix is subjected to a film hardening treatment by heating or coating with a film hardening agent to form a black matrix substrate 12 (FIG. 5).

【0037】上記のブラックマトリックス基板の製造例
において共通して特徴的なのは、無電解メッキ反応を開
始させる機能を持った触媒核成分を含有する樹脂レリー
フ中に、無電解メッキ法により金属粒子を析出させ、さ
らに、この樹脂レリーフ中の金属粒子を、硫化物イオン
を含む水溶液に接触させることにより硫化物形成反応
(以下、硫化反応と称す)を進行させ、金属硫化物粒子
がブラックマトリックス(遮光層)内に均一に分散し形
成されることである。
A common characteristic of the above-mentioned production examples of the black matrix substrate is that metal particles are deposited by an electroless plating method in a resin relief containing a catalyst nucleus component having a function of initiating an electroless plating reaction. Further, the metal particles in the resin relief are brought into contact with an aqueous solution containing sulfide ions to promote a sulfide formation reaction (hereinafter referred to as a sulfurization reaction), and the metal sulfide particles are converted into a black matrix (light-shielding layer). ) Is uniformly dispersed and formed.

【0038】したがって、上記製造例により得られるブ
ラックマトリックス基板12は、図5に示されるよう
に、基板13と、この基板13上に形成され、少なくと
も金属硫化物粒子を含有し、さらに場合によっては無電
解メッキ液の被還元性金属塩と還元剤とを有する所定の
レリーフ形状に形成されたブラックマトリックス(黒色
パターン)15を備える。
Therefore, as shown in FIG. 5, the black matrix substrate 12 obtained by the above-described manufacturing example is formed on the substrate 13 and contains at least the metal sulfide particles, and in some cases, the metal sulfide particles. A black matrix (black pattern) 15 having a predetermined relief shape containing a reducible metal salt of an electroless plating solution and a reducing agent is provided.

【0039】上記樹脂レリーフに用いる樹脂としては、
印刷法またはフォトリソグラフィー法で形成可能な樹脂
が適用可能である。印刷法で用いられる樹脂としては、
例えば凹版オフセット印刷を例にとれば、公知の種々の
グラビアインキ等があげられる。フォトリソグラフィー
法で用いる樹脂としては、上記親水性樹脂を含有する感
光性レジスト等が挙げられ、これには例えばゼラチン、
カゼイン、グルー、卵白アルブミン等の天然蛋白質、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、および、上記の樹脂のカルボン酸変性物あるいはス
ルホン酸変性物等の親水性樹脂を1種、あるいは複数種
を混合したものに対し、例えば、ジアゾ基を有するジア
ゾニウム化合物およびパラホルムアルデヒドの反応生成
物であるジアゾ樹脂、アジド基を有するアジド化合物、
ポリ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のを挙げることができ
る。なお、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が無電解メッキ液と接触した際
に、無電解メッキ液が触媒含有レリーフ5中に均一に浸
透しやすくなり、触媒含有レリーフ中に均一に金属粒子
が析出・成長し得る。
The resin used for the resin relief is
A resin that can be formed by a printing method or a photolithography method can be applied. As the resin used in the printing method,
For example, in the case of intaglio offset printing, various known gravure inks can be used. Examples of the resin used in the photolithography method include a photosensitive resist containing the hydrophilic resin, and examples thereof include gelatin and gelatin.
Natural proteins such as casein, glue, ovalbumin, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, maleic anhydride copolymer, and carboxylic acid modified products or sulfonic acids of the above resins. For one kind or a mixture of plural kinds of hydrophilic resins such as modified products, for example, a diazo resin which is a reaction product of a diazo group-containing diazo group compound and paraformaldehyde, an azide compound having an azide group,
Photosensitivity was imparted by adding a cinnamic acid condensation resin obtained by condensing cinnamic acid to polyvinyl alcohol, a resin using a stilbazolium salt, or a resin having a photocurable photosensitive group such as ammonium dichromate. Can be mentioned. Needless to say, the photosensitive group is not limited to the above-mentioned photocurable photosensitive group. As described above, since the photosensitive resist contains the hydrophilic resin, the electroless plating solution is contained in the catalyst-containing relief 5 when the catalyst-containing relief 5 comes into contact with the electroless plating solution as described above. It becomes easy to uniformly permeate, and metal particles can be uniformly deposited and grown in the relief containing the catalyst.

【0040】無電解メッキの触媒となる金属化合物は、
例えばニッケル、コバルト、パラジウム、金、銀、ス
ズ、亜鉛、白金、鉄、銅等の塩化物、硫酸塩、硝酸塩等
の水溶性塩、および錯化合物が用いられる。特に、本発
明のブラックマトリックス基板を製造するにおいて、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
ター溶液をそのまま、あるいは希釈して用いることがで
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、金属イオン換算で0.01〜
5重量%程度含有させることが好ましい。
The metal compound serving as a catalyst for electroless plating is
For example, chlorides such as nickel, cobalt, palladium, gold, silver, tin, zinc, platinum, iron and copper, water-soluble salts such as sulfates and nitrates, and complex compounds are used. In particular, in producing the black matrix substrate of the present invention, an activator solution for electroless plating, which is commercially available as an aqueous solution, can be used as it is or after diluted. When such a metal compound is contained in the photosensitive resist as described above, the amount of the metal compound is 0.01 to
It is preferable to contain about 5% by weight.

【0041】無電解メッキ液は、例えば次亜リン酸、次
亜リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、N−ジ
メチルアミンボラン、ボラジン誘導体、ヒドラジン、ホ
ルマリン等の還元剤と、例えばニッケル、コバルト、
鉄、銅、クロム、パラジウム、金、白金、スズ、亜鉛等
の水溶性の被還元性重金属塩と、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、アンモニア等の塩基性化合物、無機酸、
有機酸等のpH調整剤と、クエン酸ナトリウム、クエン
酸アンモニウム、グリコール酸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、水溶液中の重金属イオンの安定性を目的とした錯化
剤の他、緩衝剤、反応促進剤、安定剤、界面活性剤等を
有する無電解メッキ液が使用される。上記のような無電
解メッキ液は、反応速度を制御する上でもpH値は6〜
9、メッキ液温度は15〜40℃が好ましい。
The electroless plating solution is, for example, a reducing agent such as hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, sodium borohydride, N-dimethylamineborane, borazine derivative, hydrazine and formalin, and nickel, cobalt,
Water-soluble reducible heavy metal salts such as iron, copper, chromium, palladium, gold, platinum, tin and zinc, and basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia, inorganic acids,
PH adjusters such as organic acids and oxycarboxylic acids such as sodium citrate, ammonium citrate, glycolic acid,
Typical examples are boric acid, carbonic acid, organic acids, and inorganic acid alkali salts. In addition to complexing agents for the purpose of stabilizing heavy metal ions in aqueous solutions, buffer agents, reaction accelerators, stabilizers, surfactants, etc. The electroless plating solution having is used. The electroless plating solution as described above has a pH value of 6 to 6 for controlling the reaction rate.
9. The plating solution temperature is preferably 15 to 40 ° C.

【0042】また、2種類以上の無電解メッキ液を併用
してもよい。例えば、まず、メッキ反応の触媒核を形成
しやすい水素化ホウ素ナトリウム等のホウ素系還元剤を
含む無電解メッキ液を用い、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ッキ液を用いること
もできる。
Two or more types of electroless plating solutions may be used in combination. For example, first, an electroless plating solution containing a boron-based reducing agent such as sodium borohydride that easily forms a catalytic nucleus of a plating reaction is used, and then a hypophosphorous acid-based reducing agent with a high metal deposition rate is used. An electrolytic plating solution can also be used.

【0043】上記の種々の還元剤のなかでも、特にホウ
素系還元剤は、無電解メッキの触媒核となる金属化合物
についても、また、被還元性金属塩についても、室温下
(15〜40℃)で還元する能力に優れており用いるこ
とができる。
Among the above-mentioned various reducing agents, particularly the boron-based reducing agent is used at room temperature (15 to 40 ° C.) for both the metal compound which becomes the catalyst nucleus of the electroless plating and the reducible metal salt. ) It has an excellent ability to be reduced and can be used.

【0044】上記硫化物イオンを含む水溶液としては、
例えば、硫化カリウム溶液、硫化ナトリウム溶液、硫化
アンモニウム溶液、硫化バリウム溶液、硫化リチウム溶
液等のアルカリ性水溶液を挙げることができる。なお、
この硫化物イオン水溶液は上述のアルカリ性水溶液に限
定されないことは勿論である。しかし、酸性水溶液の場
合には、硫化水素ガスが発生し溶液中の硫化物イオン濃
度が時間とともに減少する傾向があるため、硫化物イオ
ン水溶液のライフタイムを考慮するとアルカリ性水溶液
が好ましい。また、この水溶液の液温度については、液
温度の上昇に伴い硫化反応速度は大きくなるが、揮発性
のある硫化水素ガスの発生量も増加するため、水溶液の
ライフタイムを考慮すると10〜30℃の温度条件が好
ましい。さらに、上記の硫化物イオン水溶液は、硫化反
応を効率良く進行させる上で硫黄含有量0.5%以上が
好ましい。
An aqueous solution containing the above sulfide ion is
Examples thereof include alkaline aqueous solutions such as potassium sulfide solution, sodium sulfide solution, ammonium sulfide solution, barium sulfide solution, and lithium sulfide solution. In addition,
Of course, this sulfide ion aqueous solution is not limited to the above-mentioned alkaline aqueous solution. However, in the case of an acidic aqueous solution, since hydrogen sulfide gas is generated and the concentration of sulfide ions in the solution tends to decrease with time, an alkaline aqueous solution is preferable in consideration of the lifetime of the aqueous sulfide ion solution. Regarding the liquid temperature of this aqueous solution, the rate of sulfidation reaction increases as the liquid temperature rises, but the amount of volatile hydrogen sulfide gas generated also increases. Is preferred. Further, the above sulfide ion aqueous solution preferably has a sulfur content of 0.5% or more in order to efficiently proceed with the sulfurization reaction.

【0045】本発明のカラーフィルタ10は、上述のよ
うなブラックマトリックス基板12の上記ブラックマト
リックス15間に、赤色パターン16R、緑色パターン
16G、青色パターン16Bからなる着色層16、およ
び共通電極19を形成して得ることができる。これら赤
色パターン16R、緑色パターン16G、青色パターン
16Bからなる着色層16の形成は、フォトレジストの
染色法や、予め顔料を分散した感光性樹脂を塗布後フォ
トリソグラフィー法でレリーフ化する顔料分散法、オフ
セット等の印刷法、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。
In the color filter 10 of the present invention, the colored layer 16 including the red pattern 16R, the green pattern 16G and the blue pattern 16B and the common electrode 19 are formed between the black matrix 15 of the black matrix substrate 12 as described above. You can get it. The colored layer 16 composed of the red pattern 16R, the green pattern 16G, and the blue pattern 16B is formed by a photoresist dyeing method or a pigment dispersion method in which a photosensitive resin in which a pigment is dispersed in advance is applied and then relief-printed by a photolithography method, It can be performed according to various known methods such as a printing method such as offset and an electrodeposition method.

【0046】なお、本発明のカラーフィルタ10は、基
板13上に黒色パターン15、着色層16のいずれを先
に形成してもよい。したがって、基板13上にまず赤色
パターン16R、緑色パターン16G、青色パターン1
6Bからなる所定パターンの着色層16を形成し、その
後に、これら着色層16のパターン間に上記黒色パター
ン(ブラックマトリックス)15を形成することによっ
て得てもよいことは勿論である。
In the color filter 10 of the present invention, either the black pattern 15 or the colored layer 16 may be formed on the substrate 13 first. Therefore, the red pattern 16R, the green pattern 16G, and the blue pattern 1 are first formed on the substrate 13.
Needless to say, it may be obtained by forming the colored layer 16 of 6B having a predetermined pattern and then forming the black pattern (black matrix) 15 between the patterns of the colored layers 16.

【0047】さらに、カラーフィルタ10のブラックマ
トリックス15と着色層16を覆うように保護層18を
設けても良く、カラーフィルター10の表面平滑化、信
頼性の向上、および液晶層40への汚染防止等を目的と
するものであり、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂等
の透明樹脂、特に、熱または光による硬化型のものが好
ましく用いられる。あるいは二酸化ケイ素等の透明無機
化合物等を用いて形成することができる。保護層の厚さ
は0.5〜50μm程度が好ましい。
Further, a protective layer 18 may be provided so as to cover the black matrix 15 and the colored layer 16 of the color filter 10 to smooth the surface of the color filter 10, improve reliability, and prevent contamination of the liquid crystal layer 40. For example, a transparent resin such as an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or the like, and particularly a heat or light curable transparent resin is preferably used. Alternatively, it can be formed using a transparent inorganic compound such as silicon dioxide. The thickness of the protective layer is preferably about 0.5 to 50 μm.

【0048】透明共通電極19としては、例えば酸化イ
ンジウムスズ(ITO)膜を用いることができる。IT
O膜は蒸着法、スパッタ法等の公知の方法により形成す
ることができ、厚さは0.02〜0.2μm程度が好ま
しい。
As the transparent common electrode 19, for example, an indium tin oxide (ITO) film can be used. IT
The O film can be formed by a known method such as a vapor deposition method or a sputtering method, and the thickness thereof is preferably about 0.02 to 0.2 μm.

【0049】次に実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。 (本発明のサンプル1の作製)透明基板としてコーニン
グ社製7059ガラス(厚さ1.1mm)、並びに10
0μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィ
ルム(東レ製 ルミラー)をガラスに密着させたものを
用いた。これらの基板上に、スピンコート法により下記
組成の感光性レジストを塗布し、その後、70℃、10
分間の条件で乾燥して感光性レジスト層(厚さ0.6μ
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4.47%水溶液 (日本合成化学(株)製、ゴーセナールT−330) 1000重量部 ・ジアゾ樹脂5%水溶液 (シンコー技研(株)製、D−011) 57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20μm)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ブラックマトリックス用の線幅20
μmの樹脂レリーフを形成した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. (Production of Sample 1 of the Present Invention) 7059 glass (thickness: 1.1 mm) manufactured by Corning Incorporated as a transparent substrate, and 10
A polyethylene terephthalate (PET) film (Lumirror made by Toray) having a thickness of 0 μm adhered to glass was used. A photosensitive resist having the following composition was applied on these substrates by spin coating, and then at 70 ° C. for 10 minutes.
After drying for 1 minute, the photosensitive resist layer (thickness 0.6μ
m) was formed. (Composition of photosensitive resist) -Polyvinyl alcohol 4.47% aqueous solution (Nippon Gosei Kagaku KK, Gohsenal T-330) 1000 parts by weight-Diazo resin 5% aqueous solution (Shinko Giken D-011) 57 parts by weight Next, the photosensitive resist layer was exposed through a photomask for black matrix (line width 20 μm). As a light source for exposure, an ultrahigh pressure mercury lamp of 2 kW was used and irradiation was performed for 10 seconds. After that, spray development is performed using water at room temperature and air drying is performed to obtain a line width 20 for a black matrix.
A μm resin relief was formed.

【0050】次に、この樹脂レリーフを100℃、30
分間の熱処理を施して放冷した後、濃度100ppmの
塩化パラジウム水溶液(日本カニゼン(株)製、レッド
シューマー液の5倍希釈液)に2分間浸漬し、水洗、水
切り後、触媒含有レリーフとした。
Next, this resin relief is treated at 100 ° C. for 30 minutes.
After heat treatment for 1 minute and allowing to cool, it was immersed in an aqueous palladium chloride solution having a concentration of 100 ppm (manufactured by Nippon Kanigen Co., Ltd., a 5-fold diluted solution of Red Schumer solution) for 2 minutes, washed with water and drained to obtain a catalyst-containing relief. .

【0051】その後、この透明基板を20℃の無電解N
iBメッキ液(奥野製薬工業(株)製、トップケミアロ
イB−1)に3分間浸漬し、水洗乾燥して黒色レリーフ
を形成した。
Thereafter, this transparent substrate was placed in an electroless N 2 at 20 ° C.
It was dipped in an iB plating solution (Top Chemialoy B-1 manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) for 3 minutes, washed with water and dried to form a black relief.

【0052】さらにその後、この黒色レリーフを20℃
の硫化アンモニウム水溶液(純正化学(株)製、無色水
溶液)に5分間浸漬し、水洗乾燥後、200℃、1時間
の熱処理を施して、ブラックマトリックス基板とした。 (本発明サンプル2の作製)上記本発明サンプル1のメ
ッキ時間を3分間から2分間に変えた以外は、上記本発
明サンプル1と同様にして本発明サンプル2を作製し
た。 (本発明サンプル3の作製)上記本発明サンプル1の塩
化パラジウム水溶液濃度を100ppmから10ppm
に変え、かつ、メッキ時間を3分間から6分間に変えた
以外は、上記本発明サンプル1と同様にして本発明サン
プル3を作製した。 (比較サンプル1の作製)上記本発明サンプル1の硫化
アンモニウム水溶液による硫化処理工程を除いた以外
は、上記本発明サンプル1と同様にして比較サンプル1
を作製した。 (比較サンプル2の作製)上記本発明サンプル1のメッ
キ時間を3分間から1分間に変えた以外は、上記本発明
サンプル1と同様にして比較サンプル2を作製した。 (比較サンプル3の作製)上記本発明サンプル1のメッ
キ時間を3分間から5分間に変えた以外は、上記本発明
サンプル1と同様にして比較サンプル3を作製した。 (比較サンプル4の作製)上記本発明サンプル3のメッ
キ時間を6分間から3分間に変えた以外は、上記本発明
サンプル3と同様にして比較サンプル4を作製した。 (比較サンプル5の作製)上記本発明サンプル1で用い
た透明基板上に、スパッタ法により酸化クロム膜(膜厚
0.025μm)を成膜し、さらにその上にクロム膜
(膜厚0.107μm)を成膜し、二層膜基板を形成し
た。 (クロム膜スパッタ条件) ・基板温度:150℃ ・スパッタ電力:2kW ・Arガス流量:30sccm ・Arガス圧力:0.3Pa ・スパッタ速度:0.05μm/min 次に、この二層膜基板上にスピンコート法により感光性
レジスト(東京応化工業(株)製、OFPR−800、
10cP)を塗布し、その後、90℃、30分間の条件
で乾燥して感光性レジスト層(厚さ0.9μm)を形成
した。
After that, the black relief is removed at 20 ° C.
Was immersed in an aqueous solution of ammonium sulfide (a colorless aqueous solution manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) for 5 minutes, washed with water and dried, and then heat-treated at 200 ° C. for 1 hour to obtain a black matrix substrate. (Production of Inventive Sample 2) Inventive Sample 2 was produced in the same manner as Inventive Sample 1 except that the plating time of Inventive Sample 1 was changed from 3 minutes to 2 minutes. (Preparation of Inventive Sample 3) The concentration of the aqueous palladium chloride solution of Inventive Sample 1 is 100 ppm to 10 ppm.
Sample 3 of the present invention was prepared in the same manner as Sample 1 of the present invention, except that the plating time was changed from 3 minutes to 6 minutes. (Production of Comparative Sample 1) Comparative Sample 1 was prepared in the same manner as Sample 1 of the present invention, except that the step of sulfiding the sample 1 of the present invention with the aqueous ammonium sulfide solution was omitted.
Was produced. (Preparation of Comparative Sample 2) Comparative Sample 2 was prepared in the same manner as Sample 1 of the present invention except that the plating time of Sample 1 of the present invention was changed from 3 minutes to 1 minute. (Preparation of Comparative Sample 3) Comparative Sample 3 was prepared in the same manner as Sample 1 of the present invention except that the plating time of Sample 1 of the present invention was changed from 3 minutes to 5 minutes. (Preparation of Comparative Sample 4) Comparative Sample 4 was prepared in the same manner as Sample 3 of the present invention except that the plating time of Sample 3 of the present invention was changed from 6 minutes to 3 minutes. (Preparation of Comparative Sample 5) A chromium oxide film (film thickness 0.025 μm) was formed on the transparent substrate used in the present invention sample 1 by a sputtering method, and a chromium film (film thickness 0.107 μm) was further formed thereon. ) Was formed into a film to form a two-layer film substrate. (Chromium film sputtering conditions) -Substrate temperature: 150 ° C-Sputtering power: 2 kW-Ar gas flow rate: 30 sccm-Ar gas pressure: 0.3 Pa-Sputtering rate: 0.05 μm / min Next, on this double-layer film substrate Photosensitive resist (OFPR-800, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) by spin coating
10 cP) and then dried at 90 ° C. for 30 minutes to form a photosensitive resist layer (thickness 0.9 μm).

【0053】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20μm)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、現像液(東京応化工
業(株)製、NMD−3)を用いてディップ現像を行
い、エアー乾燥してブラックマトリックス作製用の線幅
20μmの樹脂レリーフを形成した。
Next, the photosensitive resist layer was exposed through a photomask for black matrix (line width 20 μm). As a light source for exposure, an ultrahigh pressure mercury lamp of 2 kW was used and irradiation was performed for 10 seconds. Then, dip development was performed using a developing solution (NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) and air-dried to form a resin relief having a line width of 20 μm for producing a black matrix.

【0054】次に、この樹脂レリーフを120℃、30
分間の熱処理を施して放冷した後、クロムエッチング液
(ザ・インクテック(株)製、MR−ES)に2分浸漬
し金属レリーフを形成した。さらに、その後金属レリー
フ上の樹脂レリーフをリムーバーにて除去し、ブラック
マトリックス基板とした。
Next, this resin relief is treated at 120 ° C. for 30 minutes.
After heat treatment for 1 minute and allowing to cool, it was immersed in a chromium etching solution (MR-ES, manufactured by The Inktech Co., Ltd.) for 2 minutes to form a metal relief. After that, the resin relief on the metal relief was removed by a remover to obtain a black matrix substrate.

【0055】なお、上記サンプルのうち、本発明サンプ
ル1と比較サンプル1を用いて金属硫化物粒子の同定を
行った。同定は以下のような方法で行った。まず、上記
ブラックマトリックスの硫化反応の処理工程前後につい
て、断面TEM観察による粒径変化およびエネルギー分
散型X線マイクロ分析(EDX)による元素分析(点分
析によるマッピング)を行った結果、硫化反応処理工程
後において粒径の増加および硫黄元素の検出が認められ
た(図8〜11参照;本発明サンプル1(図8、図1
0)および比較サンプル1(図9、図11))。さら
に、樹脂レリーフだけについて硫化反応処理を行いED
Xによる元素分析を行ったところ、この場合には硫黄元
素の検出は認められなかった。以上の結果より、樹脂レ
リーフ中の金属粒子は、硫化反応処理により粒子の表面
で金属硫化物を生成し、処理前の金属粒子に比べて粒径
の大きい金属硫化物粒子を形成することが判明した。
Among the above samples, the present invention sample 1 and the comparative sample 1 were used to identify the metal sulfide particles. The identification was performed by the following method. First, before and after the treatment step of the sulfurization reaction of the black matrix, as a result of performing a particle size change by cross-sectional TEM observation and elemental analysis (mapping by point analysis) by energy dispersive X-ray microanalysis (EDX), the sulfurization reaction treatment step After that, an increase in particle size and the detection of elemental sulfur were observed (see FIGS. 8 to 11; Sample 1 of the present invention (FIGS. 8 and 1).
0) and comparative sample 1 (FIGS. 9 and 11)). In addition, the resin relief only is subjected to a sulfurization reaction treatment and ED
When elemental analysis by X was carried out, no elemental sulfur was detected in this case. From the above results, it was found that the metal particles in the resin relief generate metal sulfides on the surface of the particles by the sulfurization reaction treatment and form metal sulfide particles having a larger particle size than the metal particles before the treatment. did.

【0056】次いで、上記8つのサンプル(本発明サン
プル1〜3および比較サンプル1〜5)についてブラッ
クマトリックス中の硫化ニッケル粒子の粒子径および投
影面積密度を透過型電子顕微鏡((株)日立製作所製、
H−8100)により測定した。
Next, the particle size and projected area density of the nickel sulfide particles in the black matrix of the above eight samples (inventive samples 1 to 3 and comparative samples 1 to 5) were measured by a transmission electron microscope (manufactured by Hitachi Ltd.). ,
H-8100).

【0057】また、ブラックマトリックスの光線透過率
(T)、光線反射率(R)については、顕微分光測光装
置(オリンパス光学工業 AH2−SRK/STK)に
より、基板に対してほぼ垂直入射する光に対してその透
過光および正反射光を測定した。なお、ブラックマトリ
ックスの光線透過率は、上記装置により、透明基板をリ
ファレンス(100%透過率)とし、光を完全に遮断し
た場合をバックグラウンド(0%透過率)とする基準に
より、可視光波長領域400〜700nmの範囲で測定
した最も高い透過率T(%)について評価した。また、
光線反射率はリファレンスとしてアルミ蒸着板を、バッ
クグラウンドとして全く反射物がない場合を基準として
測定した。特に、光線反射率についてはブラックマトリ
ックス15の基板側から光照射した場合の光線反射率
(観察者側の反射率RO )および膜面側から光照射した
場合の光線反射率(液晶セル側の反射率RL )の2種類
について評価した。
Regarding the light transmittance (T) and light reflectance (R) of the black matrix, a microscopic spectrophotometer (AH2-SRK / STK, Olympus Optics Co., Ltd.) was used to convert the light into light that is almost vertically incident on the substrate. On the other hand, the transmitted light and the specularly reflected light were measured. In addition, the light transmittance of the black matrix is determined by the above-mentioned device by using a transparent substrate as a reference (100% transmittance) and a background (0% transmittance) when light is completely cut off as a visible light wavelength. The highest transmittance T (%) measured in the range of 400 to 700 nm was evaluated. Also,
The light reflectance was measured on the basis of an aluminum vapor-deposited plate as a reference and the case where there was no reflective material at all as a background. Particularly, regarding the light reflectance, the light reflectance when the light is irradiated from the substrate side of the black matrix 15 (reflectance R O on the observer side) and the light reflectance when the light is irradiated from the film surface side (the liquid crystal cell side Two types of reflectance R L ) were evaluated.

【0058】測定結果を表1に示す。なお、光線透過率
0.1%以下の測定値は、装置の測定限界値以下であり
有意差はないと考えられるため、光線透過率T≦0.1
%と表記した。
The measurement results are shown in Table 1. Since the measured value of the light transmittance of 0.1% or less is less than the measurement limit value of the device and it is considered that there is no significant difference, the light transmittance T ≦ 0.1
Expressed as%.

【0059】[0059]

【表1】 なお、表中の「最大値−最小値」は、波長400〜70
0nmの範囲内における光線反射率の最大値と最小値の
差とする。
[Table 1] In addition, "maximum value-minimum value" in the table means a wavelength of 400 to 70.
The difference between the maximum value and the minimum value of the light reflectance in the range of 0 nm.

【0060】表1の結果から明らかなように、本発明サ
ンプル1〜3は、硫化ニッケル粒子の粒径が5〜30n
mの範囲の粒子が全粒子の80%以上であるような粒径
分布を有し、粒子の投影面積密度が50%以上であるた
め、観察者側の光線反射率が著しく低下し、かつブラッ
クマトリックスの遮光層として必要な光線透過率(1%
以下)も充分に得られており、ブラックマトリックス基
板としては極めて優れたものであった。
As is clear from the results of Table 1, in the samples 1 to 3 of the present invention, the particle size of nickel sulfide particles is 5 to 30 n.
Since the particles in the range of m have a particle size distribution such that they are 80% or more of all particles, and the projected area density of the particles is 50% or more, the light reflectance on the observer side is remarkably reduced, and black Light transmittance required for the light-shielding layer of the matrix (1%
The following) were also sufficiently obtained and were extremely excellent as a black matrix substrate.

【0061】特に、本発明サンプル1は観察者側の光線
反射率について波長555nmにおける反射率が1.6
3%、波長400〜700nmの範囲における最小値と
最大値の差が1.58%と良好であった。このため、目
視においては干渉色は全く認められなかった。
Particularly, the sample 1 of the present invention has a light reflectance of 1.6 at the wavelength of 555 nm on the observer side.
The difference between the minimum value and the maximum value in the wavelength range of 400 to 700 nm was 3%, which was favorable at 1.58%. Therefore, no interference color was visually observed.

【0062】これに対して比較サンプル1、2、および
4はニッケル粒子の投影面積密度が50%未満であるた
め、光線反射率については低反射であるものの、光線透
過率についてはブラックマトリックスの遮光性という本
来の機能を得るための数値を満たしておらず、ブラック
マトリックス基板としては不十分なものであった。ま
た、比較サンプル3は粒子の投影面積密度は89.3%
であり、本発明の規定内にあるものの、粒径5〜30n
mの範囲の粒子が全粒子の80%未満であるため、粒径
30nmを超える大きい粒子が多く存在し、その結果と
して観察者側の光線反射率について、波長555nmに
おける光線反射率が8.58%、波長400〜700n
mの範囲における光線反射率の最小値と最大値の差が
4.27%であり、本発明の目的である干渉色の認めら
れない低反射ブラックマトリックス基板としては不十分
なものであった。
On the other hand, in Comparative Samples 1, 2, and 4, since the projected area density of nickel particles is less than 50%, the light reflectance is low, but the light transmittance is black matrix light shielding. It was not sufficient as a black matrix substrate because it did not satisfy the numerical value required to obtain the original function of the property. Further, in comparative sample 3, the projected area density of particles is 89.3%.
And within the definition of the present invention, the particle size is 5 to 30 n
Since the particles in the range of m are less than 80% of all particles, there are many large particles having a particle diameter of more than 30 nm, and as a result, the light reflectance on the observer side is 8.58 at a wavelength of 555 nm. %, Wavelength 400 to 700n
The difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the range of m was 4.27%, which was insufficient for the low reflection black matrix substrate in which no interference color was observed, which is the object of the present invention.

【0063】さらに、低反射クロム膜で構成された現行
の低反射ブラックマトリックスである比較サンプル5に
ついては、膜構造について本発明サンプルと比較はでき
ないが光学特性について比較してみると、光線透過率は
0.1%以下、波長555nmでの観察者側の光線反射
率は2.47%と極めて良好であるものの、観察者側の
光線反射率について、可視光波長領域400〜700n
mの範囲における光線反射率の最小値と最大値の差が
8.29%であり、また、液晶セル側の光線反射率が1
5%を超えるような光学特性を有するため、TFT誤動
作原因となる光リーク電流を抑制し、かつ干渉色の認め
られない低反射ブラックマトリックス基板としては不十
分なものであった。
Further, with respect to Comparative Sample 5, which is a current low-reflection black matrix composed of a low-reflection chrome film, the film structure cannot be compared with the sample of the present invention, but the optical characteristics are compared. Is 0.1% or less, and the light reflectance on the observer side at a wavelength of 555 nm is 2.47%, which is extremely good, but the light reflectance on the observer side is in the visible light wavelength range of 400 to 700 n.
The difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the range of m is 8.29%, and the light reflectance on the liquid crystal cell side is 1
Since it has an optical characteristic of more than 5%, it is insufficient as a low reflection black matrix substrate which suppresses the light leak current which causes the malfunction of the TFT and does not show the interference color.

【0064】次に本発明サンプル1と同様の条件によっ
てガラス基板の上に、黒色パターンを形成した。このブ
ラックマトリックス基板を用い、下記の要領で本発明の
カラーフィルタを作製した。
Next, a black pattern was formed on the glass substrate under the same conditions as in Sample 1 of the present invention. Using this black matrix substrate, the color filter of the present invention was produced in the following manner.

【0065】すなわち、版深6μm、幅110μmのス
トライプ状の凹版を有する版、およびシリコーンブラン
ケットを用い、凹版オフセット印刷法により、ブラック
マトリックス基板上のブラックマトリックス間に、下記
インキ組成物S−1、S−2、S−3をこの順序で印刷
し、それぞれブルー、グリーン、レッドの110μm幅
のストライプパターンを印刷形成した。その後、前記基
板を200℃で30分間加熱することにより、インキ組
成物を熱硬化させて膜厚2〜3μmの着色層を得た。 (ワニスの組成) ・ポリエステルアクリレート樹脂 (東亜合成化学工業(株)製、アロニックスM−7100) 70重量部 ・ジアリルフタレートプレポリマー 30重量部 (インキ組成物(S−1)の組成) ・ワニス 100重量部 ・顔料(リオノールブルーES) (東洋インキ製造(株)製、C.I.Pigment Blue 15:6 ) 15.5重量部 ・顔料(リオノゲンバイオレットRL) (東洋インキ製造(株)製、C.I.Pigment Violet 23 ) 4重量部 (インキ組成物(S−2)の組成) ・ワニス 100重量部 ・顔料(リオノールグリーン2YS) (東洋インキ製造(株)製、C.I.Pigment Green 36) 22重量部 ・顔料(セイカファーストエロー2700) (大日精化工業(株)製、C.I.Pigment Yellow 83 ) 7.5 重量部 (インキ組成物(S−3)の組成) ・ワニス 100重量部 ・顔料(クロモフタルレッドA3B) (チバ・ガイギー社製、C.I.Pigment Red 177 ) 32重量部 ・顔料(セイカファーストエロー2700) (大日精化工業(株)製、C.I.Pigment Yellow 83 ) 8重量部 次に、上述のように保護層と透明電極を形成してカラー
フィルタを得た。すなわち、保護層の形成は、下記に示
される組成の塗工液をスピンコート法(回転数1500
r.p.m.)により上記の着色層上に塗布した(膜厚
2.0μm)。 (保護層形成用の塗工液組成) ・光硬化性アクリレートオリゴマー(o−クレゾールノボラックエポキシアク リレート(分子量1500〜2000)) 35重量部 ・クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 15重量部 ・多官能重合性モノマー(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本 化薬(株)製、DPHA)) 50重量部 ・重合開始剤(チバ・ガイギー社製、イルガキュアー) 2重量部 ・エポキシ硬化剤(ゼネラル・エレクトリック社製、UVB1014 ) 2重量部 ・エチルセロソルブアセテート 200重量部 そして、この塗布膜に対して大日本スクリーン(株)製
のプロキシミティー露光装置を使用し露光量150mJ
/cm2 で全面露光を行った。その後、基板を常温の
1,1,2,2−テトラクロロエタンに1分間浸漬し、
塗布膜の未硬化部分のみを除去し、保護膜を形成した。
That is, using a plate having a stripe-shaped intaglio plate having a plate depth of 6 μm and a width of 110 μm, and a silicone blanket, by the intaglio offset printing method, the following ink composition S-1 was formed between the black matrices on the black matrix substrate. S-2 and S-3 were printed in this order to form blue, green and red stripe patterns having a width of 110 μm, respectively. Then, the ink composition was thermally cured by heating the substrate at 200 ° C. for 30 minutes to obtain a colored layer having a thickness of 2 to 3 μm. (Composition of varnish) -Polyester acrylate resin (Toagosei Kagaku Kogyo Co., Ltd., Aronix M-7100) 70 parts by weight-Diallyl phthalate prepolymer 30 parts by weight (Composition of ink composition (S-1))-Varnish 100 Parts by weight ・ Pigment (Rionol Blue ES) (Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., CI Pigment Blue 15: 6) 15.5 parts by weight ・ Pigment (Rionogen Violet RL) (Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., CI Pigment Violet 23) 4 parts by weight (composition of ink composition (S-2)) 100 parts by weight of varnish ・ Pigment (Rionol Green 2YS) 22 parts by weight of CI Pigment Green 36 (Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) ・ Pigment (Seika First Yellow) 2700) (CIPigment Yellow 83, manufactured by Dainichiseika Co., Ltd.) 7.5 parts by weight (composition of ink composition (S-3)) 100 parts by weight of varnish Material (Chromophtal Red A3B) (Ciba Pigment Co., CIPigment Red 177) 32 parts by weight Pigment (Seika First Yellow 2700) (Dainichi Seika Chemicals Co., Ltd., CI Pigment Yellow 83) 8 parts by weight As described above, a protective layer and a transparent electrode were formed to obtain a color filter. That is, the formation of the protective layer was performed by applying a coating solution having the composition shown below by spin coating (rotation speed 1500
r. p. m. ) Was applied onto the above colored layer (film thickness 2.0 μm). (Composition of coating liquid for forming protective layer) -Photo-curable acrylate oligomer (o-cresol novolac epoxy acrylate (molecular weight 1500 to 2000)) 35 parts by weight-Cresol novolac type epoxy resin 15 parts by weight-Polyfunctional polymerizable monomer (Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)) 50 parts by weight Polymerization initiator (Ciba Geigy, Irgacure) 2 parts by weight Epoxy curing agent (General Electric, UVB1014) ) 2 parts by weight-Ethyl cellosolve acetate 200 parts by weight And an exposure amount of 150 mJ was applied to this coating film by using a proximity exposure device manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd.
The whole surface was exposed at / cm 2 . Then, the substrate is immersed in 1,1,2,2-tetrachloroethane at room temperature for 1 minute,
Only the uncured portion of the coating film was removed to form a protective film.

【0066】さらに、この保護膜上にスパッタリング法
により厚さ0.4μmの酸化インジウムスズ(ITO)
膜を形成して透明電極とし、カラーフィルタを得た。
Further, a 0.4 μm thick indium tin oxide (ITO) film was formed on the protective film by a sputtering method.
A film was formed to form a transparent electrode, and a color filter was obtained.

【0067】このように作製したカラーフィルタと、公
知の方法により形成されたTFT基板とを用いて、LC
Dパネルを作製した。
Using the color filter thus manufactured and a TFT substrate formed by a known method, LC
A D panel was produced.

【0068】なお、TFT基板の半導体層にはアモルフ
ァスシリコンを用い、また、LCDの偏光板は、ノーマ
リーホワイトとなるように貼付した。
Amorphous silicon was used for the semiconductor layer of the TFT substrate, and the polarizing plate of the LCD was attached so as to be normally white.

【0069】このLCDの特性を評価するために、ゲー
ト電圧とLCDの光線透過率との関係を測定した。
In order to evaluate the characteristics of this LCD, the relationship between the gate voltage and the light transmittance of the LCD was measured.

【0070】この結果、本発明によるカラーフィルタを
用いたLCDでは、クロムをブラックマトリックス層と
して用いた従来法によるカラーフィルタを用いたLCD
に比べ、ゲートオフ電圧を2V低減できることがわかっ
た。
As a result, in the LCD using the color filter according to the present invention, the LCD using the color filter according to the conventional method using chromium as the black matrix layer.
It was found that the gate-off voltage can be reduced by 2 V as compared with

【0071】これは、従来法のカラーフィルタを用いた
場合には、カラーフィルタのブラックマトリックス層の
反射率が高いために、LCDのバックライトの光の一部
が、ブラックマトリックス層表面で反射し、TFTへの
入射光となり、TFTの光リーク電流発生の原因となっ
ているのに対し、本発明のブラックマトリックス基板を
用いたカラーフィルタでは、ブラックマトリックス層表
面の反射率が低いために、TFTへの光照射量が減少
し、この結果、TFTの光リーク電流が減少し、ゲート
オフ電圧が改善されるものと推定される。
This is because when the color filter of the conventional method is used, a part of the light of the backlight of the LCD is reflected on the surface of the black matrix layer because the reflectance of the black matrix layer of the color filter is high. The incident light is incident on the TFT, which causes a light leakage current of the TFT. On the other hand, in the color filter using the black matrix substrate of the present invention, the reflectance of the surface of the black matrix layer is low. It is presumed that the amount of light irradiation to the TFT is reduced, and as a result, the light leakage current of the TFT is reduced and the gate-off voltage is improved.

【0072】この結果により、本発明によるブラックマ
トリックス基板を用いたカラーフィルタを用いたLCD
では、LCDの駆動電圧を低減することができ、消費電
力を低減する上で効果が認められた。これは、乾電池駆
動を行った場合の連続使用時間を延長する上で大きな効
果があった。
From this result, an LCD using a color filter using the black matrix substrate according to the present invention
In, the driving voltage of the LCD can be reduced, and the effect of reducing the power consumption was confirmed. This has a great effect on extending the continuous use time when the dry battery is driven.

【0073】また、本発明によるカラーフィルタの別の
効果を評価するために、LCDのコントラスト比の測定
を行った。
Further, in order to evaluate another effect of the color filter according to the present invention, the contrast ratio of the LCD was measured.

【0074】明所におけるコントラスト比測定では、従
来法カラーフィルタに比べ、2.8倍のコントラスト比
を得ることができた。
In contrast ratio measurement in a bright place, a contrast ratio 2.8 times that of the conventional color filter could be obtained.

【0075】これは、カラーフィルタのブラックマトリ
ックス層の低反射率化により、外光の影響が減少したた
めと推定される。
It is presumed that this is because the influence of outside light was reduced by lowering the reflectance of the black matrix layer of the color filter.

【0076】また、暗所においてコントラスト比を測定
した場合にも、本発明によるカラーフィルタを用いた場
合は、従来法に比べ1.8倍のコントラスト比を得るこ
とができた。
Even when the contrast ratio was measured in a dark place, when the color filter according to the present invention was used, a contrast ratio 1.8 times that of the conventional method could be obtained.

【0077】これは、本発明のブラックマトリックス基
板を用いたカラーフィルタを用いた場合には、先に述べ
たようにTFTの光リーク電流が減少し、この結果、黒
表示時のもれ光が改善されたためと推定される。
This is because when the color filter using the black matrix substrate of the present invention is used, the light leakage current of the TFT is reduced as described above, and as a result, the leakage light at the time of black display is reduced. It is presumed that it was improved.

【0078】以上のように、本発明によるカラーフィル
タは、LCDの消費電力の低減、コントラスト比の向上
に効果を有するものであることがわかった。
As described above, it was found that the color filter according to the present invention is effective in reducing the power consumption of the LCD and improving the contrast ratio.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
基板上に予め形成された樹脂レリーフ中に金属硫化物粒
子が均一に分散析出されて黒色パターンが形成されるこ
とにより、可視光波長領域において電磁波のエネルギー
が吸収され、これにより透過光学濃度が高まり、光線透
過率が低下する。特に、金属硫化物粒子を、粒径5〜3
0nmの範囲の粒子が全粒子の80%以上であるような
粒径分布を有し、粒子の投影面積密度が50%以上とす
ることにより、可視光波長領域(400〜700nm)
において透過率が1%以下、観察者側の反射率が10%
以下、液晶セル側の反射率が15%以下であり、前記の
観察者側の反射率について、波長555nmにおける反
射率が7%以下、可視光波長領域400〜700nmの
範囲における最小値と最大値の差が4%以内であるよう
な光学特性を有するブラックマトリックスが得られる。
これを液晶表示デバイスに用いると、薄膜でも遮光性に
優れ、かつ観察者側からの反射率が低く、干渉色が認め
られないため、視認性の向上が図れる。さらに、アクテ
ィブマトリックス方式では液晶セル側の光線反射率を低
く抑えられることにより、液晶内の迷光が低減し、TF
T誤動作の原因となる光リーク電流を抑制することがで
き、LCDの消費電力の低減、コントラスト比の向上と
いう効果も奏する。また、樹脂レリーフを用いているの
でブラックマトリックスのパターン形成が容易であり、
例えば感光性樹脂、電子線レジストを用いれば寸法精度
が高いという利点も有する。
As described in detail above, according to the present invention,
The metal sulfide particles are uniformly dispersed and deposited in the resin relief formed in advance on the substrate to form a black pattern, whereby the electromagnetic wave energy is absorbed in the visible light wavelength region, thereby increasing the transmission optical density. , The light transmittance decreases. In particular, metal sulfide particles having a particle size of 5 to 3
The particle size distribution is such that particles in the range of 0 nm are 80% or more of all particles, and the projected area density of particles is 50% or more, whereby the visible light wavelength region (400 to 700 nm)
Transmittance is 1% or less, observer side reflectance is 10%
Hereinafter, the reflectance on the liquid crystal cell side is 15% or less, the reflectance on the observer side is 7% or less at a wavelength of 555 nm, and the minimum and maximum values in the visible light wavelength range of 400 to 700 nm. It is possible to obtain a black matrix having optical characteristics such that the difference between the two is within 4%.
When this is used for a liquid crystal display device, even a thin film has excellent light-shielding properties, the reflectance from the observer side is low, and interference colors are not recognized, so that the visibility can be improved. Further, in the active matrix system, the light reflectance on the liquid crystal cell side can be suppressed to a low level, so that stray light in the liquid crystal is reduced and TF
The light leak current that causes the malfunction can be suppressed, and the effects of reducing the power consumption of the LCD and improving the contrast ratio are also obtained. Also, since a resin relief is used, it is easy to form a black matrix pattern,
For example, if a photosensitive resin or an electron beam resist is used, there is an advantage that the dimensional accuracy is high.

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

【図1】本発明により製造されたカラーフィルタを用い
たアクティブマトリックス方式による液晶ディスプレイ
の一例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an active matrix liquid crystal display using a color filter manufactured according to the present invention.

【図2】図1に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the liquid crystal display shown in FIG.

【図3】図1に示される液晶ディスプレイに用いられて
いる本発明のカラーフィルタの拡大部分断面図である。
FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of a color filter of the present invention used in the liquid crystal display shown in FIG.

【図4】本発明によるブラックマトリックス基板の製造
方法の一例を説明するための工程図である。
FIG. 4 is a process chart for explaining an example of a method of manufacturing a black matrix substrate according to the present invention.

【図5】本発明のブラックマトリックス基板の概略断面
図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a black matrix substrate of the present invention.

【図6】本発明によるブラックマトリックス基板の他の
製造方法例を説明するための工程図である。
FIG. 6 is a process chart for explaining another example of a method for manufacturing a black matrix substrate according to the present invention.

【図7】粒子の投影面積密度を測定するための方法を模
式的に示す図である。図7(a)は、剥離させられたブ
ラックマトリックス15を厚さ方向に0.06μmの幅
でスライスする図、図7(b)は、スライス片15aを
スライス面方向から透過型電子顕微鏡にて観察する図で
ある。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method for measuring the projected areal density of particles. FIG. 7A is a diagram in which the peeled black matrix 15 is sliced in a width of 0.06 μm in the thickness direction, and FIG. 7B is a transmission electron microscope from a slice plane direction of the sliced piece 15 a. It is a figure to observe.

【図8】本発明サンプル1として作製したブラックマト
リックスを厚さ方向に0.06μm幅でスライスし、そ
のスライス片をスライス面方向から透過型電子顕微鏡に
て観察した薄膜断面を示す図面代用写真である。
FIG. 8 is a drawing-substituting photograph showing a thin film cross section obtained by slicing the black matrix prepared as Sample 1 of the present invention in the thickness direction with a width of 0.06 μm, and observing the sliced piece with a transmission electron microscope from the slice plane direction. is there.

【図9】比較サンプル1として作製したブラックマトリ
ックスを厚さ方向に0.06μm幅でスライスし、その
スライス片をスライス面方向から透過型電子顕微鏡にて
観察した薄膜断面を示す図面代用写真である。
FIG. 9 is a drawing-substituting photograph showing a thin film cross section obtained by slicing a black matrix manufactured as Comparative Sample 1 in a thickness direction with a width of 0.06 μm and observing the sliced piece with a transmission electron microscope from the slice plane direction. .

【図10】図8の写真をさらに5倍に拡大した図面代用
写真である。
FIG. 10 is a drawing-substitute photograph in which the photograph of FIG. 8 is further magnified 5 times.

【図11】図9の写真をさらに5倍に拡大した図面代用
写真である。
FIG. 11 is a drawing-substitute photograph in which the photograph of FIG. 9 is further magnified 5 times.

【図12】本発明サンプル1として作製したブラックマ
トリックスの観察者側からの反射分光特性図である。
FIG. 12 is a reflection spectral characteristic view from the observer side of the black matrix manufactured as Sample 1 of the present invention.

【図13】本発明サンプル1として作製したブラックマ
トリックスの液晶セル側からの反射分光特性図である。
FIG. 13 is a reflection spectral characteristic view from the liquid crystal cell side of the black matrix produced as Sample 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液晶ディスプレイ(LCD) 3…感光性レジスト層 4…樹脂レリーフ 5…触媒含有レリーフ(触媒含有樹脂パターン) 9…ブラックマトリックス用のフォトマスク 10…カラーフィルタ 12…ブラックマトリックス基板 13…基板 14…黒色レリーフ 15…ブラックマトリックス(黒色パターン) 16…着色層 16R、16G、16B…着色パターン 18…保護層 19…透明電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display (LCD) 3 ... Photosensitive resist layer 4 ... Resin relief 5 ... Catalyst containing relief (catalyst containing resin pattern) 9 ... Photomask for black matrix 10 ... Color filter 12 ... Black matrix substrate 13 ... Substrate 14 ... Black relief 15 ... Black matrix (black pattern) 16 ... Colored layer 16R, 16G, 16B ... Colored pattern 18 ... Protective layer 19 ... Transparent electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、この基板上に形成され、少なく
とも金属硫化物粒子を内部に含有する黒色パターンとを
備えることを特徴とする、ブラックマトリックス基板。
1. A black matrix substrate comprising a substrate and a black pattern formed on the substrate and containing at least metal sulfide particles therein.
【請求項2】 前記金属硫化物粒子は、粒径5〜30n
mの範囲の粒子が全粒子の80%以上であるような粒径
分布を有し、粒子の0.06μm厚換算の投影面積密度
が50%以上であることを特徴とする、請求項1に記載
のブラックマトリックス基板。
2. The metal sulfide particles have a particle size of 5 to 30 n.
The particles having a particle size distribution such that the particles in the range of m are 80% or more of all particles, and the projected area density of the particles in terms of 0.06 μm thickness is 50% or more. The black matrix substrate described.
【請求項3】 前記金属硫化物粒子は、硫化ニッケル、
硫化コバルト、硫化銅、硫化銀、硫化パラジウム、硫化
鉄からなる群より選ばれた少なくとも1つであることを
特徴とする、請求項1または2に記載のブラックマトリ
ックス基板。
3. The metal sulfide particles are nickel sulfide,
The black matrix substrate according to claim 1 or 2, which is at least one selected from the group consisting of cobalt sulfide, copper sulfide, silver sulfide, palladium sulfide, and iron sulfide.
【請求項4】 前記黒色パターンは、可視光波長領域4
00〜700nmの範囲において光線透過率が1%以
下、観察者側の光線反射率が10%以下、液晶セル側の
光線反射率が15%以下であり、前記の観察者側の光線
反射率について、波長555nmにおける光線反射率が
7%以下、可視光波長領域400〜700nmの範囲に
おける光線反射率の最小値と最大値の差が4%以内であ
るような光学特性を有することを特徴とする、請求項1
ないし3のいずれかに記載のブラックマトリックス基
板。
4. The black pattern has a visible light wavelength region 4
In the range of 00 to 700 nm, the light transmittance is 1% or less, the light reflectance on the observer side is 10% or less, and the light reflectance on the liquid crystal cell side is 15% or less. The optical characteristics are such that the light reflectance at the wavelength of 555 nm is 7% or less, and the difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the visible light wavelength range of 400 to 700 nm is within 4%. , Claim 1
4. The black matrix substrate according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 基板と、この基板上に形成され少なくと
も金属硫化物粒子を内部に含有する黒色パターンと、こ
の黒色パターン間に形成された着色層と、前記黒色パタ
ーンと着色層を覆うように設けられた透明電極を備える
ことを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載
されたブラックマトリックス基板を用いたカラーフィル
タ。
5. A substrate, a black pattern formed on the substrate and containing at least a metal sulfide particle therein, a colored layer formed between the black patterns, and the black pattern and the colored layer are covered. A color filter using the black matrix substrate according to any one of claims 1 to 3, comprising a transparent electrode provided.
JP2736594A 1994-01-31 1994-01-31 Black matrix substrate and color filter using the same Pending JPH07218715A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2736594A JPH07218715A (en) 1994-01-31 1994-01-31 Black matrix substrate and color filter using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2736594A JPH07218715A (en) 1994-01-31 1994-01-31 Black matrix substrate and color filter using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07218715A true JPH07218715A (en) 1995-08-18

Family

ID=12219030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2736594A Pending JPH07218715A (en) 1994-01-31 1994-01-31 Black matrix substrate and color filter using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07218715A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005250461A (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Fuji Photo Film Co Ltd Light shielding film for display device and its manufacturing method, metal particulate containing composition, photosensitive transfer material, and substrate and color filter for display device
US7556856B2 (en) 2003-11-25 2009-07-07 Fujifilm Corporation Fine particle composition and light-shielding film using the same
JP2014024727A (en) * 2012-07-27 2014-02-06 Kobe Steel Ltd Copper sulfide film and method of manufacturing thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7556856B2 (en) 2003-11-25 2009-07-07 Fujifilm Corporation Fine particle composition and light-shielding film using the same
JP2005250461A (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Fuji Photo Film Co Ltd Light shielding film for display device and its manufacturing method, metal particulate containing composition, photosensitive transfer material, and substrate and color filter for display device
JP4602106B2 (en) * 2004-02-06 2010-12-22 富士フイルム株式会社 Light shielding film for display device, production method thereof, composition containing metal fine particles, substrate for display device, and color filter
JP2014024727A (en) * 2012-07-27 2014-02-06 Kobe Steel Ltd Copper sulfide film and method of manufacturing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5501900A (en) Black matrix substrate, and color filter and liquid crystal display device using the same
US5631753A (en) Black matrix base board and manufacturing method therefor, and liquid crystal display panel and manufacturing method therefor
JPH08146410A (en) Black matrix substrate and color filter using the same
KR0155027B1 (en) Paint for shading film and shading film of color filter
KR100264065B1 (en) Black matrix base board and manufactuaring method therefor, and manufactuaring method therefor
JPH07218715A (en) Black matrix substrate and color filter using the same
JPH08227009A (en) Color filter
JP3283620B2 (en) Black matrix substrate
US20230185139A1 (en) Liquid crystal display device and method of producing liquid crystal display device
JP3318353B2 (en) Black matrix substrate and method of manufacturing the same
JP3287635B2 (en) Manufacturing method of color filter
JP3247904B2 (en) Manufacturing method of black matrix substrate
JP3283604B2 (en) Relief image for black matrix substrate
JP3247902B2 (en) Manufacturing method of black matrix substrate
JP3260879B2 (en) Black matrix substrate
JPH0675110A (en) Production of black matrix substrate
JP2002174817A (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing the same
KR20030091753A (en) Diffusion reflection plate and manufacturing method thereof, and proximity photo method
JP3283602B2 (en) Relief image for black matrix substrate
JPH0675111A (en) Production of black matrix substrate
JP3247912B2 (en) Black matrix substrate
JP4206209B2 (en) Method for manufacturing substrate with metal pattern, substrate with metal pattern, method for manufacturing substrate with metal pattern for liquid crystal display device, substrate with metal pattern for liquid crystal display device, and liquid crystal display device
JP3295156B2 (en) Photosensitive material for making black matrix substrates
JP3283610B2 (en) Relief image for black matrix substrate
JPH08220339A (en) Color filter, liquid crystal display device using it and its production