JP2000089026A - Color filter and color liquid crystal display device using the same - Google Patents

Color filter and color liquid crystal display device using the same

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JP2000089026A
JP2000089026A JP11147893A JP14789399A JP2000089026A JP 2000089026 A JP2000089026 A JP 2000089026A JP 11147893 A JP11147893 A JP 11147893A JP 14789399 A JP14789399 A JP 14789399A JP 2000089026 A JP2000089026 A JP 2000089026A
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JP
Japan
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resin
color filter
spacer
layer
liquid crystal
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JP11147893A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Kajita
純司 梶田
Haruki Nonaka
晴支 野中
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep cell gaps uniform as well as to fix the positions of spacers by laminating colored layers having two colors of pixels and further laminating a resin layer to form the spacers. SOLUTION: A colored layer 3 of the 1st color, a colored layer 4 of the 2nd color and a colored layer 2 of the 3rd color are successively formed to form pixel parts. Spacers can be formed by laminating two of the colored layers 3, 4 and 2. The colored layer 4 is left on pixel parts and the colored layers 2 and 3 are left for the spacers. A pattern of a desired resin layer 1 is then formed by photolithography on the colored layer 2. Spacers comprising a laminate having two of the three primary colors and the resin layer 1 are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スペーサー機能を
有するカラーフィルタおよびそれを用いたカラー液晶表
示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter having a spacer function and a color liquid crystal display using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、使用されているカラー液晶表示装
置は、液晶層の厚み(セルギャップ)を保持するため
に、一般に、薄膜トランジスタ(TFT)や複数の走査
電極などを具備した電極基板とカラーフィルタ側の基板
との間にプラスチックビーズまたはガラス繊維をスペー
サーとして有する。ここでプラスチックビーズなどのス
ペーサーは気流にのせて散布されるため、電極基板とカ
ラーフィルタ側の基板間のどの位置(面内位置)に配置
されるかは定まらない。
2. Description of the Related Art In order to maintain the thickness (cell gap) of a liquid crystal layer, a color liquid crystal display device conventionally used generally includes an electrode substrate having a thin film transistor (TFT), a plurality of scanning electrodes, and the like. Plastic beads or glass fibers are provided as spacers between the filter side substrate. Here, since spacers such as plastic beads are scattered in the airflow, it is not determined at which position (in-plane position) between the electrode substrate and the substrate on the color filter side.

【0003】特開昭56−140324、特開昭63−
824054、特開平4−93924、特開平5−19
6946には、カラーフィルタを形成する着色層を重ね
合わせた構造をスペーサーとして用いた液晶表示装置が
提案されている。
JP-A-56-140324 and JP-A-63-143
824054, JP-A-4-93924, JP-A-5-19
6946 proposes a liquid crystal display device using a structure in which colored layers forming a color filter are overlapped as a spacer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】プラスチックビーズな
どを気流にのせて散布しスペーサーとして用いるカラー
液晶表示装置においては、プラスチックビーズなどのス
ペーサーの位置が定まらず、画素上に位置するスペーサ
ーによる光の散乱や透過により液晶表示装置の表示品位
が低下するという問題があった。
In a color liquid crystal display device in which plastic beads or the like are scattered in an air stream and used as spacers, the positions of the spacers such as the plastic beads are not determined, and light is scattered by the spacers located on the pixels. There is a problem that the display quality of the liquid crystal display device is deteriorated due to light transmission.

【0005】プラスチックビーズなどのスペーサーを散
布して使用する液晶表示装置には、この他にも下記の問
題がある。すなわち、スペーサーが球状あるいは棒状の
形であり、セル圧着時に点または線で接触するために、
配向膜や透明電極が破損し、表示欠陥が発生しやすいと
いう欠点があった。さらに配向膜や透明電極の破損によ
り、液晶が汚染され、電圧保持率が低下して表示ムラに
なりやすいという欠点もあった。
A liquid crystal display device in which spacers such as plastic beads are scattered and used has the following other problems. That is, since the spacer is spherical or rod-shaped and comes in contact with a point or line during cell crimping,
There was a drawback that the alignment film and the transparent electrode were damaged, and display defects were likely to occur. Further, the liquid crystal is contaminated due to the damage of the alignment film and the transparent electrode, and the voltage holding ratio is reduced, so that the display is likely to be uneven.

【0006】また、安定した気流にのせてスペーサーを
均一に散布するためにタクトタイムが長く生産性がよく
なかったり、あるいは高精度な分級でスペーサーの粒度
分布を管理することが必要でスペーサーが高コストであ
ることから、簡便な方法で安定した表示品位の液晶表示
装置を得ることが難しかった。
[0006] Further, in order to uniformly disperse the spacers in a stable air flow, the tact time is long and productivity is not good, or it is necessary to control the particle size distribution of the spacers by high-precision classification. Because of the cost, it was difficult to obtain a stable display quality liquid crystal display device by a simple method.

【0007】特開昭56−140324、特開昭63−
824054、特開平4−93924、特開平5−19
6946、特開平7−318950には、2色あるいは
3色の着色層を重ね合わせた構造をスペーサーとして用
いていることから、実際に得られる液晶層の厚み(セル
ギャップ)は、着色層の1層あるいは2層分程度の厚み
となり、十分なセルギャップを持った液晶表示装置を得
ることが難しかった。また、着色層の2層あるいは3層
の厚みのみでセルギャップを保持する場合には、着色層
の厚膜化が必要となった。このとき例えばカラーフィル
タの色特性が制約されるなどの問題が生じ、良好な表示
品位の液晶表示装置が得られにくかった。このように着
色層には十分なセルギャップをもつためのスペーサーを
形成する性能と、色表示を行うための画素としての性能
との両立が求められ、材料設計が困難であった。さら
に、スペーサー形成後カラーフィルター上に電極形成し
た際に、スペーサー上部にも電極が形成されるが、スペ
ーサー上の電極が、対向する基板上に形成された液晶表
示装置駆動用の配線と短絡し、表示品位が著しく低下し
た。
JP-A-56-140324 and JP-A-63-143
824054, JP-A-4-93924, JP-A-5-19
6946 and JP-A-7-318950 use a structure in which colored layers of two or three colors are superposed as a spacer, so that the thickness (cell gap) of the actually obtained liquid crystal layer is one of the colored layers. The thickness was about two layers or two layers, and it was difficult to obtain a liquid crystal display having a sufficient cell gap. Further, when the cell gap is maintained only by the thickness of the two or three colored layers, it is necessary to increase the thickness of the colored layer. At this time, for example, problems such as the color characteristics of the color filters being restricted occurred, and it was difficult to obtain a liquid crystal display device having good display quality. As described above, both the performance of forming a spacer for providing a sufficient cell gap in the colored layer and the performance of a pixel for performing color display are required, and material design is difficult. Further, when an electrode is formed on the color filter after the spacer is formed, an electrode is also formed on the spacer, but the electrode on the spacer is short-circuited with the wiring for driving the liquid crystal display device formed on the opposing substrate. And the display quality was significantly reduced.

【0008】またカラーフィルター上に樹脂層1層でス
ペーサーを形成する方法や3原色のうちの1色と樹脂層
とを積層してスペーサーを形成する方法があるが、セル
ギャップを確保するのに十分な厚みの樹脂層のパターニ
ングが難しい等、満足なスペーサーを得ることが困難で
あった。セルギャップが所望の厚さより小さいと、充分
に液晶により光が変調されず、表示コントラストの低下
等の問題が生じる。
Further, there are a method of forming a spacer with one resin layer on a color filter and a method of forming a spacer by laminating one of three primary colors and a resin layer to form a spacer. It was difficult to obtain a satisfactory spacer, for example, it was difficult to pattern a resin layer having a sufficient thickness. When the cell gap is smaller than the desired thickness, the light is not sufficiently modulated by the liquid crystal, which causes a problem such as a decrease in display contrast.

【0009】本発明は、前記の問題点に鑑み、スペーサ
ーの位置を固定すると共に、セルギャップを一定に保持
することを目的とする。特にセルギャップ異常による表
示コントラスト低下のない、表示品位の良好な液晶表示
装置が作製できる。また着色層の積層のみでスペーサー
を形成する場合に比べて、着色層の材料設計を容易にす
ることが出来る。また、カラーフィルター上に導電膜を
形成する場合においては、対向する基板上に形成された
駆動用配線との短絡防止ができ、信頼性の高い液晶表示
装置が作製できる。このように従来の欠点を克服するカ
ラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置を提供す
ることを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to fix the position of the spacer and to keep the cell gap constant. In particular, it is possible to manufacture a liquid crystal display device having good display quality without a decrease in display contrast due to an abnormal cell gap. Further, the material design of the colored layer can be facilitated as compared with the case where the spacer is formed only by stacking the colored layers. In the case where a conductive film is formed over a color filter, a short circuit with a driving wiring formed over an opposing substrate can be prevented, and a highly reliable liquid crystal display device can be manufactured. An object of the present invention is to provide a color filter which overcomes the conventional disadvantages and a liquid crystal display device using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に関わるカラーフィルタおよびそれを用いた
カラー液晶表示装置は、以下の構成を有するものであ
る。
To achieve the above object, a color filter according to the present invention and a color liquid crystal display device using the same have the following arrangement.

【0011】すなわち、本発明は基板上に着色層からな
る画素を複数配列したカラーフィルタにおいて、画素の
うちの少なくとも2色の着色層を積層し、さらに別途樹
脂層を積層してなるスペーサーを有することを特徴する
カラーフィルタであり、およびそれを用いた液晶表示装
置である。
That is, the present invention provides a color filter in which a plurality of pixels formed of a colored layer are arranged on a substrate, wherein the color filter has a spacer formed by laminating at least two colored layers of the pixels and further laminating a resin layer separately. And a liquid crystal display device using the color filter.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0013】本発明のカラーフィルタは、基板上に着色
層からなる画素を複数配列したものである。必要に応じ
てブラックマトリクスを設けてもよい。ここで言うブラ
ックマトリクスは、一般に各画素間に配列された遮光領
域を示し、液晶表示装置の表示コントラストを向上させ
るために設けられている。
The color filter according to the present invention is obtained by arranging a plurality of pixels composed of a colored layer on a substrate. A black matrix may be provided as needed. The black matrix referred to here generally indicates a light-shielding region arranged between pixels, and is provided to improve display contrast of a liquid crystal display device.

【0014】本発明のカラーフィルタに用いられる基板
としては、特に限定されるものでないが、石英ガラス、
ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシ
リカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス
類、プラスチックのフィルムまたはシートなどの透明基
板が好ましく用いられる。
The substrate used for the color filter of the present invention is not particularly limited.
Inorganic glasses such as borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda-lime glass having a silica-coated surface, and transparent substrates such as plastic films or sheets are preferably used.

【0015】この基板上に必要に応じてブラックマトリ
ックスが形成される。ブラックマトリックスは、クロム
やニッケル等の金属又はそれらの酸化物等で形成しても
よいが、樹脂及び遮光剤から成る樹脂ブラックマトリッ
クスを形成することが製造コストや廃棄物処理コストの
面から好ましい。また、スペーサーの高さを確保する面
からも樹脂ブラックマトリックスの採用が好ましい。樹
脂ブラックマトリクスに用いられる樹脂としては、特に
限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウ
レタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチンなどの感光性また
は非感光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマト
リクス用樹脂は、画素や保護膜に用いられる樹脂よりも
高い耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、ブラックマ
トリクス形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持
つ樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好ま
しく用いられる。
A black matrix is formed on the substrate as required. The black matrix may be formed of a metal such as chromium or nickel, or an oxide thereof, but it is preferable to form a resin black matrix composed of a resin and a light-shielding agent in view of manufacturing costs and waste disposal costs. It is also preferable to use a resin black matrix from the viewpoint of securing the height of the spacer. The resin used for the resin black matrix is not particularly limited, but is a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, and gelatin. Is preferably used. The resin for the black matrix is preferably a resin having higher heat resistance than the resin used for the pixel and the protective film, and a polyimide resin is preferably a resin having resistance to the organic solvent used in the process after the formation of the black matrix. Resins are particularly preferably used.

【0016】ポリイミド系樹脂としては、特に限定され
ないが、通常一般式(1)で表される構造単位を主成分
とするポリイミド前駆体(n=1〜2)を、加熱もしく
は適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いら
れる。
The polyimide resin is not particularly limited, but is usually prepared by heating a polyimide precursor (n = 1 to 2) having a structural unit represented by the general formula (1) as a main component or heating the polyimide precursor with an appropriate catalyst. What is converted is used suitably.

【0017】[0017]

【化1】 Embedded image

【0018】また、ポリイミド系樹脂には、イミド結合
の他に、アミド結合、スルホン結合、エーテル結合、カ
ルボニル結合などのイミド結合以外の結合が含まれてい
ても差支えない。
The polyimide resin may contain a bond other than the imide bond, such as an amide bond, a sulfone bond, an ether bond, and a carbonyl bond, in addition to the imide bond.

【0019】上記一般式(1)中、R1 は少なくとも2
個以上の炭素原子を有する3価または4価の有機基であ
る。耐熱性の面から、R1 は環状炭化水素、芳香族環又
は芳香族複素環を含有し、かつ、炭素数6〜30の3価
または4価の基が好ましい。
In the above general formula (1), R 1 is at least 2
A trivalent or tetravalent organic group having at least two carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R 1 is preferably a trivalent or tetravalent group containing a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring and having 6 to 30 carbon atoms.

【0020】R1 の例として、フェニル基、ビフェニル
基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフ
ェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニル
プロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオ
ロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチル基など
が挙げられるが、これらに限定されない。
Examples of R 1 include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, perylene, diphenylether, diphenylsulfone, diphenylpropane, benzophenone, biphenyltrifluoropropane, cyclobutyl, cyclopentyl. And the like, but are not limited thereto.

【0021】R2 は少なくとも2個以上の炭素原子を有
する2価の有機基であるが、耐熱性の面から、R2 は環
状炭化水素、芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ
炭素数6〜30の2価の基が好ましい。R2 の例とし
て、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフ
タレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェ
ニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノ
ン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニル
メタン基、ジシクロヘキシルメタン基などが挙げられる
が、これらに限定されない。構造単位(1)を主成分と
するポリマは、R 1 、R2 がこれらのうち各々1種から
構成されていても良いし、各々2種以上から構成される
共重合体であつてもよい。さらに、基板との接着性を向
上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン
成分として、シロキサン構造を有するビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサンなどを共重合する
のが好ましい。
RTwoHas at least two carbon atoms
Is a divalent organic group, but from the viewpoint of heat resistance, RTwoIs a ring
Containing a hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocycle, and
A divalent group having 6 to 30 carbon atoms is preferable. RTwoAs an example
Phenyl, biphenyl, terphenyl, naph
Talene group, perylene group, diphenyl ether group, diphe
Nyl sulfone group, diphenylpropane group, benzopheno
Group, biphenyltrifluoropropane group, diphenyl
Methane group, dicyclohexylmethane group, etc.
However, it is not limited to these. Structural unit (1) as main component
Polymer is R 1, RTwoIs from one of each of these
It may be composed of two or more types.
It may be a copolymer. Furthermore, it improves adhesion to the substrate.
Diamine as long as heat resistance is not reduced.
As a component, bis (3-amino) having a siloxane structure
Propyl) tetramethyldisiloxane
Is preferred.

【0022】構造単位(1)を主成分とするポリマーの
具体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3、3
´,4、4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、3、3´,4、4´−ビフェニルトリフルオロプロ
パンテトラカルボン酸二無水物、3、3´,4、4´−
ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,
3,5,−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
などからなる群から選ばれた1種以上のカルボン酸二無
水物と、パラフェニレンジアミン、3、3´−ジアミノ
ジフェニルエーテル、4、4´−ジアミノジフェニルエ
ーテル、3、4´ジアミノジフェニルエーテル、3、3
´−ジアミノジフェニルスルホン、4、4´−ジアミノ
ジフェニルスルホン、4、4´−ジアミノジシクロヘキ
シルメタン、4、4´−ジアミノジフェニメタンなどの
群から選ばれた1種以上のジアミンから合成されたポリ
イミド前駆体が挙げられるが、これらに限定されない。
これらのポリイミド前駆体は公知の方法すなわち、テト
ラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わ
せ、溶媒中で反応させることにより合成される。
Specific examples of the polymer having the structural unit (1) as a main component include pyromellitic dianhydride, 3, 3
', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-
Biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,
At least one carboxylic acid dianhydride selected from the group consisting of 3,5, -tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride and the like, and paraphenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether 3,4 'diaminodiphenyl ether, 3,3
Polyimide synthesized from one or more diamines selected from the group of '-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane Precursors, but are not limited thereto.
These polyimide precursors are synthesized by a known method, that is, by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine and reacting them in a solvent.

【0023】ブラックマトリクス用の遮光剤としては、
カーボンブラック、酸化チタン、酸化窒化チタン、四酸
化鉄などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉、顔料
やこれらの混合物などを用いることができる。この中で
も、特にカーボンブラックや酸化窒化チタンは遮光性が
優れており、特に好ましい。分散のよい粒径の小さいカ
ーボンブラックは主として茶系統の色調を呈するので、
カーボンブラックに対する補色の顔料を混合させて無彩
色にするのが好ましい。
As the light shielding agent for the black matrix,
Metal oxide powders such as carbon black, titanium oxide, titanium oxynitride, and iron tetroxide, metal sulfide powders, metal powders, pigments, and mixtures thereof can be used. Among them, carbon black and titanium oxynitride are particularly preferable because of their excellent light-shielding properties. Since carbon black with a good dispersion and small particle size mainly exhibits a brownish color tone,
It is preferable to mix a pigment of a complementary color to carbon black to make it achromatic.

【0024】ブラックマトリクス用の樹脂がポリイミド
の場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、N−メチル
−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶
媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒など
が好適に使用される。
When the resin for the black matrix is polyimide, the black paste solvent is usually N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide,
Amide polar solvents such as N, N-dimethylformamide and lactone polar solvents such as γ-butyrolactone are preferably used.

【0025】カーボンブラックやカーボンブラックに対
して補色の顔料等の遮光剤を分散させる方法としては、
例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤等を
混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボー
ルミル等の分散機中で分散させる方法などがあるが、こ
の方法に特に限定されない。また、カーボンブラックの
分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上のため
に種々の添加剤が加えられていてもよい。
As a method of dispersing a light-shielding agent such as a pigment of a complementary color to carbon black or carbon black,
For example, there is a method in which a light-shielding agent, a dispersant, and the like are mixed in the polyimide precursor solution and then dispersed in a disperser such as a three-roll mill, a sand grinder, and a ball mill, but the method is not particularly limited. In addition, various additives may be added for improving the dispersibility of carbon black, or for improving applicability and leveling property.

【0026】樹脂ブラックマトリクスの製法としては、
例えば黒色ペーストを基板上に塗布・乾燥した後に、パ
ターニングを行う方法などがある。黒色ペーストを塗布
する方法としては、ディップ法、ロールコータ法、スピ
ナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法
などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレ
ートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキュ
ア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により
異なるが、通常60〜200℃で1〜60分加熱するこ
とが好ましい。
As a method for producing the resin black matrix,
For example, there is a method of performing patterning after applying and drying a black paste on a substrate. As a method for applying the black paste, a dip method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are suitably used. After that, heat drying (semi-curing) using an oven or a hot plate is performed. Do. The semi-curing conditions vary depending on the resin, solvent and paste applied amount, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

【0027】このようにして得られた黒色ペースト被膜
は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にフォ
トレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性
の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を
形成した後に、露光・現像を行う。必要に応じて、フォ
トレジストまたは酸素遮断膜を除去し、また、加熱乾燥
(本キュア)する。本キュア条件は、前駆体からポリイ
ミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なる
が、通常200〜300℃で1〜60分加熱するのが一
般的である。以上のプロセスにより、基板上にブラック
マトリクスが形成される。
When the resin is a non-photosensitive resin, the black paste coating obtained in this manner is formed after forming a photoresist coating thereon, or when the resin is a photosensitive resin. Is exposed or developed as it is or after forming an oxygen barrier film. If necessary, the photoresist or the oxygen blocking film is removed, and the film is dried by heating (this cure). These curing conditions are slightly different depending on the coating amount when a polyimide resin is obtained from the precursor, but it is generally heated at 200 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a black matrix is formed on the substrate.

【0028】本発明で用いられる樹脂ブラックマトリク
スの膜厚は、好ましくは0.5〜2.0μm、より好ま
しくは0.8μm〜1.5μmである。後述するように
樹脂ブラックマトリクスの膜厚は液晶表示装置のセルギ
ャップを確保する上で重要であり、膜厚が0.5μmよ
りも薄い場合は遮光性が不十分になることからも好まし
くない。また、膜厚が2.0μmよりも厚い場合は、遮
光性は確保できるものの、カラーフィルタの平坦性が犠
牲になり、段差が生じ易い。表面段差が生じた場合、カ
ラーフィルタ上部に透明導電膜や液晶配向膜を形成させ
ても段差は殆ど軽減されず、液晶配向膜のラビングによ
る配向処理が不均一になったり、セルギャップにバラツ
キが生じたりして、液晶表示装置の表示品位が低下す
る。表面段差を小さくするためには、着色層上に透明保
護膜を設けることが有効であるが、カラーフィルタの構
造が複雑になり、製造コストが高くなる点では不利であ
る。
The thickness of the resin black matrix used in the present invention is preferably 0.5 to 2.0 μm, more preferably 0.8 to 1.5 μm. As will be described later, the thickness of the resin black matrix is important for securing the cell gap of the liquid crystal display device. When the thickness is smaller than 0.5 μm, the light-shielding properties become insufficient, which is not preferable. When the film thickness is more than 2.0 μm, the light-shielding property can be secured, but the flatness of the color filter is sacrificed, and a step is likely to occur. When a surface step occurs, even if a transparent conductive film or a liquid crystal alignment film is formed on the color filter, the step is hardly reduced, and the alignment treatment by rubbing of the liquid crystal alignment film becomes non-uniform, and the cell gap varies. For example, the display quality of the liquid crystal display device is deteriorated. To reduce the surface step, it is effective to provide a transparent protective film on the colored layer, but it is disadvantageous in that the structure of the color filter becomes complicated and the production cost increases.

【0029】また、ブラックマトリクスの遮光性は、O
D値(透過率の逆数の常用対数)で表されるが、液晶表
示装置の表示品位を向上させるためには、OD値は好ま
しくは2.0以上であり、より好ましくは2.5以上さ
らに好ましくは3.0以上である。また、樹脂ブラック
マトリクスの膜厚の好適な範囲を前述したが、OD値の
上限は、これとの関係で定められるべきである。なおO
D値の測定には大塚電子(株)製の顕微分光MCPD2
000をもちい、ブラックマトリックスの形成されてい
ない基板をリファレンスとして測定したものである。
The light shielding property of the black matrix is O
It is represented by D value (common logarithm of the reciprocal of transmittance). In order to improve the display quality of the liquid crystal display device, the OD value is preferably 2.0 or more, more preferably 2.5 or more. Preferably it is 3.0 or more. The preferred range of the thickness of the resin black matrix has been described above, but the upper limit of the OD value should be determined in relation to this. O
For measurement of D value, microspectroscopic light MCPD2 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
000 using a substrate on which a black matrix is not formed as a reference.

【0030】ブラックマトリクスの反射率は、反射光に
よる影響を低減し液晶表示装置の表示品位を向上させる
ために、400〜700nmの可視領域での視感度補正
された反射率(Y値)で2%以下が好ましく、より好ま
しくは1%以下である。なお、反射率の測定には大塚電
子(株)製の顕微分光MCPD2000を用い、アルミ
薄膜をリファレンスとして測定したものである。
In order to reduce the influence of the reflected light and improve the display quality of the liquid crystal display device, the reflectance of the black matrix is 2 as the luminosity-corrected reflectance (Y value) in the visible region of 400 to 700 nm. % Or less, more preferably 1% or less. The reflectance was measured by using a microspectroscopic light MCPD2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. using an aluminum thin film as a reference.

【0031】表示画面内のブラックマトリクス間には、
通常(20〜200)μm×(20〜300)μmの開
口部が設けられるが、この開口部を少なくとも被覆する
ように3原色からなる着色層が複数配列される。
Between the black matrices in the display screen,
Usually, an opening of (20 to 200) μm × (20 to 300) μm is provided, and a plurality of colored layers of three primary colors are arranged so as to cover at least this opening.

【0032】カラーフィルタを構成する画素を形成する
着色層は、少なくとも3原色の色彩を含む。すなわち、
加色法によりカラー表示を行う場合は、赤(R)、緑
(G)、青(B)の3原色が選ばれ、減色法によりカラ
ー表示を行う場合は、シアン(C)、マゼンタ(M)、
イエロー(Y)の3原色が選ばれる。一般には、これら
の3原色を含んだ要素を1単位としてカラー表示の絵素
とすることができる。着色層には、着色剤により着色さ
れた樹脂が用いられる。
The coloring layers forming the pixels constituting the color filter include at least three primary colors. That is,
When color display is performed by the additive color method, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are selected. When color display is performed by the subtractive color method, cyan (C) and magenta (M) are used. ),
Three primary colors of yellow (Y) are selected. Generally, a picture element for color display can be formed by using an element including these three primary colors as one unit. For the coloring layer, a resin colored with a coloring agent is used.

【0033】着色層に用いられる着色剤としては、有機
顔料、無機顔料、染料などを好適に用いることができ、
さらには、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤などの
種々の添加剤を添加しても良い。有機顔料としては、フ
タロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリ
ドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が
好適に用いられる。
As the coloring agent used in the coloring layer, organic pigments, inorganic pigments, dyes, and the like can be suitably used.
Further, various additives such as an ultraviolet absorber, a dispersant, and a leveling agent may be added. As the organic pigment, phthalocyanine-based, aziraki-based, condensed azo-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, perylene-based, and perinone-based pigments are preferably used.

【0034】着色層に用いられる樹脂としては、エポキ
シ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、ゼラチンなどの感光性または非感光性の材料が好ま
しく用いられ、着色剤をこれらの樹脂中に分散あるいは
溶解させて着色することが好ましい。感光性の樹脂とし
ては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂光重合型樹脂などの
タイプがあり、特に、エチレン不飽和結合を有するモノ
マ、オリゴマまたはポリマと紫外線によりラジカルを発
生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミッ
ク酸組成物などが好適に用いられる。非感光性の樹脂と
しては、上記の各種ポリマなどで現像処理が可能なもの
が好ましく用いられるが、透明導電膜の成膜工程や液晶
表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱
性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造
工程で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好まし
いことから、ポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられ
る。
As the resin used for the colored layer, a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, and gelatin is preferably used. It is preferable to disperse or dissolve the colorant in these resins for coloring. As the photosensitive resin, there are types such as a photodecomposable resin, a photocrosslinkable resin and a photopolymerizable resin, and in particular, a monomer, an oligomer or a polymer having an ethylenically unsaturated bond and an initiator which generates a radical by ultraviolet rays. A photosensitive composition, a photosensitive polyamic acid composition, and the like are preferably used. As the non-photosensitive resin, those which can be developed with the above-mentioned various polymers are preferably used. However, heat-resistant resins capable of withstanding such heat in the process of forming a transparent conductive film and the process of manufacturing a liquid crystal display device are preferably used. Is preferable, and a resin having resistance to an organic solvent used in a manufacturing process of a liquid crystal display device is preferable. Therefore, a polyimide resin is particularly preferably used.

【0035】着色層を形成する方法としては、例えば、
着色ペーストを基板上に塗布・乾燥した後に、パターニ
ングを行う方法などがある。着色剤を分散または溶解さ
せ着色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着
色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダ
ー、ボールミル等の分散機中で分散させる方法などがあ
るが、この方法に特に限定されない。
As a method of forming a colored layer, for example,
There is a method of performing patterning after applying and drying a colored paste on a substrate. As a method of obtaining a colored paste by dispersing or dissolving the colorant, after mixing the resin and the colorant in a solvent, three-roll, sand grinder, there is a method of dispersing in a dispersing machine such as a ball mill, The method is not particularly limited.

【0036】着色ペーストを塗布する方法としては、黒
色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコータ
法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーに
よる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホ
ットプレートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。
セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布
量によりことなるが通常60〜200℃で1〜60分加
熱することが好ましい。
As a method for applying the colored paste, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, or the like is preferably used, as in the case of the black paste. Heat drying (semi-cure) is performed using a plate.
The semi-curing conditions vary depending on the resin, solvent and paste applied amount, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

【0037】このようにして得られた着色ペースト被膜
は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にフォ
トレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性
の樹脂である場合は、そのままかあるいはポリビニルア
ルコールなどの酸素遮断膜を形成した後に、露光・現像
を行う。必要に応じて、フォトレジストまたは酸素遮断
膜を除去し、また、加熱乾燥(本キュア)する。本キュ
ア条件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド
系樹脂を得る場合には、通常200〜300℃で1〜6
0分加熱するのが一般的である。以上のプロセスによ
り、基板上にパターニングされた着色層が形成される。
In the case where the resin is a non-photosensitive resin, the colored paste film thus obtained is formed after forming a photoresist film thereon, or when the resin is a photosensitive resin. Is exposed or developed as it is or after forming an oxygen barrier film such as polyvinyl alcohol. If necessary, the photoresist or the oxygen blocking film is removed, and the film is dried by heating (this cure). The curing conditions are different depending on the resin. However, when a polyimide resin is obtained from the precursor, the curing condition is usually 1 to 6 at 200 to 300 ° C.
It is common to heat for 0 minutes. Through the above process, a patterned colored layer is formed on the substrate.

【0038】3原色のうちの少なくとも2色の着色層を
積層後に別途積層される樹脂としては、エポキシ系樹
脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラ
チンなどの感光性または非感光性の材料が好ましく用い
られる。これらの樹脂の中でも、積層のし易さからアク
リル系樹脂やポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられ
る。感光性の樹脂は、ネガ型とポジ型の2種類がある
が、本発明においてはどちらでも構わない。ただし、別
途積層される樹脂の1個当たりのサイズが小さい場合
(100μm2以下)にはパターン形成の容易さから、
ポジ型の方が好ましい。このように別途形成される材料
が感光性である場合には、別途形成させる樹脂層と透明
保護層とを同時に形成することが可能である。この場
合、例えば全面のフラッシュ露光と別途形成させる樹脂
層部分のパターン露光を組み合わせた2重露光を行うこ
とで達成される。ネガ型ならば露光された領域が現像後
パターンが残るので、別途形成される樹脂層部の積算露
光量が透明保護層部より多くなればよい。ポジ型ならば
露光されなかった領域が現像後パターンが残るので、別
途形成される樹脂層部の積算露光量が透明保護層部より
少なくなればよい。非感光性の樹脂としては、上記の各
種ポリマなどで現像処理が可能なものが好ましく用いら
れる。
The resin separately laminated after laminating the colored layers of at least two of the three primary colors includes epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, polyester resin, polyimide resin, polyolefin resin, and gelatin. For example, a photosensitive or non-photosensitive material is preferably used. Among these resins, an acrylic resin or a polyimide resin is particularly preferably used because of ease of lamination. There are two types of photosensitive resin, a negative type and a positive type. In the present invention, either type may be used. However, when the size per resin laminated separately is small (100 μm 2 or less), the pattern formation is easy.
A positive type is preferred. When the separately formed material is photosensitive, the separately formed resin layer and transparent protective layer can be formed simultaneously. In this case, for example, it is achieved by performing double exposure combining the flash exposure of the entire surface and the pattern exposure of the resin layer portion separately formed. In the case of a negative type, the exposed area remains a pattern after development. Therefore, the integrated exposure amount of the separately formed resin layer portion may be larger than that of the transparent protective layer portion. In the case of the positive type, the unexposed area remains after development, so that the integrated exposure amount of the separately formed resin layer portion may be smaller than that of the transparent protective layer portion. As the non-photosensitive resin, those which can be developed with the above various polymers are preferably used.

【0039】これらの樹脂中には、必要に応じて、上記
に説明した様な樹脂ブラックマトリックスや着色層に用
いられる着色剤や紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤
などの種々の添加剤を添加しても良い。具体的には、例
えば無機粒子としては、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バ
リウム、炭酸カルシウム、タルクなどの体質顔料、およ
び黒、赤、青、緑などの着色顔料、およびアルミナ、ジ
ルコニア、マグネシア、ベリリア、ムライト、コージラ
イトなどのセラミック粉末、およびガラス−セラミック
ス複合粉末などが用いられる。体質顔料のうち、バライ
ト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカおよびタル
クが好ましい。またカーボンブラック、チタンブラッ
ク、酸化マンガン、四塩化鉄、酸化アルミニウム等の金
属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉を用いてもよい。カ
ラーフィルタを構成する着色層と同一材料であっても構
わないが、画素の形成とは別途行われる。
Various additives such as a coloring agent, an ultraviolet absorber, a dispersing agent, and a leveling agent used in the resin black matrix and the coloring layer as described above are added to these resins as necessary. You may. Specifically, for example, as inorganic particles, silica, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, extender pigments such as talc, and black, red, blue, green and other coloring pigments, and alumina, zirconia, magnesia, beryllia, Ceramic powders such as mullite and cordierite, and glass-ceramic composite powders are used. Of the extender pigments, barite, barium sulfate, calcium carbonate, silica and talc are preferred. Further, metal oxide powders such as carbon black, titanium black, manganese oxide, iron tetrachloride, and aluminum oxide, metal sulfide powders, and metal powders may be used. The same material may be used as the coloring layer constituting the color filter, but it is formed separately from the formation of the pixels.

【0040】樹脂層を形成する方法としては、例えば、
未硬化の樹脂材料を基板上に塗布・乾燥した後に、パタ
ーニングを行う方法などがある。樹脂材料に着色剤を分
散または溶解させる方法としては、溶媒中に樹脂と着色
剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、
ボールミル等の分散機中で分散させる方法などがある
が、この方法に特に限定されない。
As a method of forming the resin layer, for example,
There is a method of performing patterning after applying and drying an uncured resin material on a substrate. As a method of dispersing or dissolving the colorant in the resin material, after mixing the resin and the colorant in a solvent, three rolls, a sand grinder,
There is a method of dispersing in a dispersing machine such as a ball mill, but the method is not particularly limited.

【0041】樹脂材料を塗布する方法としては、黒色ペ
ーストの場合と同様、ディップ法、ロールコータ法、ス
ピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方
法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプ
レートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキ
ュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量によ
りことなるが通常60〜200℃で1〜60分加熱する
ことが好ましい。このようにして得られた樹脂材料被膜
は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ
型またはフォトレジストの被膜を形成した後に、また、
樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは
酸素遮断膜を形成した後に、露光・現像を行う。必要に
応じて、フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、ま
た、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、樹脂
により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場
合には、通常200〜300℃で1〜60分加熱するの
が一般的である。以上のプロセスにより、基板上にパタ
ーニングされた樹脂層が形成される。
As a method for applying the resin material, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are preferably used, as in the case of the black paste. Heat drying (semi-cure) is performed using a plate. The semi-curing conditions vary depending on the resin, solvent and paste applied amount, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes. The resin material film obtained in this manner, when the resin is a non-photosensitive resin, after forming a positive type or photoresist film thereon,
When the resin is a photosensitive resin, exposure and development are performed as it is or after forming an oxygen blocking film. If necessary, the photoresist or the oxygen blocking film is removed, and the film is dried by heating (this cure). The curing conditions vary depending on the resin, but when a polyimide resin is obtained from the precursor, it is generally heated at 200 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a patterned resin layer is formed on the substrate.

【0042】このように形成される樹脂層の上面積は下
面積と等しいか小さいことがスペーサーの強度を得る点
で好ましい。樹脂層の下面積が上面積より小さい場合に
は、液晶表示装置を作製する際に上面積の周辺にクラッ
クが生じる場合がある。ここで、該樹脂層の形状の一例
をあげて、上面積と下面積を説明すると、図8に示すよ
うになる。
The upper area of the resin layer thus formed is preferably equal to or smaller than the lower area from the viewpoint of obtaining the strength of the spacer. If the lower area of the resin layer is smaller than the upper area, cracks may occur around the upper area when manufacturing a liquid crystal display device. Here, the upper area and the lower area will be described with reference to an example of the shape of the resin layer, as shown in FIG.

【0043】また該樹脂層と隣り合う着色層との対向す
る面の面積が互いに異なることが好ましい。対向する面
の面積を互いに異なると樹脂層形成時の位置ずれによる
スペーサーの太さのばらつきを防止することができる。
この該樹脂層と隣り合う着色層の間には、導電膜や透明
保護膜等が介在してもよい。
It is preferable that the areas of the surfaces of the resin layer and the adjacent colored layer that are opposed to each other are different from each other. If the areas of the opposing surfaces are different from each other, it is possible to prevent variations in the thickness of the spacer due to misalignment when forming the resin layer.
A conductive film, a transparent protective film, or the like may be interposed between the resin layer and the adjacent colored layer.

【0044】まず、カラーフィルターが3原色の着色層
からなり、スペーサーに3原色のうちの3色の着色層の
積層とさらに別途樹脂層を積層してなるスペーサーを含
む場合について記す。前述のように、ブラックマトリク
スを形成した基板上に第1色目の着色層を全面にわたっ
て形成した後に、不必要な部分をフォトリソグラフィ法
により除去し、所望の第1色目の着色層のパターンを形
成する。この場合、画素部を少なくとも被覆する部分と
積層によりスペーサーを形成する部分に着色層を残す。
第2色目、第3色目も同様な操作を繰り返し、画素部上
には1層の着色層が、また、スペーサーには3層の着色
層が残るように着色層を形成する。画素部の着色層とス
ペーサーを形成する着色層とは連続していても、また、
分離されていても差支えない。着色剤の3色の積層によ
るスペーサーを形成した後、未硬化の樹脂材料を前面に
わたって形成した後、不必要な部分をフォトリソグラフ
ィ法により除去し、所望の樹脂層のパターンを形成す
る。この場合、着色剤の3色の積層上に樹脂層を残す。
このようにして、スペーサーに3原色のうちの3色の積
層とさらに別途樹脂層を積層してなるスペーサーが得ら
れる。
First, a case will be described in which the color filter is formed of colored layers of three primary colors, and the spacer includes a laminated layer of colored layers of three of the three primary colors and a spacer formed by further laminating a resin layer separately. As described above, after forming the first color layer on the entire surface of the substrate on which the black matrix is formed, unnecessary portions are removed by photolithography to form a desired first color pattern. I do. In this case, a colored layer is left at least in a portion covering the pixel portion and a portion where the spacer is formed by lamination.
The same operation is repeated for the second color and the third color, and a colored layer is formed so that one colored layer remains on the pixel portion and three colored layers remain on the spacer. Even if the coloring layer of the pixel portion and the coloring layer forming the spacer are continuous,
They can be separated. After a spacer is formed by laminating three colors of a colorant, an uncured resin material is formed over the front surface, and unnecessary portions are removed by photolithography to form a desired resin layer pattern. In this case, the resin layer is left on the three colors of the colorant.
In this way, a spacer obtained by laminating three of the three primary colors on the spacer and further laminating a resin layer separately is obtained.

【0045】次に、カラーフィルターが3原色の着色層
からなり、スペーサーが3原色のうちの2色の着色層の
積層とさらに別途樹脂層の積層を含んでなる場合につい
て記す。上記のように、第1色目の着色層の形成、第2
色目の着色層の形成、第3色目の着色層の形成をおこな
い、画素部を形成する。スペーサーは第1色目の着色
層、第2色目の着色層、第3色目の着色層の内のいずれ
か2色を積層すればよい。このようにして、画素部上に
は1層の着色層が、また、スペーサーには2層の着色層
が残るように着色層を形成する。2色の着色層の積層に
よるスペーサーを形成した後、未硬化の樹脂材料を前面
にわたって形成した後、不必要な部分をフォトリソグラ
フィ法により除去し、所望の樹脂層のパターンを形成す
る。この際、着色剤の2色の積層上に樹脂層を残す。こ
のようにして、スペーサーに3原色のうちの2色の積層
とさらに別途樹脂層を積層してなるスペーサーが得られ
る。
Next, a case will be described in which the color filter is composed of colored layers of three primary colors, and the spacer is composed of a laminated layer of colored layers of two of the three primary colors and another laminated layer of a resin layer. As described above, the formation of the colored layer of the first color and the formation of the second colored layer
A pixel portion is formed by forming a color layer of a color and a color layer of a third color. The spacer may be formed by laminating any two of the first colored layer, the second colored layer, and the third colored layer. In this way, a colored layer is formed such that one colored layer remains on the pixel portion and two colored layers remain on the spacer. After a spacer is formed by laminating two colored layers, an uncured resin material is formed over the front surface, and unnecessary portions are removed by photolithography to form a desired resin layer pattern. At this time, the resin layer is left on the two colors of the colorant. In this manner, a spacer obtained by laminating two of the three primary colors and further laminating a resin layer on the spacer is obtained.

【0046】スペーサーに画素を構成する着色層うちの
2色の積層を行うか、3色以上の積層を行うかは特に限
定されないが、積層数の増加は工程歩留まり低下の原因
になることから、2色の着色層の積層が好ましい。
It is not particularly limited whether two-color or three-color or more of the colored layers constituting the pixel are formed on the spacer. However, an increase in the number of stacked layers causes a reduction in process yield. Lamination of two colored layers is preferred.

【0047】スペーサーを形成する積層された少なくと
も2色の着色層についても、このように形成される着色
層の上面積は下面積と等しいか小さいことがスペーサー
の強度を得る点で好ましい。着色層の下面積が上面積と
等しいか小さい場合には、液晶表示装置を作製する際に
上面積の周辺にクラックが生じる場合がある。
As for the laminated colored layers of at least two colors forming the spacer, it is preferable that the upper area of the colored layer formed in this way is equal to or smaller than the lower area in order to obtain the strength of the spacer. If the lower area of the colored layer is equal to or smaller than the upper area, cracks may occur around the upper area when manufacturing a liquid crystal display device.

【0048】またスペーサーを形成する積層された少な
くとも2色の着色層についても、それぞれの着色層と隣
り合う着色層との対向する面の面積が互いに異なること
が好ましい。対向する面の面積を互いに異なると樹脂層
形成時の位置ずれによるスペーサーの太さのばらつきを
防止することができる。
It is also preferable that the colored layers of at least two colors forming the spacers have different areas of the surfaces facing each other between the colored layers and the adjacent colored layers. If the areas of the opposing surfaces are different from each other, it is possible to prevent variations in the thickness of the spacer due to misalignment when forming the resin layer.

【0049】本発明におけるスペーサーの面積や配置場
所は液晶表示装置を作成する場合にカラーフィルタと対
向する基板の構造に大きく影響を受ける。そのため対向
する基板側の制約がない場合は、スペーサーの面積や配
置場所は、特に限定されないが、画素のサイズを考えた
場合、表示画面内に形成されるスペーサーの頂部の面積
は、10μm2 〜1000μm2 であることが好まし
い。10μm2 よりも小さい場合は、精密なパターンの
形成や積層が難しく、また、1000μm2 よりも大き
い場合は、スペーサー部の形状にもよるが表示画面内の
ブラックマトリクス相当部に完全に配置することが難し
くなる。このようなスペーサーは、表示画面内および/
または表示画面内に形成される。本発明で言うところの
表示画面内とは、額縁部を含めず、それより内側の表示
に用いる領域を指す。表示画面外とは、額縁部を含めた
外側の表示に用いない領域を指し、シール部やさらに外
側の領域も含める。
In the present invention, the area and location of the spacer are greatly affected by the structure of the substrate facing the color filter when manufacturing a liquid crystal display device. Therefore, when there is no restriction on the opposing substrate side, the area and arrangement location of the spacer are not particularly limited. Considering the size of the pixel, the area of the top of the spacer formed in the display screen is 10 μm 2 to Preferably it is 1000 μm 2 . If it is smaller than 10 μm 2 , it is difficult to form and laminate a precise pattern, and if it is larger than 1000 μm 2 , it is necessary to completely dispose it in a portion corresponding to the black matrix in the display screen, depending on the shape of the spacer. Becomes difficult. Such spacers can be placed in the display screen and / or
Or it is formed in the display screen. The inside of the display screen in the present invention refers to an area used for display inside the frame, not including the frame. The term “outside the display screen” refers to a region including the frame portion, which is not used for display outside, and includes a seal portion and a further outside region.

【0050】スペーサーを構成する、少なくとも2色の
積層された着色層と別途積層された樹脂層の膜厚の合計
は、1μm以上10μm以下が好ましい。1μm未満であ
るとセルギャップの制御が困難になる。また10μmよ
り大きくなると、スペーサーの形成が困難になる。別途
積層された樹脂層の膜厚は、少なくとも2色の積層され
た着色層の膜厚との関係で決まるが、パターンの形成の
容易さから0.3μm以上5μm以下が好ましい。
The total thickness of the at least two colored layers and the separately laminated resin layer constituting the spacer is preferably 1 μm or more and 10 μm or less. If it is less than 1 μm, it becomes difficult to control the cell gap. On the other hand, if it is larger than 10 μm, it becomes difficult to form a spacer. The thickness of the separately laminated resin layer is determined by the relationship with the thickness of at least two colored layers laminated, but is preferably 0.3 μm or more and 5 μm or less from the viewpoint of ease of pattern formation.

【0051】本発明において必要に応じて、液晶を駆動
させるために必要な導電膜を形成してもよい。導電膜
は、ディッピング法、化学気相成長、真空蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法等の方法を経て
作製される。本発明に使用される導電膜としては、抵抗
値が低く、透明性が高く、カラー表示特性を損なわれな
いものが好ましい。代表的な透明導電膜の具体例を示す
と、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛、酸化ス
ズ等及びその合金を用いることができる。このような透
明導電膜の厚みは、0.01〜1μm、好ましくは0.
03〜0.5μmである。導電膜の形成順は特に限定さ
れないが、着色層の積層によるスペーサーの形成後が液
晶を駆動する上で好ましい。さらに着色層の積層後と別
途樹脂層の積層との間に形成することが、スペーサー上
に形成された電極と対向電極基板との短絡による表示不
良を低減させる点から好ましい。
In the present invention, if necessary, a conductive film necessary for driving the liquid crystal may be formed. The conductive film is manufactured through a method such as dipping, chemical vapor deposition, vacuum evaporation, sputtering, or ion plating. As the conductive film used in the present invention, those having a low resistance value, high transparency, and which do not impair color display characteristics are preferable. As a specific example of a typical transparent conductive film, indium tin oxide (ITO), zinc oxide, tin oxide, or an alloy thereof can be used. The thickness of such a transparent conductive film is 0.01 to 1 μm, preferably 0.1 to 1 μm.
03 to 0.5 μm. The order of forming the conductive films is not particularly limited, but it is preferable to form the spacers by stacking the coloring layers in order to drive the liquid crystal. Further, it is preferable to form between the layer after the coloring layer and the layer of the resin layer separately from the viewpoint of reducing display defects due to short circuit between the electrode formed on the spacer and the counter electrode substrate.

【0052】カラーフィルタには、必要に応じて着色層
上に透明保護膜を設けても差支えない透明保護膜の形成
は、着色層2層または3層の積層後、もしくは別途樹脂
層を積層した後が好ましい。ただし、カラーフィルター
に透明電極を形成する場合には、駆動電圧の損出を少な
くするために、透明保護膜の形成は、透明電極の形成前
が好ましい。
The color filter may be provided with a transparent protective film on the colored layer if necessary. The transparent protective film may be formed after laminating two or three colored layers or separately by laminating a resin layer. The latter is preferred. However, when a transparent electrode is formed on the color filter, the transparent protective film is preferably formed before the formation of the transparent electrode in order to reduce loss of driving voltage.

【0053】本発明のカラーフィルターには、必要に応
じて薄膜トランジスタ素子や、薄膜ダイオード(TF
D)素子、および走査線、信号線などを設けてもよい。
In the color filter of the present invention, a thin film transistor element or a thin film diode (TF
D) Elements, scanning lines, signal lines, and the like may be provided.

【0054】次に本発明のカラーフィルタを用いて作製
したカラー液晶表示装置について説明する。本発明のカ
ラー液晶表示装置の一例を図3に示す。上記カラーフィ
ルタと対向基板とを貼り合わせて作製する。対向基板上
には、画素電極以外に、薄膜トランジスタ(TFT)素
子や薄膜ダイオード(TFD)素子、および走査線、信
号線などを設け、TFT液晶表示装置やTFD液晶表示
装置を作製することができる。カラーフィルタおよび対
向基板上には液晶配向膜が設けられ、ラビングなどによ
る配向処理が施される。配向処理後にシール剤を用いて
カラーフィルタおよび対向基板を貼り合わせ、シール部
に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を
封止する。偏光板を基板の外側に貼り合わせ後にICド
ライバー等を実装することによりモジュールが完成す
る。
Next, a color liquid crystal display device manufactured by using the color filter of the present invention will be described. FIG. 3 shows an example of the color liquid crystal display device of the present invention. The color filter and the counter substrate are attached to each other. A thin film transistor (TFT) element, a thin film diode (TFD) element, a scanning line, a signal line, and the like are provided over the counter substrate in addition to the pixel electrode, so that a TFT liquid crystal display device or a TFD liquid crystal display device can be manufactured. A liquid crystal alignment film is provided on the color filter and the counter substrate, and an alignment process such as rubbing is performed. After the alignment treatment, the color filter and the counter substrate are attached to each other using a sealant, and after the liquid crystal is injected from an injection port provided in the seal portion, the injection port is sealed. The module is completed by mounting an IC driver or the like after attaching the polarizing plate to the outside of the substrate.

【0055】スペーサーが当接する対向基板上の部位に
は特に限定されない。スペーサーの役割を有する突起パ
ターンを有してもよい。
The position on the opposing substrate where the spacer comes into contact is not particularly limited. A projection pattern having a role of a spacer may be provided.

【0056】また、使用する液晶としては特に限定され
ないが、より好ましくはネマチック液晶やスメクチック
液晶が良好な表示を得るために用いられる。スメクチッ
ク液晶には強誘電性液晶や反強誘電性液晶や無しきい値
反強誘電性液晶等が含まれる。
The liquid crystal to be used is not particularly limited, but more preferably a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal is used for obtaining a good display. The smectic liquid crystal includes a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, a thresholdless antiferroelectric liquid crystal, and the like.

【0057】本発明のカラーフィルタおよびそれを用い
たカラー液晶表示装置は、パソコン、ワードプロセッサ
ー、エンジニアリング・ワークステーション、ナビゲー
ションシステム、液晶テレビ、ビデオなどの表示画面に
用いられ、また、液晶プロジェクションなどにも好適に
用いられる。また、光通信や光情報処理の分野におい
て、液晶を用いた空間変調素子としても好適に用いられ
る。空間変調素子は、素子への入力信号に応じて、素子
に入射する光の強度や位相、偏向方向等を変調させるも
ので、実時間ホログラフィーや空間フィルタ、インコヒ
ーレント/コヒーレント変換等に用いられるものであ
る。
The color filter of the present invention and a color liquid crystal display device using the same are used for display screens of personal computers, word processors, engineering workstations, navigation systems, liquid crystal televisions, videos, etc., and also for liquid crystal projection. It is preferably used. Further, in the field of optical communication and optical information processing, it is suitably used as a spatial modulation element using a liquid crystal. A spatial modulation element modulates the intensity, phase, deflection direction, etc. of light incident on the element according to an input signal to the element, and is used for real-time holography, a spatial filter, incoherent / coherent conversion, and the like. It is.

【0058】[0058]

【実施例】以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更
に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の
効力はなんら制限されるものでない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments, but the efficacy of the present invention is not limited by the embodiments used.

【0059】実施例1 (樹脂ブラックマトリクスの作成)3,3´、4,4´
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4´−ジ
アミノジフェニルエーテル、および、ビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサンをN−メチル−2
−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体
(ポリアミック酸)溶液を得た。
Example 1 (Preparation of resin black matrix) 3, 3 ', 4, 4'
-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane with N-methyl-2
The reaction was carried out using pyrrolidone as a solvent to obtain a polyimide precursor (polyamic acid) solution.

【0060】下記の組成を有するカーボンブラックミル
ベースをホモジナイザーを用いて、7000rpm で30分分散
し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調製
した。 カーボンブラックミルベース カーボンブラック (MA100、三菱化成(株)製) 4.6部 ポリイミド前駆体溶液 24.0部 N−メチルピロリドン 61.4部 ガラスビーズ 90.0部 300×350mmのサイズの無アルカリガラス(日本
電気ガラス(株)製、OA−2)基板上にスピナーを用
いて、ブラックペーストを塗布し、オーブン中135℃
で20分間セミキュアした。続いて、ポジ型レジスト
(Shipley “Microposit”RC100 30cp)をスピナーで塗
布し、90℃で10分間乾燥した。レジスト膜厚は1.
5μmとした。キャノン(株)製露光機PLA−501
Fを用い、フォトマスクを介して、露光を行った。
A carbon black mill base having the following composition was dispersed at 7000 rpm for 30 minutes using a homogenizer, and the glass beads were filtered to prepare a black paste. Carbon black mill base Carbon black (MA100, manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation) 4.6 parts Polyimide precursor solution 24.0 parts N-methylpyrrolidone 61.4 parts Glass beads 90.0 parts Alkali-free glass having a size of 300 x 350 mm (OA-2, manufactured by NEC Corporation) A black paste was applied on a substrate using a spinner, and the substrate was placed in an oven at 135 ° C.
For 20 minutes. Subsequently, a positive resist (Shipley “Microposit” RC100 30 cp) was applied using a spinner and dried at 90 ° C. for 10 minutes. The resist film thickness is 1.
The thickness was 5 μm. Exposure machine PLA-501 manufactured by Canon Inc.
Using F, exposure was performed through a photomask.

【0061】次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シドを2重量%含んだ23℃の水溶液を現像液に用い、
基板を現像液にディップさせ、同時に10cm幅を5秒
で1往復するように基板を揺動させて、ポジ型レジスト
の現像とポリイミド前駆体のエッチングを同時に行っ
た。現像時間は、60秒であった。その後、メチルセル
ソルブアセテートでポジ型レジストを剥離し、さらに、
300℃で30分間キュアし、樹脂ブラックマトリクス
基板を得た。樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、0.9
0μmであり、OD値は3.0であった。また、樹脂ブ
ラックマトリクスとガラス基板との界面における反射率
(Y値)は1.2%であった。
Next, an aqueous solution containing 2% by weight of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. was used as a developer.
The substrate was dipped in a developing solution, and simultaneously, the substrate was swung so as to make one reciprocation in a width of 10 cm in 5 seconds, thereby simultaneously developing the positive resist and etching the polyimide precursor. The development time was 60 seconds. After that, the positive resist was stripped with methylcellosolve acetate,
After curing at 300 ° C. for 30 minutes, a resin black matrix substrate was obtained. The thickness of the resin black matrix is 0.9
0 μm, and the OD value was 3.0. The reflectance (Y value) at the interface between the resin black matrix and the glass substrate was 1.2%.

【0062】(着色層の作成)次に、赤、緑、青の顔料
として各々Color index No.65300 Pigment Red 177で示
されるジアントラキノン系顔料、Color Index No.74265
Pigment Green 36 で示されるフタロシアニングリーン
系顔料、Color Index No.74160 Pigment Blue15-4で示
されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。ポリイ
ミド前駆体溶液に上記顔料を各々混合分散させて、赤、
緑、青の3種類の着色ペーストを得た。
(Preparation of Colored Layer) Next, as red, green and blue pigments, a dianthraquinone pigment represented by Color Index No. 65300 Pigment Red 177, Color Index No. 74265, respectively.
A phthalocyanine green pigment represented by Pigment Green 36 and a phthalocyanine blue pigment represented by Color Index No. 74160 Pigment Blue 15-4 were prepared. Each of the above pigments was mixed and dispersed in a polyimide precursor solution, and red,
Green and blue colored pastes were obtained.

【0063】まず、樹脂ブラックマトリックス基板上に
青ペーストを塗布し、80℃で10分熱風乾燥し、12
0℃20分間セミキュアした。この後、ポジ型レジスト
(Shipley "Microposit" RC100 30cp )をスピナーで塗
布後、80℃で20分乾燥した。マスクを用いて露光
し、アルカリ現像液(Shipley "Microposit" 351)に基
板をディップし、同時に基板を揺動させながら、ポジ型
レジストの現像およびポリイミド前駆体のエッチングを
同時に行なった。その後、ポジ型レジストをメチルセル
ソルブアセテートで剥離し、さらに、300℃で30分
間キュアした。着色画素部の膜厚は2.0μmであっ
た。このパターニングにより青色画素の形成とともに樹
脂ブラックマトリクス上にスペーサーの1段目を形成し
た。スペーサーの1段目の面積は約150μm2であっ
た。
First, a blue paste was applied on a resin black matrix substrate and dried with hot air at 80 ° C. for 10 minutes.
Semi-cure at 0 ° C for 20 minutes. Thereafter, a positive resist (Shipley "Microposit" RC100 30cp) was applied by a spinner, and dried at 80 ° C for 20 minutes. Exposure was performed using a mask, the substrate was dipped in an alkali developing solution (Shipley "Microposit" 351), and simultaneously developing the positive resist and etching the polyimide precursor were performed while simultaneously swinging the substrate. Thereafter, the positive resist was stripped with methyl cellosolve acetate, and cured at 300 ° C. for 30 minutes. The thickness of the colored pixel portion was 2.0 μm. By this patterning, the first step of the spacer was formed on the resin black matrix together with the formation of the blue pixel. The area of the first stage of the spacer was about 150 μm 2 .

【0064】水洗後に、同様にして、赤色画素の形成と
ともに樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーの2段目
を形成した。スペーサーの2段目の面積は約130μm2
であった。赤色画素部の膜厚は、1.8μmであった。
After washing with water, the second step of the spacer was similarly formed on the resin black matrix together with the formation of the red pixel. The area of the second stage of the spacer is about 130 μm 2
Met. The thickness of the red pixel portion was 1.8 μm.

【0065】さらに水洗後に、同様にして、緑色画素の
形成した。ただし緑色着色層ではスペーサー3段目は形
成しなかった。緑色画素部の膜厚は、1.5μmであっ
た。
After further washing with water, green pixels were formed in the same manner. However, in the green colored layer, the third stage of the spacer was not formed. The thickness of the green pixel portion was 1.5 μm.

【0066】次に、スパッタリング法によりITO膜を
マスク成膜した。ITO膜の膜厚は、150nmであ
り、表面抵抗は20Ω/□であった。
Next, an ITO film was formed as a mask by a sputtering method. The thickness of the ITO film was 150 nm, and the surface resistance was 20 Ω / □.

【0067】さらに水洗後に、樹脂層の積層をした。樹
脂層には、上記記載のポリイミド前駆体溶液を用いた。
ポリイミド前駆体溶液を塗布し、90℃で15分熱風乾
燥し、125℃20分間セミキュアした。この後、ポジ
型レジスト(Shipley "Microposit" RC100 30cp )をス
ピナーで塗布後、80℃で20分乾燥した。マスクを用
いて露光し、アルカリ現像液(Shipley "Microposit" 3
51)に基板をディップし、同時に基板を揺動させなが
ら、ポジ型レジストの現像およびポリイミド前駆体のエ
ッチングを同時に行なった。その後、ポジ型レジストを
メチルセルソルブアセテートで剥離し、さらに、300
℃で30分間キュアした。樹脂層の膜厚は3.2μmで
あった。このパターニングによりスペーサー3段目を形
成し、3原色のうちの2色の積層とさらに別途樹脂層を
積層してなるスペーサーを形成した。樹脂層は、着色層
の積層により形成されたスペーサー2段目からはみ出さ
ないように形成した。樹脂層の上面積は約100μm2
であり、樹脂層の下面積は約120、スペーサー頂部の
面積は、一個当たり約100μm2 であった。スペーサ
ーの高さは、5.0μmであった。なおスペーサーは、
3画素に1個の割合で画面内に設けた。また画面周辺に
樹脂ブラックマトリクスで形成した額縁上の一部にも画
面内と同様な密度で着色層と樹脂層の積層によるスペー
サーを設けた。 (カラー液晶表示装置の作製)上記カラーフィルタ上に
ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。
また、薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極付の対
向基板を作成し、同様にポリイミド系の配向膜を設け、
ラビング処理を施した。配向膜を設けたカラーフィルタ
と薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極基板とをシー
ル剤を用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた
注入口から液晶を注入した。液晶の注入は、空セルを減
圧下に放置後、注入口を液晶槽に浸漬し、常圧に戻すこ
とにより行った。液晶を注入後、注入口を封止し、さら
に偏光板を基板の外側に貼り合わせセルを作製した。得
られた液晶表示装置は、カラーフィルター基板と対向基
板との短絡がなく、また十分なセルギャップが確保で
き、良好な表示品位のものであった。
After washing with water, a resin layer was laminated. The polyimide precursor solution described above was used for the resin layer.
The polyimide precursor solution was applied, dried with hot air at 90 ° C. for 15 minutes, and semi-cured at 125 ° C. for 20 minutes. Thereafter, a positive resist (Shipley "Microposit" RC100 30cp) was applied by a spinner, and dried at 80 ° C for 20 minutes. Exposure is performed using a mask, and an alkaline developer (Shipley "Microposit" 3
In 51), the substrate was dipped, and simultaneously the developing of the positive resist and the etching of the polyimide precursor were simultaneously performed while rocking the substrate. After that, the positive resist was peeled off with methyl cellosolve acetate, and further, 300
Cure at 30 ° C. for 30 minutes. The thickness of the resin layer was 3.2 μm. By this patterning, the third stage of the spacer was formed, and a spacer formed by laminating two of the three primary colors and further laminating a resin layer separately was formed. The resin layer was formed so as not to protrude from the second step of the spacer formed by laminating the coloring layers. The upper area of the resin layer is about 100 μm 2
The area under the resin layer was about 120, and the area at the top of the spacer was about 100 μm 2 per piece. The height of the spacer was 5.0 μm. The spacer is
One in three pixels is provided in the screen. Further, a spacer formed by laminating a colored layer and a resin layer at the same density as in the screen was provided on a part of the frame formed of a resin black matrix around the screen. (Preparation of Color Liquid Crystal Display Device) A polyimide-based alignment film was provided on the color filter, and a rubbing treatment was performed.
Also, a counter substrate with a transparent electrode having a thin film transistor element was prepared, and a polyimide-based alignment film was similarly provided,
Rubbing treatment was performed. After a color filter provided with an alignment film and a transparent electrode substrate provided with a thin film transistor element were bonded to each other using a sealant, liquid crystal was injected from an injection port provided in a seal portion. The liquid crystal was injected by leaving the empty cell under reduced pressure, immersing the injection port in the liquid crystal tank, and returning the pressure to normal pressure. After injecting the liquid crystal, the injection port was sealed, and a polarizing plate was attached to the outside of the substrate to produce a cell. The obtained liquid crystal display device had no short circuit between the color filter substrate and the opposing substrate, a sufficient cell gap was secured, and had a good display quality.

【0068】実施例2 実施例1と同様に、画素とスペーサー2段目の形成を行
った後、この基板上に、γ−アミノプロピルメチルジエ
トキシシランの加水分解物(1モル当量)およびp−フ
ェニレンジアミン(0.5モル当量)と、3,3’,
4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(1モ
ル当量)とを反応させることにより得られる硬化性組成
物(ポリイミドシロキサン前駆体)の溶液をスピンコー
トし、280℃で40分熱処理を行い、ポリイミドシロ
キサンからなる厚さ0.5μmのオーバーコート膜を形
成した。その後、実施例1と同様にITO膜の形成、樹
脂層の積層等を行った後、カラー液晶表示装置の作製し
た。得られた液晶表示装置は、カラーフィルター基板と
対向基板との短絡がなく、また十分なセルギャップが確
保でき、さらにオーバーコート膜があることによりスペ
ーサー周囲の傾斜が緩くなることで配向不良も起きにく
く良好な表示品位のものであった。
Example 2 In the same manner as in Example 1, after forming the pixels and the second stage of the spacer, a hydrolyzate of γ-aminopropylmethyldiethoxysilane (1 molar equivalent) and p -Phenylenediamine (0.5 molar equivalent), 3,3 ',
A solution of a curable composition (polyimide siloxane precursor) obtained by reacting with 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (1 molar equivalent) is spin-coated and heat-treated at 280 ° C. for 40 minutes. Then, a 0.5 μm thick overcoat film made of polyimide siloxane was formed. Then, after forming an ITO film and laminating a resin layer in the same manner as in Example 1, a color liquid crystal display device was manufactured. In the obtained liquid crystal display device, there is no short circuit between the color filter substrate and the opposing substrate, a sufficient cell gap can be secured, and the overcoat film causes the inclination around the spacer to be loose, resulting in poor alignment. It was difficult and good display quality.

【0069】比較例1 実施例1と同様にして、青色画素の形成とともにスペー
サーの1段目を形成し、赤色画素の形成とともにスペー
サーの2段目を形成した。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, the first step of the spacer was formed together with the formation of the blue pixel, and the second step of the spacer was formed together with the formation of the red pixel.

【0070】さらに水洗後に、同様にして、緑色画素の
形成した。ただし実施例1と異なりスペーサー3段目も
形成した。緑色画素の膜厚は、実施例1と同様にした。
After washing with water, green pixels were formed in the same manner. However, unlike Example 1, a third spacer step was also formed. The thickness of the green pixel was the same as in Example 1.

【0071】次に、スパッタリング法によりITO膜を
マスク成膜した。ITO膜の膜厚は、150nmであ
り、表面抵抗は20Ω/□であった。
Next, an ITO film was formed as a mask by a sputtering method. The thickness of the ITO film was 150 nm, and the surface resistance was 20 Ω / □.

【0072】こうして得られたスペーサーの高さは、
3.5μmであった。スペーサーの配置、密度は実施例
1と同様にした。
The height of the spacer thus obtained is
It was 3.5 μm. The arrangement and density of the spacers were the same as in Example 1.

【0073】実施例1と同様にカラー液晶表示装置の作
製を行った。液晶表示装置を駆動したところ、コントラ
ストが著しく低下し、表示品位が悪かった。
A color liquid crystal display was manufactured in the same manner as in Example 1. When the liquid crystal display device was driven, the contrast was significantly reduced, and the display quality was poor.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明のカラーフィルタは、着色層の積
層と別途樹脂層の積層により形成されたスペーサーを設
けたものであり、これを用いて液晶表示装置を作製した
ので以下の効果が得られる。 (1) スペーサーが画素部上に存在せず、スペーサーによ
る光の散乱や透過による表示品位の低下がなく、特に表
示のコントラストが向上する。 (2) 従来の球状スペーサーやロッド状スペーサーを用い
た場合には、スペーサーが基板と点または線で接触する
ために、配向膜や透明電極の破損が生じ、表示欠陥が現
れた。本発明でのスペーサーは面で対向する透明電極基
板と接触するために、配向膜や透明電極の破損が少な
く、欠陥の少ない表示が得られる。 (3) スペーサーを散布する工程が不要になり、液晶表示
装置の製造工程が簡略化される。 (4) スペーサーの粒度分布を高精度に管理する必要がな
く、液晶表示装置の製造が容易になる。 (5) 画素を構成する着色層の少なくとも2層以上の積層
分と別途積層された樹脂層の膜厚によりセルギャップが
保持されることから十分なセルギャップを持った液晶表
示装置が得られる。 (6) 着色層の積層の後、スペーサーの高さの調節ができ
る。 (7) 画素を構成する着色層の積層のみでスペーサーを形
成する場合に比べ、着色層に必要な性能(スペーサーを
形成する性能)が低減できた。着色層の材料設計が容易
になった。 (8) 電極層を形成する場合、着色層の積層、電極層の形
成、別途樹脂層の積層の順で行うことで、スペーサー上
部に電極を形成しなくてもすむ。スペーサー上部に形成
された電極に起因する表示不良の発生を防ぐことができ
る。
The color filter of the present invention is provided with a spacer formed by laminating a colored layer and separately laminating a resin layer. Since a liquid crystal display device is manufactured using the spacer, the following effects can be obtained. Can be (1) The spacer does not exist on the pixel portion, and the display quality is not degraded due to the scattering or transmission of light by the spacer, and the display contrast is particularly improved. (2) When a conventional spherical spacer or rod-shaped spacer is used, since the spacer comes into contact with the substrate at a point or a line, the alignment film and the transparent electrode are damaged, and display defects appear. Since the spacer in the present invention comes in contact with the transparent electrode substrate facing the surface, the alignment film and the transparent electrode are less damaged and a display with less defects is obtained. (3) The step of dispersing the spacer is not required, and the manufacturing process of the liquid crystal display device is simplified. (4) It is not necessary to control the particle size distribution of the spacer with high precision, and the manufacture of the liquid crystal display device is facilitated. (5) Since the cell gap is maintained by the thickness of at least two or more colored layers constituting the pixel and the thickness of the resin layer separately laminated, a liquid crystal display device having a sufficient cell gap can be obtained. (6) After stacking the colored layers, the height of the spacer can be adjusted. (7) The performance required for the colored layer (the ability to form the spacer) could be reduced as compared with the case where the spacer was formed only by the lamination of the colored layers constituting the pixel. The material design of the coloring layer has become easier. (8) When the electrode layer is formed, it is not necessary to form an electrode on the upper portion of the spacer by sequentially performing the lamination of the coloring layer, the formation of the electrode layer, and the lamination of a separate resin layer. It is possible to prevent display failures caused by electrodes formed on the spacers.

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

【図1】本発明により得られた画素のうちの2色の着色
層を積層し、さらに別途樹脂層を積層して得られたスペ
ーサーを有するカラーフィルターの断面図の一例であ
る。
FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a color filter having spacers obtained by laminating two colored layers of pixels obtained by the present invention and further laminating a resin layer separately.

【図2】本発明により得られたスペーサーを有するカラ
ーフィルタの断面図の一例である。着色層と樹脂層の間
に透明導電膜を有する。
FIG. 2 is an example of a cross-sectional view of a color filter having a spacer obtained according to the present invention. A transparent conductive film is provided between the coloring layer and the resin layer.

【図3】本発明により得られたスペーサーを有するカラ
ーフィルタの断面図の一例である。着色層と樹脂層の間
に透明保護膜と透明導電膜を有する。
FIG. 3 is an example of a sectional view of a color filter having a spacer obtained according to the present invention. A transparent protective film and a transparent conductive film are provided between the coloring layer and the resin layer.

【図4】従来のスペーサーを有するカラーフィルタの断
面図の例である。
FIG. 4 is an example of a cross-sectional view of a color filter having a conventional spacer.

【図5】従来のスペーサーを有するカラーフィルタの断
面図の例である。ブラックマトリックス上に着色層の積
層のみでスペーサーを形成している。
FIG. 5 is an example of a cross-sectional view of a color filter having a conventional spacer. The spacer is formed on the black matrix only by lamination of the colored layer.

【図6】本発明により得られたスペーサーを有するカラ
ーフィルタを用いた液晶表示装置の断面図の一例であ
る。
FIG. 6 is an example of a sectional view of a liquid crystal display device using a color filter having a spacer obtained according to the present invention.

【図7】従来のスペーサーを有するカラーフィルタを用
いた液晶表示装置の断面図の一例である。
FIG. 7 is an example of a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device using a color filter having a spacer.

【図8】別途積層された樹脂層の形状を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing the shape of a separately laminated resin layer.

【図9】樹脂層と隣り合う着色層の対向する面の面積を
示す斜視図。
FIG. 9 is a perspective view showing the area of the opposite surface of a coloring layer adjacent to a resin layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:別途形成された樹脂層 2:着色層(R) 3:着色層(G) 4:着色層(B) 5:ブラックマトリックス 6:ガラス基板 7:透明導電膜 8:透明保護膜 9:配向膜 10:画素電極 11:液晶 12:上面積 13:下面積 14:別途形成された樹脂層が隣り合う着色層と対向す
る面の面積 15:隣り合う着色層が別途形成された樹脂層と対向す
る面の面積
1: Separately formed resin layer 2: Colored layer (R) 3: Colored layer (G) 4: Colored layer (B) 5: Black matrix 6: Glass substrate 7: Transparent conductive film 8: Transparent protective film 9: Orientation Film 10: Pixel electrode 11: Liquid crystal 12: Upper area 13: Lower area 14: Area of the surface where the separately formed resin layer faces the adjacent colored layer 15: Opposite the resin layer where the adjacent colored layer is separately formed The area of the surface to be

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に着色層からなる画素を複数配列し
たカラーフィルタにおいて、画素のうちの少なくとも2
色の着色層を積層し、さらに別途樹脂層を積層してなる
スペーサーを有することを特徴するカラーフィルタ。
In a color filter in which a plurality of pixels formed of a colored layer are arranged on a substrate, at least two of the pixels are provided.
A color filter comprising a spacer formed by laminating a color coloring layer and further laminating a resin layer separately.
【請求項2】該樹脂層の上面積が下面積と等しいまたは
上面積が下面積より小さいことを特徴とする請求項1記
載のカラーフィルター。
2. The color filter according to claim 1, wherein the upper area of the resin layer is equal to the lower area or the upper area is smaller than the lower area.
【請求項3】該樹脂層と隣り合う着色層との対向する面
の面積が互いに異なることを特徴とする請求項1〜2い
ずれか1項記載のカラーフィルター。
3. The color filter according to claim 1, wherein the areas of the surfaces of the resin layer and the adjacent colored layer opposite to each other are different from each other.
【請求項4】スペーサーがブラックマトリックス上に形
成されてなることを特徴とする請求項1〜3いずれか1
項記載のカラーフィルタ。
4. The method according to claim 1, wherein the spacer is formed on a black matrix.
Color filter described in the item.
【請求項5】ブラックマトリックスのOD値が2.0以
上であることを特徴とする請求項4に記載のカラーフィ
ルタ。
5. The color filter according to claim 4, wherein the OD value of the black matrix is 2.0 or more.
【請求項6】ブラックマトリックスの反射率が2%以下
であることを特徴とする請求項4〜5いずれか1項記載
のカラーフィルタ。
6. The color filter according to claim 4, wherein the reflectance of the black matrix is 2% or less.
【請求項7】ブラックマトリックスが遮光剤を含む樹脂
からなる樹脂ブラックマトリックスであることを特徴と
する請求項4〜6いずれか1項記載のカラーフィルタ。
7. The color filter according to claim 4, wherein the black matrix is a resin black matrix made of a resin containing a light shielding agent.
【請求項8】樹脂ブラックマトリックスを形成する樹脂
がポリイミドであることを特徴とする請求項7記載のカ
ラーフィルタ。
8. The color filter according to claim 7, wherein the resin forming the resin black matrix is polyimide.
【請求項9】樹脂ブラックマトリックスの膜厚が0.5
〜2.0μmであることを特徴とする請求項7〜8いず
れか1項記載のカラーフィルタ。
9. A resin black matrix having a thickness of 0.5
The color filter according to any one of claims 7 to 8, wherein the thickness of the color filter is from 2.0 to 2.0 m.
【請求項10】着色層およびブラックマトリックス上に
オーバーコート膜を有することを特徴とする請求項1〜
9いずれか1項記載のカラーフィルタ。
10. An overcoat film on a colored layer and a black matrix.
9. The color filter according to any one of items 9 to 9.
【請求項11】積層された少なくとも2色の着色層と、
さらに積層された樹脂層との間に透明電極を有すること
を特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載のカラー
フィルタ。
11. A laminated color layer of at least two colors,
The color filter according to any one of claims 1 to 10, further comprising a transparent electrode between the resin layer and the laminated resin layer.
【請求項12】上記スペーサーを表示画面内および/ま
たは表示画面外に有することを特徴とする請求項1〜1
1いずれか1項記載のカラーフィルタ。
12. The display device according to claim 1, wherein said spacer is provided inside and / or outside a display screen.
A color filter according to any one of the preceding claims.
【請求項13】請求項1〜12記載のカラーフィルタを
用いた液晶表示装置。
13. A liquid crystal display device using the color filter according to claim 1.
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