JPH08271727A - ブラックマトリックス及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセス上の安全性を確保し、低コスト、高
遮光性、低反射率でかつパネル化プロセスに対する適性
に優れたカラーフィルター用ブラックマトリックス及び
その形成方法を提供する。 【構成】 黒色顔料及び物理現像核上に物理現像により
析出させた金属を含有する感光性水性樹脂のパターンか
らなるブラックマトリックスを透明基板上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイ等のカ
ラー表示に用いられるカラーフィルターを形成するブラ
ックマトリックス及びその形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶カラーディスプレイの高画質、高コ
ントラスト表示のため、カラーフィルタの３色の画素間
には遮光性に優れるブラックマトリックスの形成が必要
となる。特に薄膜トランジスターを用いたアクティブマ
トリックス駆動方式の液晶カラーディスプレイにおいて
は、薄膜トランジスターの光による電流リークに伴う画
質の低下を防ぐためにも高遮光性が要求される。

【０００３】一般的にはこのブラックマトリックスには
スパッタリング等で蒸着したクロムをフォトリソグラフ
法でパターニングしたものが良く用いられている。この
クロムを用いた方法では薄膜のため高精度でかつ高遮光
性のブラックマトリックスが得られるが、クロムのスパ
ッタリング等の真空成膜プロセスが必要のため高コスト
になる、あるいはクロムのエッチングが必要となるた
め、このエッチング廃液が安全上問題となる。

【０００４】このようなクロムを用いないブラックマト
リックスの製法として、黒色の顔料（カーボンブラック
等）や染料をレジスト中に分散し、フォトリソグラフ法
により形成する方法がある。しかしながら、この方法で
はクロムを用いた場合に比べ低コストでより安全性が高
いプロセスにはなるが、黒色の染料ないしは顔料を含む
レジストのため、十分な解像度が得られない。また、ブ
ラックマトリックス画素が厚い場合（約１μｍ位）、レ
ジスト法等で他の画素を形成するとブラックマトリック
ス画素と重なる部分ができて、その部分が段差になる。
この様な場合最終的な液晶パネルにセルギャップムラが
発生することになり、色ムラ等の表示不良が発生する。
このためブラックマトリックス画素の膜厚はより薄く、
約０．７μｍないしはそれ以下が望まれるが、この製法
では十分な遮光性を得るのも困難である。

【０００５】特開平６−７５１１０等に開示されている
無電解メッキを用いた方法では、金属を析出させるた
め、０．７μｍ以下でも充分高い遮光性を有するブラッ
クマトリックスを得ることが出来る。しかし、薄くなる
と反射率が高くなり、パネル面が光ってコントラストが
低下するというデメリットが生じる。

【０００６】特開平４−３２８０２に記載の銀塩の還元
を用いた方法では、基板上にハロゲン化銀乳剤を塗布
し、マスク露光後光が照射されたブラックマトリックス
部分に現像、定着により銀を還元析出させる。比較的低
コストであるが、乳剤層がブラックマトリックス以外の
部分にも残るため、パネル化に伴う熱処理工程で着色が
生じたり、透明電極形成後しわやクラックが生じ易い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プロ
セス上の安全性を確保し、低コスト、高遮光性、低反射
率でかつパネル化プロセスに対する適性に優れたカラー
フィルター用ブラックマトリックス及びその形成方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、黒色顔料及
び物理現像核上に物理現像により析出させた金属を含有
する感光性水性樹脂のパターンからなるブラックマトリ
ックスを透明基板上に形成することにより、薄膜、高遮
光性、低反射率のブラックマトリックスを低コストで作
成するという課題を解決した。なお、本発明において、
「黒色顔料」には、黒色の染料及び染料を混合して実質
的に黒色とした系も含む。以下に、本発明を詳細に説明
する。

【０００９】本発明において、ブラックマトリックス
は、液晶ディスプレイのカラー表示のために使用される
カラーフィルター基板に形成される。具体的には透明基
板上の赤画素、緑画素、青画素の隙間にブラックマトリ
ックス画素が形成され、色画素間からの光漏れを防止
し、高コントラスト表示を可能とする。

【００１０】本発明において、ブラックマトリックスの
形成には以下のような種々の方法を用いることが出来
る。

【００１１】第１の方法は、物理現像核と黒色顔料を感
光性水性樹脂溶液にあらかじめ含有させておき、この樹
脂層を透明基板上に形成するものである。引き続きパタ
ーン露光により潜像を形成後、物理現像用の現像液を介
して金属化合物を含有するドナーシートを樹脂層に貼り
合わせ拡散転写により金属を析出させる、あるいは金属
化合物と還元剤を含有する無電解めっき液でディップ処
理あるいは無電解めっき液を塗布し金属を析出させ、現
像処理により、ブラックマトリックスを形成させる。あ
るいは、感光性水性樹脂層を露光の後現像処理を行って
から金属を析出させても良い（これをＡ法とする）。

【００１２】第２の方法は、透明基板上に、黒色顔料含
有する感光性水性樹脂層を形成後、物理現像核を吸着保
持させ、この後の工程は前記Ａ法と同様に行うものであ
る（これをＢ法とする）。

【００１３】いずれの方法においても、樹脂層を形成す
るには、透明基板上に樹脂等を含む溶液を直接塗布乾燥
することができるが、仮支持体上に塗布形成した樹脂層
を透明基板上に転写して形成することもできる。

【００１４】透明基板としては、ソーダライムガラスや
ほうケイ酸ガラス等のガラス類あるいはプラスティック
類を用いることが出来る。

【００１５】感光性水性樹脂としてはネガ型を用いるこ
とが出来る。ネガ型の場合、感光性を付与する一つの方
法は、アクリル基やメタアクリル基のような不飽和基を
有する化合物と光重合開始剤を水性樹脂と混合させるも
のであり、これは露光部が硬化し、現像によりパターン
状に透明基板上に残るものである。不飽和基を有する化
合物としては、メトキシジエチレングリコールメタクリ
レート、メトキシポリエチレングリコール＃２３０メタ
クリレート、メトキシポリエチレングリコール＃４００
アクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２
−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレートのような単官能性のモノマーやトリ
エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリ
コール＃２００ジアクリレート、ポリエチレングリコー
ル＃４００ジアクリレートのような２官能性モノマー、
あるいはトリメチロールプロパントリアクリレートのよ
うな３官能性モノマー、あるいはペンタエリスリトール
トリアクリレートのような４官能性モノマー、あるいは
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートのような６
官能性モノマーが挙げられる。

【００１６】構造中に水溶性の官能基を含有する水溶性
オリゴマー等も使用することが出来る。この例としては
以下のような化合物が挙げられる。特開平４−２１１４
１３記載のジオールとカルボキシル基含有ジオールとイ
ソシアネートの反応物とヒドロキシ基含有の（メタ）ア
クリレートの反応物のようなポリウレタンアクリレート
系オリゴマー。特開平３−１６８２０９記載のジオール
とスルホン酸含有ジカルボン酸のポリエステルジオール
とイソシアネートの反応物とヒドロキシ基含有の（メ
タ）アクリレートの反応物のようなポリウレタンアクリ
レート系オリゴマー。特開平５−１４０２５１記載のエ
ポキシ（メタ）アクリレートと多塩基酸無水物の反応物
のようなエポキシアクリレート系オリゴマー。特開平特
開昭６３−２０５６４９記載の無水マレイン酸と不飽和
基含有の共重合物とヒドロキシ基含有の（メタ）アクリ
レートの反応物。

【００１７】以上の化合物は単独で用いても良いし、混
合して用いることもできる。

【００１８】更に、以下に記すような水溶性樹脂を混合
しても良い。ポリビニルアルコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリル酸アミド、ポリビニルピロリドン、水
溶性アルキッド、ポリビニルエーテル、ポリマレイン酸
共重合体、ポリエチレンイミン、あるいはゼラチン、カ
ゼインのような動物性タンパク質、アラビアゴムのよう
な植物粘質物、デキストリンのようなデンプン質、メチ
ルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロースのようなセルロース類。

【００１９】光重合開始剤としては、ベンゾフェノン
系、ベンジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエチルエー
テル系、ベンゾイルパーオキサイド系、アゾビスイソブ
チロニトリル系等、一般にアクリレートないしはメタク
リレートモノマーの光重合開始に用いられる化合物を使
用できる。具体的にはＥ．Ｍｅｒｃｋ社製のダロキュア
２９５９、日本化薬社製のカヤキュアーＡＢＱ、ＢＴ
Ｃ、ＱＴＸ等が挙げられる。

【００２０】このような不飽和化合物と光重合開始剤を
用いる代わりに、ジアゾ化合物やアジド化合物を水性樹
脂と混合し、感光性を有する水性樹脂を調整することも
出来る。

【００２１】感光性を付与するもう一つの方法は、感光
性基を水性樹脂に直接結合させるもので、例えばスチル
バゾール基で変性したポリビニルアルコール、ケイ皮酸
を縮合して形成したケイ皮酸変性のポリビニルアルコー
ル等が挙げられる。

【００２２】前者の感光性水性樹脂として東洋合成工業
社製のＳＰＰ−Ｈ１３、ＳＰＰ−Ｍ２０、ＳＰＰ−Ｓ−
１０等が挙げられる。

【００２３】このような感光性水性樹脂は単独で用いる
ことも可能であるが、粘度調製、露光現像適性の調製の
ため、その他の水性樹脂を添加することも可能である。
このような水性樹脂としてはポリビニルピロリドン、ポ
リビニルアルコール、ゼラチン等が挙げられるが、勿論
これらに限定されるわけではない。

【００２４】Ａ法においては、この感光性水性樹脂は黒
色顔料と物理現像核とを含有しており、ここではその調
整について説明する。

【００２５】物理現像核としてパラジウムを用いる場
合、水に溶解した塩化パラジウム等のパラジウム化合物
をポリビニルピロリドンのような保護コロイドの存在下
水素化ほう素ナトリウム等の還元剤で還元し、更に前記
感光性水性樹脂を加えて物理現像核を含有する感光性水
性樹脂溶液を得ることが出来る。一般的には還元されて
物理現像核となる金属化合物、この場合塩化パラジウム
の添加量としては感光性水性樹脂に対し重量比で０．０
００１〜０．４の範囲で用いることが出来る（より好ま
しくは０．００１〜０．２の範囲である）。０．０００
１より少ないと物理現像が不十分になり、所望のブラッ
クマトリックスの濃度が得られなくなる。一般的にはパ
ッシブ型液晶ディスプレイに用いられるＳＴＮ方式等で
は光学濃度が約２〜２．８程度あれば品質を大きく損な
うことなく表示出来る遮光性のレベルが得られる。

【００２６】一方アクティブ型液晶ディスプレイに用い
られるＴＦＴ方式等ではより高コントラストが要求され
てくるため、光学濃度としては３以上確保することが望
ましい。本発明では少なくとも光学濃度２を越えるため
には感光性水性樹脂に対する塩化パラジウムの重量比を
０．００１以上にすることで達成出来る。

【００２７】逆に０．４より多いと物理現像核形成時に
核の凝集が生じ易くなり、水性樹脂水溶液が不安定とな
り実質的に製造に適しなくなる。

【００２８】物理現像核としてはパラジウムの他に金、
白金、銀、パラジウム／スズ合金、銅、鉄、ロジウム、
アルミニウム等の金属類を用いることが出来る。また、
銀、亜鉛、クロム、ガリウム、鉄、カドミウム、コバル
ト、ニッケル、マンガン、鉛、アンチモン、ビスマス、
ヒ素、銅、ロジウム、パラジウム、白金、ランタン、チ
タン等を含む金属の硫化物、セレン化合物、テルル化合
物、ポリ硫化物、ポリセレン化物、等も用いることが出
来る。この中で、パラジウム、銅、銀、パラジウム／ス
ズ等の金属が安全性、低コストの点から好ましく用いら
れる。

【００２９】保護コロイドとしてはポリビニルピロリド
ンの他にゼラチン、ポリビニルアルコール、あるいは界
面活性剤等を用いる事が出来る。ゼラチンとしてはフタ
ル化ゼラチン、マレイン化ゼラチン等のアシル化ゼラチ
ン、アクリル酸、メタアクリル酸もしくはアミド等をゼ
ラチンにグラフト化させたグラフト化ゼラチン等のゼラ
チン誘導体が挙げられる。ポリビニルアルコールとして
は市販されている鹸化度７０％以上一般的なもの、例え
ばクラレ社製のＰＶＡ１１０のような鹸化度が約９０％
以上の高鹸化度タイプ、ＰＶＡ２１７のような鹸化度が
約８８％位のもの、あるいは約８０％以下の低鹸化度の
ものを用いることが出来る。更にクラレ社製のＫＬ３１
８、１１８のようなカルボン酸変性のポリビニルアルコ
ール、Ｒ１１３０のようなシリカ変性のポリビニルアル
コール、Ｃ３１８のようなカチオン変性のポリビニルア
ルコール、ＭＰ１０３のような末端アルキル基変性のポ
リビニルアルコール、Ｍ１１５のような末端チオール変
性のポリビニルアルコール等も用いることが出来る。

【００３０】保護コロイドは還元前の塩化パラジウム等
の金属化合物に対し、重量比で０．００１〜１００００
の範囲で用いることが出来る。重量比が０．００１より
小さいと還元反応で生じる金属が凝集してしまい、重量
比が１００００より大きいと析出する金属の保護コロイ
ド中の濃度が低くなり、最終的に物理現像処理後のブラ
ックマトリックスとしての濃度が十分に得られなくな
る。より好ましくは０．０１〜２０００の範囲である。

【００３１】界面活性剤としてはポリオキシエチレンオ
クチルフェニルエーテル、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム等を用いることが出来る。

【００３２】還元剤としては水素化ほう素ナトリウム等
の水素化ほう素化合物の他に、次亜リン酸ナトリウム、
ジアミンボラン、ハイドロキノンや２−クロロハイドロ
キノン等のハイドロキノン誘導体、１、４−ジヒドロキ
シナフタレンのようなナフタレン誘導体、ｐ−オキシエ
チルアミノフェノール等のアミノフェノール誘導体、ｏ
−ジヒドロキシキノリン、６−ヒドロキシ−２、４、５
−トリアミノピリミジン、３−アミノ−４−オキソ−２
−イミノテトラヒドロチオフェン等の複素環化合物、ア
シルアミノヒドロキシチアゾール等のチアゾール誘導
体、１−フェニル−３−ピラゾリドン等のピラゾリドン
誘導体、４−アミノ−５−ピラゾロン−３−カルボキシ
ル等のピラゾロン誘導体等を用いることが出来る。

【００３３】黒色顔料としてはカーボンブラック、黒色
酸化鉄や黒色酸化ニッケル等の金属酸化物、あるいは染
料を用いることが出来る。カーボンブラックとしては、
御国色素社製の分散品ＰＳＭ９６２等の市販品を用いる
ことが出来るし、また粉体を純水等に分散したものを用
いても良い。

【００３４】染料の場合は、数種の色相のものを混合し
て、黒色に近い色相として用いることが出来る。これら
の染料は共立出版社刊の共立全書、顔料及び絵具（桑原
利秀、安藤 徳夫共著）や誠文堂新光社刊の最新顔料
便覧（日本顔料技術協会編）等に記載の染料を適宜用い
ることが出来る。

【００３５】勿論上記黒色顔料を２種以上組み合わせて
用いることが出来る。

【００３６】これらの黒色顔料の添加量は感光性水性樹
脂に対し、重量比で０．０１〜１の範囲が望ましい。重
量比が０．０１より小さいと、添加効果は無く反射率が
高いままになる。一方重量比が１より大きいと感光性樹
脂層の膜質が弱くなり、透明基板との密着不良を起こし
易くなる。

【００３７】更にマット剤を添加することも出来る。黒
色顔料に加えてマット剤の添加は反射率を一層低下させ
るのに有効である。但し、通常のマット剤は無色である
ため、添加量が増えるに従い光学濃度の低下を招くの
で、添加量は感光性水性樹脂に対して重量比で０．０１
から１．０の範囲が望ましい。

【００３８】無機のマット剤としてはコロイダルシリ
カ、酸化亜鉛等を用いることが出来る。コロイダルシリ
カとして日産化学工業株式会社製の水分散品であるスノ
ーテックスＯ、２０、Ｓ、２０Ｌ、ＯＬ等の市販品、酸
化亜鉛としては本荘ケミカル（株）社製の微粒子亜鉛
華、酸化チタンとしては石原産業社製のタイペークＲ６
８０等が挙げられる。

【００３９】有機のマット剤としてはポリスチレン、な
いしはポリメチルメタクリレートあるいはポリブチルア
クリレート等のポリマーを主成分とした微粒子を用いる
ことが出来る。例としては水に分散された日本ペイント
社製のマイクロジェルＥ１００１、Ｅ１００２等、ある
いは綜研化学（株）社製のＭＰ１４５１等が挙げられ
る。また、ポリオレフィン系微粒子として、三井石油化
学工業（株）社製の水分散品であるケミパールＳ１００
等が挙げられる。

【００４０】マット剤のサイズは０．００５〜０．３μ
ｍの範囲が望ましく、０．００５μｍより小さいとでは
反射率低下の効果は無く、また０．３μｍより大きくな
ると感光性樹脂層の膜質が弱くなり、透明基板との密着
不良を起こし易くなる。上記マット剤は単独で用いるこ
とも出来るが、粒径の異なるものあるいは種類の異なる
ものを２種類以上混合して用いても良い。上記のマット
剤は市販の水分散液を用いても良いし、粉体を水に分散
して用いることもできる。

【００４１】感光性水性樹脂水溶液には均一なはじきの
ない塗布を行うため、界面活性剤やメタノール等のアル
コール類を添加しても良い。

【００４２】次に、このような黒色顔料と物理現像核を
含有する感光性水性樹脂層を形成後、ブラックマトリッ
クスに相当するパターンが残る様に水銀灯等を用いた露
光機で露光し、感光性水性樹脂に潜像を形成する。この
上に、物理現像用の現像液を介して金属塩等の金属化合
物を含有するドナーシートを貼り合わせ、前記潜像を有
する感光性水性樹脂層に金属を析出させる。金属を析出
させた後、水洗し乾燥する。

【００４３】物理現像に用いる金属化合物としては、銀
を析出させる場合には塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀等のハ
ロゲン化銀を含有する銀塩乳剤をポリエチレンテレフタ
レート等のベース上に塗布形成したドナーシートを使用
することが出来る。このようなドナーシートとしては例
えば、富士写真フィルム（株）社製の富士Ｑ−ＡＲＴシ
ステムの撮影用ネガフィルムＱＮＦ−１００等を用いる
ことが出来る。銅を析出させる場合は硫酸銅等の銅塩、
ニッケルを析出させる場合には塩化ニッケル、硫酸ニッ
ケル等のニッケル塩を含有するドナーシートを用いれば
良い。

【００４４】物理現像用の現像液としては前述の金属化
合物を還元可能な還元剤を含有するものであり、還元剤
としてはホルマリン、次亜りん酸ナトリウム塩、次亜り
ん酸、Ｎ−ジメチルアミンボラン、ヒドラジン、水素化
ほう素ナトリウム等が挙げられる。

【００４５】更に、ｐＨ調整剤やｐＨ緩衝液、安定剤、
金属イオンの安定化のための錯化剤等も必要に応じ添加
される。

【００４６】感光性水性樹脂層の現像液としては、水な
いしは炭酸ソーダ等を主成分とする弱アルカリ現像液、
あるいはトリエタノールアミンを主成分とする弱アルカ
リ現像液、あるいは水酸化カリウム等の強アルカリを用
いれば良い。またこれらを組み合わせて用いることも出
来る。更に現像性を改良する目的でベンジルアルコール
等の溶剤を添加したり、ｐＨを変更しても差し支えな
い。

【００４７】現像温度は２０℃〜５０℃の範囲が望まし
い。温度が低いと現像残りが生じ易いためきれいなパタ
ーン形成が出来ず、温度が高すぎるとサイドエッチが起
き易くやはりきれいなパターン形成が出来ない。現像時
にはブラシ洗浄、スプレー現像あるいはパドル現像等の
処理を行っても良い。

【００４８】ブラックマトリックスが形成された後、１
２０℃〜２６０℃の範囲で加熱処理を行っても良い。加
熱処理時間は１０〜１４０分程度の範囲で行えば良い。

【００４９】以上の金属析出方法とは別に、無電解めっ
きとして知られる方法を用いることが出来る。無電解め
っき可能な金属としては銅、ニッケル、コバルト、銀、
パラジウム、白金、あるいはニッケル／リン合金等のよ
うな合金等種々あり、そのめっき液については、例えば
（株）総合技術センター社刊の最新無電解めっき技術の
Ｐ４３〜４５、あるいは槙書店刊のＮＰシリーズ無電解
めっき（神部徳蔵著）に詳細に記述されている。その多
くは市販されており、例えば銅の場合はメルテックス株
式会社製エンプレートＣＵ４０６、７０４、ニッケルの
場合はメルプレートＮＩ−８６５等を用いることが出来
る。

【００５０】具体的には露光により潜像を形成した感光
性水性樹脂層を上記無電解めっき液に接触、金属を析出
させれば良い。このあと、同様にして現像処理を行いブ
ラックマトリックスの形成が可能である。

【００５１】これまで記述したブラックマトリックス形
成プロセスの代わりに、感光性水性樹脂層を露光、現像
処理後金属を析出させる方法も適用可能である。

【００５２】次にＢ法について説明する。黒色顔料のみ
を含有する感光性水性樹脂層を透明基板上に形成した
後、物理現像核水溶液に接触させ物理現像核を前記黒色
顔料を含有する感光性水性樹脂層に吸着させる。更にパ
ターン露光により潜像を形成し、物理現像用の現像液を
介して金属化合物を含有するドナーシートを貼り合わせ
金属を析出させた後、現像処理により不要な金属析出部
分を除去することによりブラックマトリックスを形成す
るものである。

【００５３】黒色顔料を含有する感光性水性樹脂水溶液
は前記Ａ法で記したもの（物理現像核を予め含有してい
ないこと以外は共通）を用いることが出来、感光性水性
樹脂水溶液には均一なはじきのない塗布を行うため、界
面活性剤やメタノール等のアルコール類を添加しても良
い。

【００５４】次に物理現像核を含有する物理現像核水溶
液をディップコート、スピンコート、スプレイコートあ
るいはロールコート等により水性樹脂層に接触させ、物
理現像核を感光性水性樹脂層に吸着させる。物理現像核
としてはパラジウム、銀、銅、白金、金等の金属や塩化
パラジウム、硫化ニッケルのような金属化合物を用いる
ことが出来、物理現像核水溶液はこれらの金属、金属化
合物のコロイド水溶液、もしくは水溶液である。

【００５５】パラジウムの場合、保護コロイドとして錫
イオンを使用したパラジウムコロイド水溶液が主に銅等
の無電解メッキ触媒用に市販されており、これらをその
ままもしくは純水で希釈して用いることも出来る（例、
メルテックス社製エンプレートアクチベータ４４４）。

【００５６】物理現像核水溶液を接触させる前にアルカ
リ性、酸性水溶液等で前処理しても良く、更に前述のよ
うなパラジウム／錫系の保護コロイドの場合は、錫イオ
ンの除去のため酸性水溶液等（例、メルテックス社製エ
ンプレートＰＡ４９１等）での処理を行う方が望まし
い。

【００５７】このようにして透明基板上に黒色顔料を含
有する感光性水性樹脂層を形成した後、物理現像核を吸
着させ、水銀灯等を用いた露光機でパターン露光を行
い、潜像を形成する。以下、Ａ法と同様にして金属の析
出、現像処理、水洗、乾燥、加熱処理等を行い透明基板
上にブラックマトリックスを形成することが出来る。

【００５８】Ｂ法では、あらかじめパターン露光により
潜像を形成した後、物理現像核水溶液で処理することも
可能である。

【００５９】以下に、本発明を実施例により更に詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００６０】

【実施例】

実施例１ ここではＡ法によるブラックマトリックス層の形成方法
について説明する。まず物理現像核を含有する感光性水
性樹脂溶液を下記のようにして調液した。 （物理現像核を含有する水性樹脂溶液の調整）塩化パラ
ジウム０．０１ｇと市販の０．５Ｎ塩酸０．２ｇを１
４．７ｇの純水中で約４０℃に加熱攪拌し、塩化パラジ
ウムを溶解させた。次にポリビニルアルコールＰＶＡ１
１０（株式会社クラレ社製）０．０２ｇを純水１４．３
ｇに溶解した保護コロイド水溶液に２５℃にて前記塩化
パラジウム水溶液とＬ−アスコルビン酸０．０１４ｇを
１５．６ｇの純水に溶解した還元剤溶液３０分かけて添
加した。１時間室温攪拌後、ポリビニルアルコールＫＬ
３１８（日本合成化学社製）の９．０１％溶液を１２．
５ｇ、及びスチルバゾール変性のＰＶＡであるＳＰＰ−
Ｍ２０（東洋合成工業製）９．３６ｇを攪拌しながら室
温で添加した。ｐＨを１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液で
６に調整した。

【００６１】この物理現像核を含有する水溶液４６．５
５ｇにマット剤として日本ペイント株式会社製のニッペ
マイクロジェルＥ１００１（固形分濃度２８．９％）
２．３９ｇとキャボット社製のカーボンブラックである
リーガル４００の水分散液（固形分濃度３７．２％）
０．６１８ｇを純水２８．５ｇと混合した水溶液を攪拌
しつつ滴下し、黒色顔料とマット剤と物理現像核として
パラジウムを含有する感光性水性樹脂水溶液を作成し
た。なおカーボンブラック分散液はリーガル４００に対
し分散剤としてジョンソンポリマー社製のジョンクリル
６２を固形分で１／１０の比率になるように加え、アイ
ガー社製のミニモーターミルＭ５０で３０分分散したも
のである。

【００６２】この感光性水性樹脂溶液を１．１ｍｍ厚の
コーニング社製のほうケイ酸ガラスである７０５９ガラ
スを１００ｍｍ角にカットし、フルウチ化学社製セミコ
クリーン２３を用い超音波洗浄したものに、スピンコー
ターで約０．４９μｍの膜厚に塗布した。

【００６３】次に線幅が２０μｍのマスク（ブラックマ
トリックスになる部分が２０μｍの線幅で透光するも
の）を介してオーク社製露光装置ＵＶ３３０を用い１０
ｍｊ／ｃｍ²の条件で露光した。次に１％のトリエタノ
ールアミン水溶液を用い、３５℃において９０秒シャワ
ー現像を行った。このあと富士写真フィルム社製富士カ
ラーアートの現像剤ＣＡ−１を１０倍量の純水で希釈し
た現像液を用い水洗、乾燥後、前記ガラス板上に物理現
像用の現像液として、富士写真フィルム社製Ｑ−ＡＲＴ
システムのアクチベーターＱＡ−１を均一に濡らし、こ
の上に銀塩乳剤を塗布したドナーフィルムとしてＱ−Ａ
ＲＴシステムの撮影用ネガフィルムＱＮＦ−１００を貼
り合わせた。このままの状態で１分間放置し、ドナーフ
ィルムを剥離しガラス基板を純水で洗浄した。

【００６４】塗布層の膜厚は０．５９μｍであり、光学
濃度をマクベスで測定したところ３．２８であった。

【００６５】ガラス面側の反射率は日立製作所社製分光
光度計Ｕ３４１０で測定したところ５５５ｎｍで６．８
％とクロムの約５５％より大幅に低くなっていることが
分かった。

【００６６】更に、フジハントエレクトロニクステクノ
ロジー社のカラーフィルター用顔料分散液を用い前記ブ
ラックマトリックス形成済みの基板上にＢ、Ｇ、Ｒ３色
のカラーフィルター画素（約１．９μｍ厚）を形成し、
更にこの上に２００℃の加熱条件下スパッタリング法に
よる透明電極（ＩＴＯ）を形成した。このとき、しわク
ラック等の外観上の問題は生じなかった。また特に着色
による大きな透過率低下等の現象は認められなかった。

【００６７】実施例２ ここではＡ法に関して、金属析出を無電解めっきで行っ
た結果を説明する。コーニング社製の７０５９上に実施
例１と同様にしてパターン状の感光性水性樹脂層を形成
した。このガラス基板をｐＨ６の下記無電解ニッケル浴
で４０℃で膜厚が０．５μｍになるように処理した。 （無電解ニッケル浴） ・硫酸ニッケル ２０ｇ ・クエン酸ナトリウム １２ｇ ・次亜リン酸ナトリウム １０ｇ ・酢酸ナトリウム ７ｇ ・塩化アンモニウム ２．５ｇ ・純水 ４５０ｇ

【００６８】処理後水洗、乾燥させてから光学濃度を測
定したところ３．４であった。更に５５０ｎｍの反射率
はガラス面側で約６．９％と低い値を示した。

【００６９】また実施例１と同様にカラーフィルタを形
成し、透明電極を製膜したが外観上や着色の問題は生じ
なかった。

【００７０】実施例３ ここではＢ法によるブラックマトリックス基板の作成方
法について説明する。まず感光性水性樹脂溶液を以下の
方法で調液した。ポリビニルアルコールゴーセファイマ
ーＺ２００（日本合成化学社製）の９．０１％溶液を１
２．５４ｇ、及びスチルバゾール変性のＰＶＡであるＳ
ＰＰ−Ｍ２０（東洋合成工業製）９．３６ｇ、日本ペイ
ント株式会社製のマイクロジェルＥ１００１（固形分濃
度２８．９％）を２．３９ｇ、キャボット社製のカーボ
ンブラックであるリーガル４００をダイノミルで３０分
分散した分散液（固形分濃度３７．２％）を０．１８ｇ
及び純水７５ｇ、メタノール０．１ｇを混合した感光性
水性樹脂溶液を実施例１と同様に洗浄、裁断した７０５
９ガラス上へ０．３９μｍの膜厚になるようにスピンコ
ートで塗布し、１００゜Ｃ１０分で乾燥した。

【００７１】次にメルテックス社製のプレディップ液エ
ンプレートＰＣ２３６溶液で３分間浸漬処理した後水洗
し、やはりメルテックス社製のパラジウム触媒付与液で
あるエンプレートアクチベーター４４４溶液で６分間浸
漬処理をした。水洗後メルテックス社製の密着増強液エ
ンプレートＰＡ４９１で１０分間浸漬処理後水洗した。
感光性水性樹脂層が薄く褐色に着色し、パラジウムが吸
着されたことが確認出来た。このガラス基板を乾燥後、
実施例１と同様にしてブラックマトリックスを得た。金
属銀析出後の膜厚は０．４６μｍで光学濃度は３．３５
であり、５５０ｎｍにおけるガラス面側の反射率は７．
９％であった。

【００７２】また実施例１と同様にカラーフィルタを形
成し、透明電極を製膜したが外観上や着色の問題は生じ
なかった。

【００７３】実施例４ ここではＡ法で、露光の後金属を析出させ、現像処理を
行った結果について説明する。まず感光性水性樹脂層の
形成は実施例２と同様にして行った。但し塗布後の乾燥
は９０℃１０分で行った。次に、線幅が２０μｍのマス
ク（ブラックマトリックスになる部分が２０μｍの線幅
で透光するもの）を介してオーク社製露光装置ＵＶ３３
０を用い１０ｍｊ／ｃｍ²の条件で露光し、潜像を形成
した。

【００７４】このガラス板上に物理現像用の現像液とし
て、富士写真フィルム社製Ｑ−ＡＲＴシステムのアクチ
ベーターＱＡ−１を均一に濡らし、この上に銀塩乳剤を
塗布したドナーフィルムとしてＱ−ＡＲＴシステムの撮
影用ネガフィルムＱＮＦ−１００を貼り合わせた。この
ままの状態で１分間放置し、ドナーフィルムを剥離しガ
ラス基板を純水で洗浄した。

【００７５】次に１％のトリエタノールアミン水溶液を
用い、３５℃において９０秒シャワー現像を行った。こ
のあと富士写真フィルム社製富士カラーアートの現像剤
ＣＡ−１を１０倍量の純水で希釈した現像液を用い水
洗、乾燥しブラックマトリックスを得た。膜厚は０．４
３μｍで光学濃度は３．２１で、ガラス面側の反射率は
５５０ｎｍで８．５％であった。

【００７６】また実施例１と同様にカラーフィルタを形
成し、透明電極を製膜したが外観上や着色の問題は生じ
なかった。

【００７７】比較例１ 実施例１の物理現像核としてパラジウムを含有する水溶
液（ＰＨ６、４６．５５ｇ）にポリビニルアルコールＫ
Ｌ３１８（日本合成化学社製）の９．０１％溶液を１
２．５ｇ、及びスチルバゾール変性のＰＶＡであるＳＰ
Ｐ−Ｍ２０（東洋合成工業製）９．３６ｇを攪拌しなが
ら室温で添加した。更に純水３１．６ｇを攪拌しつつ添
加した。

【００７８】以下実施例１と同様にブラックマトリック
スを形成したところ、膜厚が０．３８μｍで光学濃度は
３．１３であった。またガラス面側の反射率は５５０ｎ
ｍで１３．４％とクロムに比べれば低いが、１０％を越
えており、カラーフィルターを作成した時に、コントラ
スト低下の原因になることが判った。

【００７９】

【発明の効果】本発明においては、遮光性に優れ、膜厚
が薄くても反射率が低く抑えられ、カラーフィルターを
作成した場合に、高コントラスト表示が可能となるブラ
ックマトリツクス画素が簡便な工程で得られる。更に、
感光性水性樹脂がブラックマトリックスの部分には存在
しないので、パネル化プロセスで着色が生じたり透明電
極形成に伴うしわやクラック等の問題が発生しにくくな
るという利点を有している。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に形成された、少なくとも１
   種の黒色顔料及び物理現像核上に物理現像により析出さ
   せた金属を含有する感光性水性樹脂のパターンからなる
   ことを特徴とするブラックマトリックス。
2. 【請求項２】 黒色顔料がカーボンブラックである請求
   項１に記載のブラックマトリックス。
3. 【請求項３】 カーボンブラックの添加量が感光性水性
   樹脂に対して重量比で、０．０１〜１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。
4. 【請求項４】 透明基板上に物理現像核と黒色顔料を含
   有する感光性水性樹脂層を形成後、露光、現像処理によ
   りパターニングし、無電解めっきで金属を析出させるか
   金属化合物を含有するドナーシートを金属析出用現像液
   を介して接触させ金属を析出させることを特徴とするブ
   ラックマトリックスの形成方法。
5. 【請求項５】 透明基板上に黒色顔料を含有する感光性
   水性樹脂層を形成後、物理現像核水溶液に接触させ物理
   現像核を感光性水性樹脂層に吸着、洗浄後、露光、現像
   処理によりパターニングし、無電解めっきで金属を析出
   させるか金属化合物を含有するドナーシートを金属析出
   用現像液を介して接触させ金属を析出させることを特徴
   とするブラックマトリックスの形成方法。
6. 【請求項６】 透明基板上に黒色顔料と物理現像核を含
   有する感光性水性樹脂層を形成し、露光後に無電解めっ
   きで金属を析出させるか金属化合物を含有するドナーシ
   ートを金属析出用現像液を介して接触させ金属を析出さ
   せた後、感光性水性樹脂層を現像処理することを特徴と
   するブラックマトリックスの形成方法。