JPH08227009A - Color filter - Google Patents
Color filterInfo
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- JPH08227009A JPH08227009A JP5652195A JP5652195A JPH08227009A JP H08227009 A JPH08227009 A JP H08227009A JP 5652195 A JP5652195 A JP 5652195A JP 5652195 A JP5652195 A JP 5652195A JP H08227009 A JPH08227009 A JP H08227009A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は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、遮光性
に優れ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 color filter,
In particular, the present invention relates to a color filter having high display contrast, high dimensional accuracy, and excellent light-shielding properties.
【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
(カラーフィルタの透明基板側の可視光線反射率)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5−75178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 (visible light reflectance on the transparent substrate side of the color filter) in order to enhance the display contrast under strong external light, and malfunction of the thin film transistor. In order to suppress the light leakage current that causes the above, it is necessary to suppress the light reflectance on the liquid crystal cell side (see Japanese Patent Application No. 5-75178, etc.), and therefore the manufacturing cost is further increased. Need to do.
【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)。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).
【0009】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光線反
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、純粋な黒が得られ
ないという欠点があり、この干渉色を無くすことが要求
されている。However, this black matrix also has a higher light reflectance on the observer side as compared with a black matrix using low-reflection chrome in terms of optical characteristics, and lowers the light reflectance in order to obtain a sufficient display contrast. Was required. 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 drawback that when viewed from the observer side, a reddish purple interference color is observed and pure black cannot be obtained, and it is required to eliminate this interference color. There is.
【0010】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
スを備えるカラーフィルタの開発が強く要望されてい
る。Therefore, there is a strong demand for the development of a color filter having a black matrix which satisfies the above-mentioned required characteristics and is inexpensive to manufacture.
【0011】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ができ、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を備えた
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 color filter having a black matrix that has a low light reflectance throughout the entire region, high dimensional accuracy, excellent light-shielding properties, and low cost.
【0012】[0012]
【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、本発明のカラーフィルタは、透明基板と、こ
の透明基板の上に形成された着色レリーフ層と、この着
色レリーフ層の上に前記透明基板と非接触の状態で形成
された黒色レリーフ層と、これら黒色レリーフ層と着色
レリーフ層を覆うように設けられた透明電極を備えるよ
うに構成した。In order to achieve such an object, the color filter of the present invention comprises a transparent substrate, a colored relief layer formed on the transparent substrate, and a colored relief layer on the colored relief layer. And a black relief layer formed in a non-contact state with the transparent substrate, and a transparent electrode provided so as to cover the black relief layer and the colored relief layer.
【0013】また、前記着色レリーフ層は、前記透明基
板の表面が露出しないように順次連接して形成されてお
り、前記黒色レリーフ層は、その内部に微細粒子を含有
し、かつ前記着色レリーフ層が連接する境界上に形成さ
れているように構成した。Further, the colored relief layer is formed by sequentially connecting the transparent substrate so that the surface of the transparent substrate is not exposed, and the black relief layer contains fine particles therein and the colored relief layer. Are formed on the boundary where they are connected.
【0014】ここで、前記微細粒子は、ニッケル、コバ
ルト、銅、またはこれら金属の1種以上からなる合金、
黒色染料、および黒色顔料の中から選ばれた少なくとも
1つであるのが好適である。Here, the fine particles are nickel, cobalt, copper, or an alloy containing one or more of these metals,
At least one selected from a black dye and a black pigment is suitable.
【0015】また、前記微細粒子は、粒径5〜50nm
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。The fine particles have a particle size of 5 to 50 nm.
It is preferable that the particles within the range have a particle size distribution such that they are 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.
【0016】また、前記記黒色レリーフ層は、可視光波
長領域400〜700nmの範囲において光線透過率が
1%以下であるような光学特性を有するのが好適であ
る。The black relief layer preferably has optical characteristics such that the light transmittance is 1% or less in the visible light wavelength range of 400 to 700 nm.
【0017】また、前記微細粒子は、無電解メッキ法に
より形成されるのが好適である。Further, the fine particles are preferably formed by an electroless plating method.
【0018】[0018]
【作用】着色レリーフ層は、膜厚0.1〜2μmで着色
剤に染料、無機顔料ないしは有機顔料を含む樹脂膜であ
り、着色剤の種類としては、赤色、緑色、青色等のいず
れの分光特性でもよい。また、黒色レリーフ層(ブラッ
クマトリックス)は、予め、形成された樹脂レリーフ中
に微細粒子が均一に分散析出され、さらにこの微細粒子
は、粒径5〜50nm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。The colored relief layer is a resin film having a film thickness of 0.1 to 2 μm and containing a dye, an inorganic pigment or an organic pigment as a coloring agent, and the coloring agent can be selected from among red, green, blue and the like. It may be a characteristic. Further, in the black relief layer (black matrix), fine particles are uniformly dispersed and deposited in the resin relief formed in advance. Further, in the fine particles, 80% of all particles have a particle size in the range of 5 to 50 nm. The particle size distribution is as described above, and the projected area density of the particles is 50% or more.
【0019】従って、前述の黒色レリーフ層(ブラック
マトリックス)は、可視光波長領域400〜700nm
の範囲において光線透過率が1%以下であるような光学
特性を有し、その結果、遮光性に優れ、かつ観察者側か
らの反射率が低く、干渉色の認められない黒色レリーフ
層(ブラックマトリックス)を備えたカラーフィルタ基
板が形成される。また、着色レリーフ層および黒色レリ
ーフ層は樹脂レリーフ層を用いているので、黒色レリー
フ層(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。Therefore, the above black relief layer (black matrix) has a visible light wavelength range of 400 to 700 nm.
In the range of 1% or less, the optical characteristics are such that the light transmittance is 1% or less, and as a result, the light-shielding property is excellent, the reflectance from the observer side is low, and no interference color is observed. A color filter substrate having a matrix is formed. Further, since the colored relief layer and the black relief layer use the resin relief layer, it is easy to form the pattern of the black relief layer (black matrix). For example, if a photosensitive resin or an electron beam resist is used, the dimensional accuracy is high. It also has the advantage.
【0020】[0020]
【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.
【0021】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.
【0022】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と、この透明基板13の上に透明基板13の表面
が露出しないように順次連接して形成された着色レリー
フ層16を備えている。着色レリーフ層16は赤色パタ
ーン16R、緑色パターン16G、青色パターン16B
の着色パターン(着色層)を備えており、これらの着色
レリーフ層16が連接する境界上には、黒色レリーフ層
(ブラックマトリックス)15が形成されている。従っ
て、黒色レリーフ層15は、前記透明基板13と非接触
の状態で形成された状態にある。FIG. 3 is an enlarged partial sectional view of the color filter 10. In FIG. 3, the color filter 10 includes a transparent substrate 13 and a colored relief layer 16 formed on the transparent substrate 13 so as to be sequentially connected to each other so that the surface of the transparent substrate 13 is not exposed. The colored relief layer 16 has a red pattern 16R, a green pattern 16G, and a blue pattern 16B.
The colored relief layer 16 is provided, and the black relief layer (black matrix) 15 is formed on the boundary where these colored relief layers 16 are connected. Therefore, the black relief layer 15 is in a state of being formed in a non-contact state with the transparent substrate 13.
【0023】さらに、これらの上には図示のごとく、黒
色レリーフ層15と着色レリーフ層16を覆うように保
護層18および透明電極19が順次形成されている。な
お、このカラーフィルタ10は透明電極19が液晶層4
0側に位置するように配設されている。なお、着色レリ
ーフ層16の各着色パターンの配列は図示の例ではモザ
イク配列となっているが、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。Further, as shown in the drawing, a protective layer 18 and a transparent electrode 19 are sequentially formed on these so as to cover the black relief layer 15 and the colored relief layer 16. In addition, in the color filter 10, the transparent electrode 19 has the liquid crystal layer 4
It is arranged so as to be located on the 0 side. The colored relief layer 16 is arranged in a mosaic pattern in the illustrated example, but the colored pattern is not limited to this and may be a triangular array, a stripe array, or the like.
【0024】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
には黒色レリーフ層(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 colored patterns 16R, 16G, 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 relief layer (black matrix) 15.
【0025】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 in the state where the illumination light is irradiated 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.
【0026】カラーフィルタ10を構成するカラーフィ
ルタ基板12の透明基板13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
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。
この中で、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。The transparent substrate 13 of the color filter substrate 12 constituting the color filter 10 is a rigid material such as quartz glass, Pyrex glass, synthetic quartz plate, or the like, or a transparent resin film, an optical resin plate, or the like. A flexible material having flexibility can be used.
Among them, especially Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion and is excellent in dimensional stability and workability in high temperature heat treatment, and since it is a non-alkali glass containing no alkali component in the glass, It is suitable as a color filter for LCDs using the active matrix method. In addition, in applications such as reflection projection type, a metal reflective film may be formed on one side surface of the transparent substrate,
Further, a metal reflective film may be used for a thin film transistor or an active matrix display electrode on a silicone substrate.
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.
【0027】ここで、本発明に用いられるカラーフィル
タ基板12の製造方法の一例を図4を参照して説明す
る。Here, an example of a method of manufacturing the color filter substrate 12 used in the present invention will be described with reference to FIG.
【0028】図4において、まず透明基板13上に、フ
ォトレジストの染色法、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、着色レリーフ層16を形成する(図4
(A))。これらの着色レリーフ層16は、通常、赤色
パターン16R、緑色パターン16G、青色パターン1
6Bの着色パターンを備えており、これらは透明基板1
3の表面が露出しないように0.1〜2μm程度の膜厚
で順次形成される。In FIG. 4, first, on the transparent substrate 13, a dyeing method of a photoresist, a dispersion method of applying a photosensitive resin in which a pigment is dispersed in advance and making it a relief by a photolithography method, a printing method such as an offset method, an electrodeposition method. The colored relief layer 16 is formed according to various known methods such as (see FIG. 4).
(A)). These colored relief layers 16 are usually the red pattern 16R, the green pattern 16G, and the blue pattern 1
6B colored pattern, these are transparent substrate 1
3 is sequentially formed with a film thickness of about 0.1 to 2 μm so that the surface of No. 3 is not exposed.
【0029】次に、この着色レリーフ層16を覆うよう
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
0.2〜5.0μm、好ましくは0.2〜2μm程度の
感光性レジスト層3を形成する(図4(B))。Next, a photosensitive resist containing a hydrophilic resin is applied so as to cover the colored relief layer 16, and the photosensitive resist having a thickness of 0.2 to 5.0 μm, preferably 0.2 to 2 μm is applied. The layer 3 is formed (FIG. 4B).
【0030】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
(C))。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樹脂レ
リーフ4を形成する(図4(D))。次にこの透明基板
13に熱処理(80〜200℃、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(E))。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層15とする(図4(F))。Next, the photosensitive resist layer 3 is exposed through the photomask 9 for the black matrix (FIG. 4).
(C)). Then, the exposed photosensitive resist layer 3 is developed to form a resin relief 4 having a pattern for a black matrix (FIG. 4 (D)). Next, this transparent substrate 13 is subjected to heat treatment (80 to 200 ° C., 5 to 30 minutes), then 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 (FIG. 4 (E)). The heat treatment may be performed after the catalyst-containing relief is formed. And
By bringing the catalyst-containing relief 5 on the transparent substrate 13 into contact with an electroless plating solution, metal particles are deposited in the relief to form a black relief layer 15 (FIG. 4 (F)).
【0031】そしてその後、この基板に加熱あるいは硬
膜剤塗布による硬膜処理を施して、カラーフィルタ基板
12を形成する(図5)。Then, the substrate is subjected to a film hardening treatment by heating or coating with a film hardening agent to form a color filter substrate 12 (FIG. 5).
【0032】また、カラーフィルタ基板12の他の製造
方法例を図6を参照して説明する。まず透明基板13上
に、上記第一の製造方法例の場合と同様にしてフォトレ
ジストの染色法、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、着色レリーフ層16を形成する(図6(A))。
これらの着色レリーフ層16は、通常、赤色パターン1
6R、緑色パターン16G、青色パターン16Bの着色
パターンを備えており、これらは透明基板13の表面が
露出しないように0.1〜2μm程度の膜厚で順次形成
される。Another example of the method of manufacturing the color filter substrate 12 will be described with reference to FIG. First, in the same manner as in the case of the first manufacturing method example, on the transparent substrate 13, a dyeing method of a photoresist, a dispersion method of applying a photosensitive resin in which a pigment is dispersed in advance and making it a relief by a photolithography method, an offset, etc. The colored relief layer 16 is formed according to various known methods such as a printing method and an electrodeposition method (FIG. 6A).
These colored relief layers 16 usually have a red pattern 1
6R, a green pattern 16G, and a blue pattern 16B are provided, and these are sequentially formed with a film thickness of about 0.1 to 2 μm so that the surface of the transparent substrate 13 is not exposed.
【0033】次いでこの透明基板13上に、これらの着
色レリーフ層16を覆うようにして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0.2〜5.0μm、好
ましくは0.2〜2μm程度の感光性レジスト層6を形
成する(図6(B))。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(C))。そして、露光後の感光性レジスト層
6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
(D))。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
層15を形成する(図6(E))。Then, a photosensitive resist containing a hydrophilic resin and an aqueous solution of a metal compound serving as a catalyst for electroless plating is coated on the transparent substrate 13 so as to cover these colored relief layers 16, and a thickness of 0 is obtained. 2 to 5.0 μm, preferably about 0.2 to 2 μm, is formed as the photosensitive resist layer 6 (FIG. 6B). Next, the photosensitive resist layer 6 is exposed through the black matrix photomask 9 (FIG. 6C). Then, the photosensitive resist layer 6 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).
(D)). Next, the catalyst-containing relief 7 on the transparent substrate 13
Is contacted with an electroless plating solution to form a black relief layer 15 (FIG. 6 (E)).
【0034】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カラーフィルタ
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 color filter substrate 12 is formed by subjecting the black matrix to a film hardening treatment by heating or applying a film hardening agent (FIG. 5).
【0035】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、着色レリーフ層が形成
され、かつ、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
キ法により微細粒子を析出させた黒色レリーフ層のブラ
ックマトリックス(遮光層)が形成される点である。A common characteristic of the above-mentioned production examples of the black matrix substrate is that the colored relief layer is formed and the resin relief containing the catalyst core component having the function of initiating the electroless plating reaction is This is the point that a black matrix (light-shielding layer) of a black relief layer in which fine particles are deposited is formed by an electroless plating method.
【0036】したがって、カラーフィルタ基板12は、
図5に示されるように、基板13の上に、所定のレリー
フ形状に形成された着色レリーフ層16と、その上に、
少なくとも金属の微細粒子を内部に含有し、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黒色レリーフ
層(ブラックマトリックス)15とを備える。Therefore, the color filter substrate 12 is
As shown in FIG. 5, a colored relief layer 16 formed in a predetermined relief shape on the substrate 13 and thereon,
A black relief layer (black matrix) 15 containing at least fine metal particles therein, and optionally having a reducible metal salt of an electroless plating solution and a reducing agent and formed into a predetermined relief shape. .
【0037】着色レリーフ層16は、染料、無機顔料な
いしは有機顔料等の着色剤を含む樹脂膜であり、着色剤
としては赤色、緑色、青色等、いずれの分光特性をもつ
ものでもよい。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
等が挙げられる。フォトリソグラフィー法で用いられる
感光性樹脂としては、ポリビニルアルコール系の光架橋
型感光性樹脂やアクリル樹脂系の光重合型樹脂等が挙げ
られる。これら樹脂は、下記に述べる黒色レリーフ層1
5に用いられる樹脂と同様のものを用い得る。The colored relief layer 16 is a resin film containing a colorant such as a dye, an inorganic pigment or an organic pigment, and the colorant may have any spectral characteristic such as red, green and blue. As the resin used, a resin which 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 photosensitive resin used in the photolithography method include a polyvinyl alcohol-based photocrosslinking type photosensitive resin and an acrylic resin-based photopolymerization type resin. These resins are used as the black relief layer 1 described below.
The same resin as that used in 5 can be used.
【0038】黒色レリーフ層15は、少なくとも金属の
微細粒子を内部に含有する。この微細粒子は、粒径5〜
50nm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10〜30nm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50nm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3%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。また、このような粒径分布をもたず粒径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 black relief layer 15 contains at least fine metal particles therein. The fine particles have a particle size of 5 to 5.
Those having a particle size distribution such that particles in the range of 50 nm are 80% or more of all particles, preferably those having a particle size in the range of 10 to 30 nm are 80% or more of all particles, Particularly, it is suitable for lowering the light transmittance while keeping the light reflectance low. When the number of particles having such a particle size distribution and a particle size of more than 50 nm increases, the characteristic distribution (numerical variation) of the light reflectance on the observer side increases, so that there is a region where the light reflectance exceeds 3%. The inconvenience occurs that a good quality black matrix cannot be obtained. Further, if there are many particles having such a particle size distribution and a particle size of less than 5 nm, there is a disadvantage that the light transmittance of 1% or less, which is an optical characteristic required as a 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.
【0039】さらに黒色レリーフ層15に含有される微
細粒子は、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 fine particles contained in the black relief layer 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.
【0040】光線透過率はさらに黒色レリーフ層(ブラ
ックマトリックス)15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、微細粒子の0.06μm厚換算の投影面積密度
は、図7に示されるように黒色レリーフ層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黒色レリーフ層15の
領域を観察して求める(図7(b))。The light transmittance further relates to the film thickness of the black relief layer (black matrix) 15, and its thickness is set so that the above light transmittance is 1% or less.
The projected area density of the fine particles in terms of a thickness of 0.06 μm is obtained by slicing the black relief layer 15 with a width of 0.06 μm using a microtome in the film thickness direction as shown in FIG. 7 (see FIG. )), This slice piece 15a is obtained by observing the region of the black relief layer 15 with a transmission electron microscope from the slice plane direction (FIG. 7 (b)).
【0041】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、0.06
μm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。To give an example of a specific measuring method, the thickness of the section was measured with a multi-differential interference microscope or the like, and one having 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 0.06
The conversion of the thickness of μm into the projected area density D (%) was calculated by the following formula.
【0042】[0042]
【数1】 上記金属の微細粒子の粒径は、黒色レリーフ層15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、処理時間等の要因によって変化しうる。[Equation 1] In the production of the black relief layer 15, for example, the plating time, the plating solution temperature,
It may vary depending on factors such as the pH of the plating solution, the agitation of the object to be plated (resin relief containing the catalyst nuclei), the concentration of the activation treatment liquid in the catalyst nucleation step, the treatment time and the like.
【0043】なお、本発明において、上記微細粒子とし
ては、ニッケル、コバルト、銅またはこれら金属の1種
以上からなる合金、黒色染料、および黒色顔料の中から
選ばれた少なくとも1つである。黒色染料としては、ジ
スアゾ染料、金属含有アゾ染料、アントラキノン染料、
モノアゾ染料、ヒドロオキシケトン染料、硫化染料等が
具体的に例示され、黒色顔料としては、カーボンブラッ
ク、黒鉛、鉄黒、硫化ニッケル、硫化銅、硫化銀、硫化
鉛等が具体的に例示される。In the present invention, the fine particles are at least one selected from nickel, cobalt, copper or alloys of one or more of these metals, black dyes, and black pigments. Examples of black dyes include disazo dyes, metal-containing azo dyes, anthraquinone dyes,
Specific examples include monoazo dyes, hydroxyketone dyes and sulfur dyes, and examples of black pigments include carbon black, graphite, iron black, nickel sulfide, copper sulfide, silver sulfide and lead sulfide. .
【0044】この黒色レリーフ層15に用いられる樹脂
としては、例えば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 black relief layer 15 includes, for example, a photosensitive resist containing a hydrophilic resin, such as natural proteins such as gelatin, casein, glue, ovalbumin, carboxymethyl cellulose, and the like. Polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, maleic anhydride copolymer, and one or more hydrophilic resins such as carboxylic acid modified products or sulfonic acid modified products of the above resins. To a mixture of, for example, a diazo resin having a diazo group having a diazo group and a reaction product of paraformaldehyde, an azide compound having an azide group, a cinnamic acid condensation resin obtained by condensing cinnamic acid with polyvinyl alcohol,
The photosensitivity can be given by adding a resin using a stilbazolium salt or a resin having a photocurable photosensitive group such as ammonium dichromate. In addition,
Of course, 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.
【0045】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、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、本発明に用いられるカラーフ
ィルタ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 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 color filter substrate used in 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 diluting it. When such a metal compound is contained in the photosensitive resist as described above, it is preferably contained in an amount of about 0.01 to 5% by weight in terms of metal ion.
【0046】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15〜50℃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, a 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 50 ° C.
【0047】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.
【0048】上記の種々の還元剤の中でも、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
(15〜30℃)で還元する能力に優れており用いるこ
とができる。Among the various reducing agents described above, particularly the boron-based reducing agent is used at room temperature (15 to 30 ° C.) for both the metal compound serving as the catalyst nucleus of electroless plating and the reducible metal salt. It has an excellent ability to be reduced and can be used.
【0049】本発明では黒色レリーフ層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3%以下、よ
り好ましくは2%以下であるのが好適である。さらにこ
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1%以下、より好ましくは0.5%以
下であるような光学特性を有するのが好適である。この
ような範囲に設定することにより、ブラックマトリック
スに本来要求される遮光性の加え、フラットな反射分光
特性を有することによる視認性の向上が図られる。In the present invention, the black relief layer 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. Further, it is preferable that the light reflectance on the observer side is 3% or less, more preferably 2% or less. Further, regarding the light reflectance on the observer side, it is preferable to have optical characteristics such that the light reflectance at a wavelength of 555 nm is 1% or less, more preferably 0.5% or less. By setting in such a range, in addition to the light-shielding property originally required for the black matrix, the visibility is improved by having a flat reflection spectral characteristic.
【0050】本発明のカラーフィルタ10は、上述のよ
うなカラーフィルタ基板12を用いて形成される。The color filter 10 of the present invention is formed by using the color filter substrate 12 as described above.
【0051】さらに、カラーフィルタ10の着色レリー
フ層16と黒色レリーフ層15(ブラックマトリック
ス)とを覆うように保護層18を設けても良い。保護層
18は、カラーフィルタ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18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 colored relief layer 16 and the black relief layer 15 (black matrix) of the color filter 10. The protective layer 18 is for the purpose of smoothing the surface of the color filter 10, improving reliability, and preventing contamination of the liquid crystal layer 40. The protective layer 18 includes an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, an epoxy resin, A transparent resin such as a polyimide resin, particularly a curable resin by heat or light is preferably used. Alternatively, it can be formed using a transparent inorganic compound such as silicon dioxide. The thickness of the protective layer 18 is preferably about 0.5 to 50 μm.
【0052】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.
【0053】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)を用い、この
上に下記の要領で着色レリーフ層16を形成した。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. (Preparation of Sample 1 of the Invention) 7059 glass (thickness: 1.1 mm) manufactured by Corning Incorporated was used as a transparent substrate, and a colored relief layer 16 was formed thereon in the following manner.
【0054】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、少なくと
もストライプパターン間で透明基板の表面が露出しない
ように、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1〜2μmの着色
レリーフ層16を形成した。 (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、この着色レリーフ層16を設けた基板について、
UVオゾン処理を行い、さらに次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、80
℃、10分間の条件で乾燥して感光性レジスト層(厚さ
0.95μm)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5.5%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) 71重量部 次に、この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、大日
本スクリーン(株)製のプロキシミティー露光装置を用
いて、露光量150mJ/cm2 で全面露光を行った。
この時、着色レリーフ層のストライプパターン間の境界
上に後述の黒色レリーフ(ブラックマトリックス)が形
成されるように、マスクアライメント露光を行った。そ
の後、常温の水を用いてスプレー現像を行いエアー乾燥
してブラックマトリックス用の線幅20μmの樹脂レリ
ーフを形成した。That is, by 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, the following ink composition was applied by an intaglio offset printing method so that the surface of the transparent substrate was not exposed at least between the stripe patterns. The products S-1, S-2, and S-3 were printed in this order to form blue, green, and red stripe patterns having a width of 110 μm. Then, the ink composition was thermoset by heating the substrate at 200 ° C. for 30 minutes to form a colored relief layer 16 having a film thickness of 1 to 2 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., CI Pigment Red 177) 32 parts by weight Pigment (Seika Fast Yellow 2700) (Dainichi Seika Chemicals Co., Ltd., CI Pigment Yellow 83) 8 parts by weight Regarding the substrate provided with the colored relief layer 16,
UV ozone treatment is performed, and then a photosensitive resist having the following composition is applied by spin coating.
The photosensitive resist layer (thickness 0.95 μm) was formed by drying at 10 ° C. for 10 minutes. (Composition of photosensitive resist) -Polyvinyl alcohol 5.5% aqueous solution (Nippon Gosei Kagaku KK, Gohsenal T-330) 1000 parts by weight-Diazo resin 5% aqueous solution (Shinko Giken D-011) 71 parts by weight Next, an exposure amount of 150 mJ / cm was applied to the photosensitive resist layer through a photomask (line width 20 μm) for a black matrix using a proximity exposure device manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd. The entire surface was exposed at 2 .
At this time, mask alignment exposure was performed so that a black relief (black matrix) described later was formed on the boundary between the stripe patterns of the colored relief layer. After that, spray development was performed using water at room temperature and air drying was performed to form a resin relief for a black matrix having a line width of 20 μm.
【0055】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5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 it 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 5 minutes, washed with water and drained to obtain a catalyst-containing relief. .
【0056】その後、この透明基板を40℃の無電解N
iBメッキ液(上村工業(株)製、BEL801)に1
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 40 ° C.
1 for iB plating solution (BEL801 manufactured by Uemura Industry Co., Ltd.)
It was dipped for a minute, washed with water and dried to form a black relief.
【0057】さらにその後、この黒色レリーフを、20
0℃、1時間の熱処理を施して、黒色レリーフ(ブラッ
クマトリックス)を形成した。After that, this black relief is replaced by 20
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 1 hour to form a black relief (black matrix).
【0058】次に、上述の基板の上に保護層の形成を行
った。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1500r.p.
m.)により塗布した(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。
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、本発明サンプル1を作製した。 (本発明サンプル2の作製)上記本発明サンプル1の無
電解NiBメッキ液を無電解CoBメッキ液(上村工業
(株)製、BEL801メッキ液中の金属塩の硫酸ニッ
ケル(濃度0.1mol/l)を硫酸コバルト(濃度
0.1mol/l)に変更)した以外は、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の無
電解NiBメッキ液を無電解CoNiBメッキ液(上村
工業(株)製、BEL801メッキ液中の金属塩成分に
ついて、硫酸ニッケル0.06mol/lと硫酸コバル
ト0.04mol/lといった濃度条件で調製)に変更
した以外は、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につい
て、着色レリーフ層のストライプパターン間にすき間を
設け、そのすき間の透明基板上に黒色レリーフ(ブラッ
クマトリックス)を直接設けた以外は、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
キ浴温度40℃を20℃に変更した以外は、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1分間から5分間に変更した以外は、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1のメッ
キ浴温度40℃を20℃に変更し、且つメッキ時間を1
分間から15秒間に変更した以外は、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0.11μm)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。Next, a protective layer was formed on the above-mentioned substrate. That is, the formation of the protective layer was performed by applying a coating solution having the composition shown below by a spin coating method (rotation speed 1500 rpm).
m. (The film thickness is 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.
Furthermore, an indium tin oxide (ITO) film having a thickness of 0.4 μm was formed on this protective film by a sputtering method to form a transparent electrode, and Sample 1 of the present invention was manufactured. (Preparation of Inventive Sample 2) The electroless NiB plating solution of Inventive Sample 1 was electroless CoB plating solution (manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd., nickel sulfate of metal salt in BEL801 plating solution (concentration: 0.1 mol / l). Example 2 of the present invention was produced in the same manner as Example 1 of the present invention except that cobalt sulfate was changed to cobalt sulfate (concentration: 0.1 mol / l). (Production of Inventive Sample 3) The electroless NiB plating solution of Inventive Sample 1 was electroless CoNiB plating solution (manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd., metal salt component in BEL801 plating solution, nickel sulfate 0.06 mol / l). Sample 3 of the present invention was prepared in the same manner as Sample 1 of the present invention except that the concentration of cobalt sulfate was changed to 0.04 mol / l. (Preparation of Comparative Sample 1) The sample of the present invention except that a gap was provided between the stripe patterns of the colored relief layer and the black relief (black matrix) was directly provided on the transparent substrate in the gap in the sample 1 of the present invention. Comparative Sample 1 was prepared in the same manner as 1. (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 bath temperature of Sample 1 of the present invention 1 was changed from 40 ° C to 20 ° C. (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 1 minute to 5 minutes. (Production of Comparative Sample 4) The plating bath temperature of 40 ° C. of the sample 1 of the present invention was changed to 20 ° C., and the plating time was 1
Comparative Sample 4 was prepared in the same manner as Sample 1 of the present invention except that the time was changed from 15 minutes to 15 seconds. (Production of Comparative Sample 5) A chromium oxide film (film thickness 0.025 μm) was formed on the transparent substrate used in the sample 1 of the present invention by a sputtering method, and a chromium film (film thickness 0.11 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).
【0059】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 (line width 20 μm) for a black matrix. 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.
【0060】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.
【0061】さらにこの基板上に、版深6μm、幅11
0μm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、少なくともストライプパターン間で透明基板の表面
が露出しないように、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1
〜2μmの着色層を有する着色レリーフ基板を得た。Further, on this substrate, a plate depth of 6 μm and a width of 11
The following ink compositions S-1 and S- were used to prevent the surface of the transparent substrate from being exposed at least between stripe patterns by an intaglio offset printing method using a plate having a 0 μm stripe intaglio and a silicone blanket.
2 and S-3 were printed in this order to form blue, green, and red stripe patterns having a width of 110 μm. Then, the substrate is heated at 200 ° C. for 30 minutes to thermally cure the ink composition to a film thickness of 1
A colored relief substrate having a colored layer of ˜2 μm was obtained.
【0062】次に、上述の基板上に本発明サンプル1と
同様にして保護膜の形成および酸化インジウムスズ(I
TO)膜の透明電極の形成を行い、比較サンプル5を作
製した。Next, a protective film was formed on the above-mentioned substrate in the same manner as in Sample 1 of the present invention and indium tin oxide (I
A transparent electrode of a (TO) film was formed to prepare Comparative Sample 5.
【0063】上述の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、黒色レリ
ーフ層(ブラックマトリックス)中の微細粒子の粒子径
および投影面積密度を透過型電子顕微鏡((株)日立製
作所、H−8100)により測定し、評価を行った。The above eight samples (invention sample 1)
.About.3 and Comparative Samples 1 to 5), the particle size and projected area density of the fine particles in the black relief layer (black matrix) were measured by a transmission electron microscope (H-8100, Hitachi, Ltd.), An evaluation was made.
【0064】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(株)、AH2−SRK/ST
K)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
で測定した最大透過率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 )について評価した。Regarding the light transmittance (T) and light reflectance (R) of the black matrix, a microspectrophotometer (Olympus Optical Co., Ltd., AH2-SRK / ST) was used.
According to (K), the transmitted light and the specularly reflected light of the light which is almost vertically incident on the substrate 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 maximum transmittance T (%) measured in the range of 400 to 700 nm was evaluated. Also, the light reflectance is an aluminum vapor deposition plate as a reference,
The measurement was carried out on the basis of the case where there was no reflective object as a background. In particular, the light reflectance was evaluated light reflectance (reflectance of the observer side R O) in the case of light irradiation from the substrate side of the black matrix 15.
【0065】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
Was written.
【0066】[0066]
【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。また、透過率および反射率は、本発明サンプ
ルの場合、ブラックマトリックスが形成された領域で着
色層R(RED)と着色層G(GREEN)の境界(表
1中ではR/Gで表示)、着色層G(GREEN)と着
色層B(BLUE)の境界(表1中ではG/Bで表
示)、および着色層B(BLUE)と着色層R(RE
D)の境界(表1中ではB/Rで表示)の3箇所におい
て測定を行い、また、本発明サンプル以外のサンプルの
場合はすべて、着色層Rと着色層Gの境界において同様
な測定を行った。[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. Further, in the case of the sample of the present invention, the transmittance and the reflectance are the boundary between the colored layer R (RED) and the colored layer G (GREEN) in the region where the black matrix is formed (indicated by R / G in Table 1), The boundary between the colored layer G (GREEN) and the colored layer B (BLUE) (indicated by G / B in Table 1), and the colored layer B (BLUE) and the colored layer R (RE
D) is measured at three boundaries (indicated by B / R in Table 1), and in the case of samples other than the sample of the present invention, similar measurement is performed at the boundary between the colored layer R and the colored layer G. went.
【0067】表1の結果から明らかなように、本発明サ
ンプル1〜3は、微細粒子の粒径が5〜50nm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、カラーフィルタ基板(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 shown in Table 1, the samples 1 to 3 of the present invention have a particle size distribution such that 80% or more of all particles have a particle size of 5 to 50 nm. However, since the projected area density of the particles is 50% or more, the light reflectance on the observer side is remarkably reduced, and the light transmittance (1% or less) required for the light shielding layer of the black matrix is sufficiently obtained. The color filter substrate (black matrix substrate) was extremely excellent.
【0068】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%
以下、波長400〜700nmの範囲における最小値と
最大値の差が3%以下、透過率0.1%以下と良好であ
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。In particular, the sample 1 of the present invention has a reflectance of 1% at a wavelength of 555 nm on the observer side.
Below, the difference between the minimum value and the maximum value in the wavelength range of 400 to 700 nm was 3% or less, and the transmittance was 0.1% or less. Therefore, no interference color was visually observed.
【0069】さらに、本発明サンプル1〜3は、各々黒
色レリーフ層中の微細粒子の材質が異なるサンプル(サ
ンプル1:ニッケル、サンプル2:コバルト、サンプル
3:ニッケル−コバルト合金)であり、微細粒子の平均
粒径や投影面積密度の結果を見る限りでは明らかに有意
差が認められる。また、透過率を比較すると、程度は小
さいものの差異が認められる。しかしながら、透過率1
%以下、波長555nmでの観察者側の反射率1%以下
といった、低反射ブラックマトリックスに要求される光
学特性をどのサンプルも満たしており、この点において
は、微細粒子の材質の違いによる影響はほとんどないと
考えられる。したがって、上述の光学特性の範囲内にお
いては、微細粒子の材質による影響がほとんどないこと
から、粒径や投影面積密度といった黒色レリーフ層の膜
構造を制御することにより,微細粒子が今回の実施例で
示した金属または合金以外の材質であっても低反射ブラ
ックマトリックスとして問題ないことが推察される。Further, Samples 1 to 3 of the present invention are samples (Sample 1: Nickel, Sample 2: Cobalt, Sample 3: Nickel-Cobalt alloy) in which the material of the fine particles in the black relief layer is different, and the fine particles are As far as the results of the average particle size and the projected areal density are observed, a significant difference is clearly recognized. Further, when the transmittances are compared, a difference is recognized although the degree is small. However, transmittance 1
%, All samples satisfy the optical characteristics required for a low reflection black matrix, such as a reflectance of 1% or less on the observer side at a wavelength of 555 nm, and in this respect, the influence of the difference in the material of the fine particles is Most likely not. Therefore, within the range of the optical characteristics described above, since the material of the fine particles has almost no effect, the fine particles can be formed by controlling the film structure of the black relief layer such as the particle size and the projected area density. It is presumed that materials other than the metals or alloys shown in (4) will not cause any problem as the low reflection black matrix.
【0070】以上の本発明サンプルに対して、比較サン
プル1(黒色レリーフ層)は、透化率1%以下ではある
が、観察者側の反射率について波長555nmにおける
反射率が4.5%、波長400〜700nmの範囲にお
ける最小値と最大値の差が5.8%と数値が大きく、干
渉色のない視認性の高いカラーフィルタ基板としては不
十分なものであった。この結果と本発明サンプル1の特
性結果を比較すると、黒色レリーフ層(ブラックマトリ
ックス)と透明基板間の着色レリーフ層は、観察者側の
視認性を向上させる効果が認められるため、視認性の高
い、低反射ブラックマトリックスの要求特性を満たす必
要不可欠な要素であることがわかる。In comparison with the sample of the present invention, the comparative sample 1 (black relief layer) had a transmittance of 1% or less, but the reflectance on the observer side was 4.5% at a wavelength of 555 nm. The difference between the minimum value and the maximum value in the wavelength range of 400 to 700 nm was as large as 5.8%, which was insufficient as a color filter substrate having no interference color and high visibility. Comparing this result with the characteristic result of the sample 1 of the present invention, the colored relief layer between the black relief layer (black matrix) and the transparent substrate has a high visibility because the effect of improving the visibility on the observer side is recognized. It can be seen that it is an essential element that satisfies the required characteristics of the low reflection black matrix.
【0071】また、比較サンプル2、4は微細粒子の投
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。Further, in Comparative Samples 2 and 4, since the projected area density of fine particles is less than 50%, although the light reflectance is low, the original function of the light transmittance of the black matrix is the light reflectance. However, the value was not sufficient as a black matrix substrate.
【0072】また、比較サンプル3は粒子の投影面積密
度は89.4%であり、本発明の規定内にあるものの、
粒径5〜50nmの範囲の粒子が全粒子の80%未満で
あるため、粒径50nm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7.4%、波長40
0〜700nmの範囲における光線反射率の最小値と最
大値の差が4.5%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としては不
十分なものであった。In Comparative Sample 3, the projected area density of particles was 89.4%, which is within the definition of the present invention.
Since particles in the particle size range of 5 to 50 nm are less than 80% of all particles, there are many large particles having a particle size of more than 50 nm, and as a result, the light reflectance on the observer side is at the wavelength of 555 nm. Is 7.4%, wavelength 40
The difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the range of 0 to 700 nm was 4.5%, which was insufficient for the low reflection black matrix in which no interference color was observed, which is the object of the present invention. .
【0073】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を備えたカラーフィルタ
基板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555
nmでの観察者側の光線反射率は2.6%であり、観察
者側の反射率について、可視光波長領域400〜700
nmの範囲における光線反射率の最小値と最大値の差が
8.4%であるため、干渉色の認められない低反射ブラ
ックマトリックスとしては不十分なものであった。Further, with respect to Comparative Sample 5, which is a color filter substrate having a current low reflection black matrix composed of a low reflection chromium film, the film structure cannot be compared with the sample of the present invention, but the optical characteristics are compared. The light transmittance is 0.1% or less, and the wavelength is 555.
The observer-side light reflectance in nm is 2.6%, and the observer-side reflectance is in the visible light wavelength range of 400 to 700.
Since the difference between the minimum value and the maximum value of the light reflectance in the range of nm was 8.4%, it was insufficient as a low reflection black matrix in which no interference color was observed.
【0074】このように作製した本発明サンプル1のカ
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、LCDパネルを作製した。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。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。An LCD panel was manufactured using the color filter of Sample 1 of the present invention thus manufactured and the TFT substrate formed by a known method. In addition, TFT
Amorphous silicon was used for the semiconductor layer of the substrate, and the polarizing plate of the LCD was attached so as to be normally white. In order to evaluate the characteristics of this LCD, the relationship between the gate voltage and the light transmittance of the LCD was measured.
【0075】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
【0076】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、本発明のカラーフィルタ基板を用いた
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 conventional color filter 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 black matrix layer of the color filter has a high reflectance. , The incident light to the TFT causes light leakage current of the TFT, whereas the color filter using the color filter substrate of the present invention has a low reflectance on the surface of the black matrix layer. 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.
【0077】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.
【0078】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。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。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。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。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。Further, in order to evaluate another effect of the color filter according to the present invention, the contrast ratio of LCD was measured. In contrast ratio measurement in a bright place, it was possible to obtain a contrast ratio 2.8 times that of the conventional color filter. It is presumed that this is because the influence of outside light was reduced due to the lower reflectance of the black matrix layer of the color filter. 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. This is because when the color filter using the black matrix substrate of the present invention is used, the light leak current of the TFT is reduced as described above.
As a result, it is estimated that the leakage light at the time of black display was improved.
【0079】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.
【0080】[0080]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
透明基板上に、着色レリーフ層が少なくとも透明基板の
表面が露出しないように形成され、その着色レリーフ層
の各画素に対応する着色層R,G,Bの境界上に、少な
くとも微細粒子を内部に含有する黒色レリーフ層のブラ
ックマトリックスが形成された構造を備え、さらに、着
色レリーフ層と黒色レリーフ層を覆うように設けられた
透明電極を備えるように構成したカラーフィルタが得ら
れる。As described in detail above, according to the present invention,
A colored relief layer is formed on the transparent substrate so that at least the surface of the transparent substrate is not exposed, and at least fine particles are provided inside the colored layers R, G, B corresponding to each pixel of the colored relief layer. A color filter having a structure in which the black matrix of the contained black relief layer is formed, and further including a transparent electrode provided so as to cover the colored relief layer and the black relief layer is obtained.
【0081】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、TFT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期待できる。When this is used for a liquid crystal display device, even a thin film has excellent light-shielding properties, and the reflectance from the observer side is low,
Since no interference color is recognized, the visibility can be improved. Further, in the active matrix method, the light reflectance on the liquid crystal cell side can be suppressed to a low level, so that stray light in the liquid crystal can be reduced and the light leak current that causes the malfunction of the TFT can be suppressed, thereby reducing the power consumption of the LCD. Also, the effect of improving the contrast ratio can be expected.
【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】本発明によるカラーフィルタ基板の製造方法の
一例を説明するための工程図である。FIG. 4 is a process drawing for explaining an example of the method for manufacturing the color filter substrate according to the present invention.
【図5】本発明のカラーフィルタ基板の概略断面図であ
る。FIG. 5 is a schematic sectional view of a color filter substrate of the present invention.
【図6】本発明によるカラーフィルタ基板の他の製造方
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 the method for manufacturing the color filter 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、剥離させられた黒
色レリーフ層(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黒色レリーフ層
の領域を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 view in which the peeled black relief layer (black matrix) 15 is sliced in the thickness direction with a width of 0.06 μm, and FIG.
It is a figure which observes the area | region of a black relief layer of the slice piece 15a from a slice surface direction with a transmission electron microscope.
1…液晶ディスプレイ(LCD) 2…着色レリーフ樹脂層(下地層) 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…カラーフィルタ(ブラックマトリックス)基板 13…透明基板 14…黒色レリーフ樹脂層 15…黒色レリーフ層(ブラックマトリックス) 16…着色レリーフ層(着色層) 16R、16G、16B…着色層(着色パターン) 18…保護層 19…透明電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display (LCD) 2 ... Colored relief resin layer (underlayer) 3 ... Photosensitive resist layer 4 ... Resin relief 5 ... Catalyst containing relief (catalyst containing resin pattern) 9 ... Photomask for black matrix 10 ... Color filter 12 ... Color filter (black matrix) substrate 13 ... Transparent substrate 14 ... Black relief resin layer 15 ... Black relief layer (black matrix) 16 ... Colored relief layer (colored layer) 16R, 16G, 16B ... Colored layer (colored pattern) 18 ... Protective layer 19 ... Transparent electrode
Claims (6)
れた着色レリーフ層と、この着色レリーフ層の上に前記
透明基板と非接触の状態で形成された黒色レリーフ層
と、これら黒色レリーフ層と着色レリーフ層を覆うよう
に設けられた透明電極を備えることを特徴とするカラー
フィルタ。1. A transparent substrate, a colored relief layer formed on the transparent substrate, a black relief layer formed on the colored relief layer in a non-contact state with the transparent substrate, and these black reliefs. A color filter comprising a transparent electrode provided so as to cover the layer and the colored relief layer.
表面が露出しないように順次連接して形成されており、 前記黒色レリーフ層は、その内部に微細粒子を含有し、
かつ前記着色レリーフ層が連接する境界上に形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィル
タ。2. The colored relief layer is sequentially formed so that the surface of the transparent substrate is not exposed, and the black relief layer contains fine particles therein.
The color filter according to claim 1, wherein the colored relief layer is formed on a boundary where the colored relief layers are connected to each other.
銅、またはこれら金属の1種以上からなる合金、黒色染
料、および黒色顔料の中から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2に記載のカラーフィル
タ。3. The fine particles are nickel, cobalt,
The color filter according to claim 2, wherein the color filter is at least one selected from copper, an alloy of one or more of these metals, a black dye, and a black pigment.
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2または請求項
3のいずれかに記載のカラーフィルタ。4. The fine particles have a particle size distribution such that 80% or more of all particles have a particle size in the range of 5 to 50 nm, and the projected area density of the particles in terms of a thickness of 0.06 μm is 50.
% Or more, The color filter according to any one of claims 2 and 3.
400〜700nmの範囲において光線透過率が1%以
下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ないし請求項4のいずれかに記載のカラーフィル
タ。5. The black relief layer has optical characteristics such that the light transmittance is 1% or less in a visible light wavelength range of 400 to 700 nm. The color filter described in Crab.
形成されることを特徴とする、請求項2ないし請求項5
のいずれかに記載のカラーフィルタ。6. The method according to claim 2, wherein the fine particles are formed by an electroless plating method.
The color filter according to any one of 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5652195A JPH08227009A (en) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | Color filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5652195A JPH08227009A (en) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | Color filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08227009A true JPH08227009A (en) | 1996-09-03 |
Family
ID=13029425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5652195A Pending JPH08227009A (en) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | Color filter |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH08227009A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2009509176A (en) * | 2005-09-16 | 2009-03-05 | 富士フイルム株式会社 | Photosensitive composition, transfer material, light-shielding film and manufacturing method thereof, color filter for display device, substrate for display device, display device |
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-
1995
- 1995-02-21 JP JP5652195A patent/JPH08227009A/en active Pending
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