JP2002031708A - Color filter and method for producing the same - Google Patents

Color filter and method for producing the same

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JP2002031708A
JP2002031708A JP2000213764A JP2000213764A JP2002031708A JP 2002031708 A JP2002031708 A JP 2002031708A JP 2000213764 A JP2000213764 A JP 2000213764A JP 2000213764 A JP2000213764 A JP 2000213764A JP 2002031708 A JP2002031708 A JP 2002031708A
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JP
Japan
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resin
layer
silicon
color filter
photosensitive resin
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Application number
JP2000213764A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiho Yoshitoku
志保 慶徳
Tomonobu Sumino
友信 角野
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter with columnar projections for setting the thickness of a liquid crystal layer and a transparent protective layer and to provide a method for producing the color filter. SOLUTION: The color filter has a transparent protective layer 6 comprising a cured body based on an alkali-insoluble silicon-containing resin and transparent columnar projections 7 comprising a cured body based on a photosensitive resin incompatible with the silicon-containing resin and formed at plural prescribed parts on a substrate in,such a way that the projections 7 project from the protective layer. The color filter is produced through a first step in which a colored layer 5 having plural colors in a prescribed pattern is formed on a substrate 2 and a resin composition containing the alkali-insoluble silicon- containing resin and the photosensitive resin incompatible with the silicon- containing resin is applied to form a resin layer comprising a lower layer based on the silicon-containing resin and an upper layer based on the photosensitive resin, a second step in which the resin layer is exposed through a photomask with openings for forming the columnar projections and a third step in which the upper layer of the resin layer is alkali-developed and the resin layer is heated.

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】本発明はカラーフィルタおよ
びその製造方法に係り、特に表示品質に優れたカラー液
晶表示装置の製造が可能なカラーフィルタとその製造方
法に関する。
The present invention relates to a color filter and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a color filter capable of manufacturing a color liquid crystal display device having excellent display quality and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、カ
ラー液晶表示装置が注目されている。カラー液晶表示装
置の一例として、ブラックマトリックス、複数の色(通
常、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色)からなる
着色層、透明導電層(共通電極)および配向層を備えた
カラーフィルタと、薄膜トランジスタ(TFT素子)、
画素電極および配向層を備えたTFTアレイ基板とを所
定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材
料を注入して液晶層としたものがある。このようなカラ
ー液晶表示装置では、間隙部が液晶層の厚みそのもので
あり、カラー液晶表示装置に要求される高速応答性、高
コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能と
するためには、液晶層の厚み、すなわち、カラーフィル
タとTFTアレイ基板の間隙距離を厳密に一定に保持す
る必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, color liquid crystal display devices have attracted attention as flat displays. As an example of the color liquid crystal display device, a black matrix, a colored layer composed of a plurality of colors (usually three primary colors of red (R), green (G), and blue (B)), a transparent conductive layer (common electrode), and an alignment layer A color filter comprising: a thin film transistor (TFT element);
There is a type in which a pixel electrode and a TFT array substrate provided with an alignment layer face each other with a predetermined gap therebetween, and a liquid crystal material is injected into the gap to form a liquid crystal layer. In such a color liquid crystal display device, the gap portion is the thickness of the liquid crystal layer itself, and enables good display performance such as high-speed response, high contrast ratio, and wide viewing angle required for the color liquid crystal display device. It is necessary to keep the thickness of the liquid crystal layer, that is, the gap distance between the color filter and the TFT array substrate strictly constant.

【0003】従来、カラー液晶表示装置における液晶層
の厚みを決定する方法として、カラーフィルタとTFT
アレイ基板との間隙に、ガラスやアルミナ、プラスチッ
ク等からなるスペーサーと称する粒子あるいは棒状体を
多数混合した液晶を注入する方法がある。そして、スペ
ーサーの大きさをもって両基板の間隙部の大きさ、つま
り、液晶層の厚みが決定される。
Conventionally, as a method of determining the thickness of a liquid crystal layer in a color liquid crystal display device, a color filter and a TFT are used.
There is a method of injecting a liquid crystal in which a number of particles or rods called spacers made of glass, alumina, plastic, or the like are mixed into a gap between the array substrate and the substrate. The size of the gap between the two substrates, that is, the thickness of the liquid crystal layer is determined by the size of the spacer.

【0004】しかし、上述のようなカラーフィルタとT
FTアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラー
液晶表示装置の動作の上で次のような問題点が生じる。
すなわち、基板面上に散在させるスペーサーの密度が適
正で、かつ、基板面上にスペーサーが均一に分散されて
いなければ、カラー液晶表示装置の全面に亘って大きさ
が均一な間隙部は形成されない。一般に、スペーサーの
散在量(密度)は100個/mm2程度であり、粘度の
高い液晶を用いた場合、カラーフィルタとTFTアレイ
基板との間隙部に注入した後にスペーサーが均一に分散
しないことがある。このような現象が生じると、スペー
サーが溜まった部分の表示品質が悪化し、また、間隙部
の厚みのばらつき偏差が大きくなるという問題があっ
た。
However, the above-described color filter and T
The method of forming the gap with the FT array substrate has the following problems in the operation of the color liquid crystal display device.
That is, if the density of the spacers scattered on the substrate surface is appropriate and the spacers are not uniformly dispersed on the substrate surface, a gap portion having a uniform size over the entire surface of the color liquid crystal display device is not formed. . Generally, the scattered amount (density) of the spacer is about 100 / mm 2. When a liquid crystal having a high viscosity is used, the spacer may not be uniformly dispersed after being injected into the gap between the color filter and the TFT array substrate. is there. When such a phenomenon occurs, there is a problem that the display quality of a portion where the spacers are accumulated is deteriorated, and a variation in thickness variation of the gap is increased.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解消
するために、間隙(液晶層の厚み)を決定するための柱
状凸部を備えたカラーフィルタが提案されている(特開
平4−318816号等)。しかしながら、このカラー
フィルタでは、着色層を形成し、この着色層を覆うよう
に保護層を塗布形成した後に、感光性樹脂を用いて再度
フォトリソグラフィー工程により柱状凸部をブラックマ
トリックス上の所定箇所に形成するので、工程が煩雑で
ある。
In order to solve such a problem, a color filter having a columnar convex portion for determining a gap (the thickness of a liquid crystal layer) has been proposed (JP-A-4-318816). No.). However, in this color filter, after forming a colored layer and applying and forming a protective layer so as to cover the colored layer, a columnar convex portion is formed at a predetermined position on the black matrix by a photolithography process again using a photosensitive resin. Since it is formed, the process is complicated.

【0006】また、例えば、近年注目されているIPS
(In-Plane Switching)液晶モードでは、TN液晶モー
ドよりも更に精密な基板間隙の制御が要求されている。
このような要求に応えるために、柱状凸部の高さの精度
を±0.2μm以下とするには、感光性樹脂の高い塗布
精度が要求され、スループット、歩留等が問題となって
いる。
[0006] For example, IPS which has recently attracted attention
(In-Plane Switching) In the liquid crystal mode, more precise control of the substrate gap is required than in the TN liquid crystal mode.
In order to meet such demands, in order to make the height accuracy of the columnar protrusions to be ± 0.2 μm or less, a high coating accuracy of the photosensitive resin is required, and throughput, yield, and the like are problematic. .

【0007】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、液晶層の厚み設定用としての柱状凸部
と透明保護層を備え、表示品質に優れたカラー液晶表示
装置の製造を可能とするカラーフィルタと、このような
カラーフィルタを簡便に製造するための製造方法を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to manufacture a color liquid crystal display device having a columnar convex portion for setting the thickness of a liquid crystal layer and a transparent protective layer and having excellent display quality. It is an object of the present invention to provide a color filter that enables the above and a manufacturing method for easily manufacturing such a color filter.

【0008】[0008]

【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、基板と、該基板
上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層
と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明
保護層と、前記基板上の複数の所定部位に形成され前記
透明保護層よりも突出した透明な柱状凸部とを備え、前
記透明保護層はアルカリ不溶性のシリコン含有樹脂を主
成分とした硬化物であり、前記柱状凸部は前記シリコン
含有樹脂に対して非相溶である感光性樹脂を主成分とし
た硬化物であるような構成とした。
In order to achieve the above object, a color filter according to the present invention comprises a substrate, a colored layer of a plurality of colors formed in a predetermined pattern on the substrate, and at least A transparent protective layer formed so as to cover the coloring layer, comprising a transparent columnar convex portion formed at a plurality of predetermined portions on the substrate and projecting from the transparent protective layer, wherein the transparent protective layer is alkali-insoluble. The cured product was mainly composed of a silicon-containing resin, and the column-shaped convex portions were composed of a cured material mainly composed of a photosensitive resin incompatible with the silicon-containing resin.

【0009】また、本発明のカラーフィルタは、前記シ
リコン含有樹脂がアクリル系樹脂であるような構成とし
た。また、本発明のカラーフィルタは、前記感光性樹脂
が酸によってフェノール性水酸基を生じるスチレン骨格
を有するポジ型感光性樹脂であるような構成、あるい
は、前記感光性樹脂がエポキシ基およびカルボキシル基
をもつスチレン骨格を有するネガ型感光性樹脂であるよ
うな構成とした。
Further, the color filter of the present invention is configured such that the silicon-containing resin is an acrylic resin. Further, the color filter of the present invention is configured such that the photosensitive resin is a positive photosensitive resin having a styrene skeleton that generates a phenolic hydroxyl group by an acid, or the photosensitive resin has an epoxy group and a carboxyl group. The negative photosensitive resin having a styrene skeleton was used.

【0010】本発明のカラーフィルタの製造方法は、基
板上に所定のパターンで複数色からなる着色層を形成し
た後、少なくとも前記着色層を覆うように前記基板上
に、アルカリ不溶性のシリコン含有樹脂と該シリコン含
有樹脂に対して非相溶である感光性樹脂とを含有する樹
脂組成物を塗布し、前記シリコン含有樹脂を主体とする
下層と前記感光性樹脂を主体とする上層とからなる樹脂
層を形成する第1の工程、柱状凸部を形成するための開
口部を備えたフォトマスクを介して前記樹脂層を露光す
る第2の工程、前記樹脂層の上層をアルカリ現像し、そ
の後、前記樹脂層に加熱処理を施すことにより、少なく
とも前記着色層を覆うように前記シリコン含有樹脂を主
成分とした硬化物からなる透明保護層を形成するととも
に、前記透明保護層上の複数の所定部位に前記感光性樹
脂を主成分とした硬化物からなる透明な柱状凸部を形成
する第3の工程、を有するような構成とした。
[0010] In the method of manufacturing a color filter according to the present invention, after forming a colored layer of a plurality of colors in a predetermined pattern on the substrate, an alkali-insoluble silicon-containing resin is formed on the substrate so as to cover at least the colored layer. And a resin composition containing a photosensitive resin that is incompatible with the silicon-containing resin and a lower layer mainly composed of the silicon-containing resin and an upper layer mainly composed of the photosensitive resin. A first step of forming a layer, a second step of exposing the resin layer through a photomask having an opening for forming a columnar protrusion, and alkali developing the upper layer of the resin layer, By performing a heat treatment on the resin layer, a transparent protective layer made of a cured product containing the silicon-containing resin as a main component is formed so as to cover at least the colored layer, and the transparent protective layer is formed. Third step of forming a plurality of the transparent columnar convex part photosensitive resin comprising a cured product whose main component at a predetermined position, and the like have configure.

【0011】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、前記第1の工程において、樹脂組成物における前記
シリコン含有樹脂と前記感光性樹脂との重量比が1:1
〜1:5の範囲であるような構成とした。
In the method of manufacturing a color filter according to the present invention, in the first step, the weight ratio of the silicon-containing resin to the photosensitive resin in the resin composition is 1: 1.
1 : 1: 5.

【0012】このような本発明では、樹脂層を露光した
後のアルカリ現像において、シリコン含有樹脂を主体と
する下層はアルカリ現像液に溶解することなく残存して
透明保護層となり、現像後に残っている樹脂層の上層が
柱状凸部となり、この柱状凸部は液晶層の厚み設定用ス
ペーサとして必要な高さをもつとともに高精度の高さ設
定が可能であり、また、透明保護層はカラーフィルタ表
面を平坦化するとともに、着色層に含有される成分の液
晶層への溶出を防止し、さらに、カラーフィルタの防汚
性が得られる。
According to the present invention, in alkali development after exposing the resin layer, the lower layer mainly composed of a silicon-containing resin remains without dissolving in an alkali developer to form a transparent protective layer, and remains after development. The upper layer of the resin layer is a columnar projection, which has the necessary height as a spacer for setting the thickness of the liquid crystal layer, and can be set with high precision.The transparent protective layer is a color filter. The surface is flattened, the components contained in the colored layer are prevented from being eluted into the liquid crystal layer, and the color filter is obtained with antifouling properties.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて図面を参照して説明する。本発明のカラーフィルタ 図1は本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す
部分平面図であり、図2はA−A線における縦断面図で
ある。図1および図2において、本発明のカラーフィル
タ1は、基板2と、この基板2上に形成されたブラック
マトリックス3および着色層5を備え、ブラックマトリ
ックス3および着色層5を覆うように透明保護層6が形
成されており、さらに、ブラックマトリックス3の所定
の複数の箇所(図1では5箇所)には透明な柱状凸部7
が上記の透明保護層6と一体的に形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1. Color Filter of the Present Invention FIG. 1 is a partial plan view showing an example of an embodiment of the color filter of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA. 1 and 2, a color filter 1 of the present invention includes a substrate 2, a black matrix 3 and a coloring layer 5 formed on the substrate 2, and a transparent protective film covering the black matrix 3 and the coloring layer 5. A layer 6 is formed, and transparent columnar projections 7 are provided at a plurality of predetermined locations (five locations in FIG. 1) of the black matrix 3.
Are formed integrally with the transparent protective layer 6 described above.

【0014】上記のカラーフィルタ1を構成する基板2
としては、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラ
ス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あ
るいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有
する透明なフレキシブル材を用いることができる。この
中で特にコーニング社製7059ガラスは、熱膨脹率の
小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理におけ
る作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含ま
ない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリッ
クス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタ
に適している。
Substrate 2 constituting color filter 1 described above
For example, a transparent rigid material having no flexibility such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, a synthetic quartz plate, or a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin plate is used. be able to. Of these, Corning 7059 glass is a material having a low coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the glass. It is suitable for a color filter for a color liquid crystal display device according to the method.

【0015】また、カラーフィルタ1を構成するブラッ
クマトリックス3は、着色層5からなる表示画素部の間
および着色層5の形成領域の外側に設けられている。こ
のようなブラックマトリックス3は、スパッタリング
法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度
のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニン
グして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を
含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして
形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性
粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹
脂層をパターニングして形成したもの等、いずれであっ
てもよい。
The black matrix 3 constituting the color filter 1 is provided between the display pixel portions composed of the colored layers 5 and outside the region where the colored layers 5 are formed. Such a black matrix 3 is formed by forming a metal thin film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 ° by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like, and patterning the thin film, and containing light-shielding particles such as carbon fine particles. Forming a resin layer of polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, etc., and forming a photosensitive resin layer containing light-shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, etc. The photosensitive resin layer may be formed by patterning the photosensitive resin layer.

【0016】着色層5は、赤色パターン5R、緑色パタ
ーン5Gおよび青色パターン5Bが所望のパターン形状
で配列されており、所望の着色材を含有した感光性樹脂
を使用した顔料分散法により形成することができ、さら
に、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成
することができる。また、着色層5を、例えば、赤色パ
ターン5Rが最も薄く、緑色パターン5G、青色パター
ン5Bの順に厚くすることにより、着色層5の各色ごと
に最適な液晶層厚みを設定するようにしてもよい。
The coloring layer 5 has a red pattern 5R, a green pattern 5G, and a blue pattern 5B arranged in a desired pattern shape, and is formed by a pigment dispersion method using a photosensitive resin containing a desired coloring material. And a known method such as a printing method, an electrodeposition method, and a transfer method. In addition, for example, by making the colored pattern 5 thinnest in the red pattern 5R and thickening in the order of the green pattern 5G and the blue pattern 5B, an optimal liquid crystal layer thickness may be set for each color of the colored layer 5. .

【0017】透明保護層6はカラーフィルタ1の表面を
平坦化するとともに、着色層5に含有される成分の液晶
層への溶出を防止するために設けられたものである。こ
の透明保護層6の厚みは、使用される材料の光透過率、
カラーフィルタ1の表面状態等考慮して設定することが
でき、例えば、0.1〜3.0μmの範囲で設定するこ
とができる。このような透明保護層6は、カラーフィル
タ1をTFTアレイ基板と貼り合わせたときに液晶層と
接するような着色層5を少なくとも覆うように形成され
る。
The transparent protective layer 6 is provided for flattening the surface of the color filter 1 and for preventing components contained in the colored layer 5 from being eluted into the liquid crystal layer. The thickness of the transparent protective layer 6 depends on the light transmittance of the material used,
It can be set in consideration of the surface condition of the color filter 1 and the like, and for example, can be set in the range of 0.1 to 3.0 μm. Such a transparent protective layer 6 is formed so as to cover at least the colored layer 5 which is in contact with the liquid crystal layer when the color filter 1 is bonded to the TFT array substrate.

【0018】上記の透明保護層6はアルカリ不溶性のシ
リコン含有樹脂を主成分とした硬化物からなるものであ
る。ここで、本発明において主成分とは20重量%以上
を占める成分を意味する。使用するシリコン含有樹脂と
しては、例えば、主鎖もしくは側鎖にポリシロキサンあ
るいはシリコンが含有されているアクリル系樹脂等を挙
げることができ、これらの1種を単独で、または、2種
以上の組み合わせで使用することができる。このよう
に、透明保護層6はシリコン含有樹脂を主成分とした硬
化物であることにより、上記の表面平坦化および着色層
成分の溶出防止の効果の他に、カラーフィルタの汚染を
低減するという効果も奏することになる。
The transparent protective layer 6 is made of a cured product containing an alkali-insoluble silicon-containing resin as a main component. Here, in the present invention, the main component means a component occupying 20% by weight or more. As the silicon-containing resin to be used, for example, an acrylic resin containing polysiloxane or silicon in a main chain or a side chain can be mentioned, and one of these can be used alone, or a combination of two or more can be used. Can be used with As described above, since the transparent protective layer 6 is a cured product containing a silicon-containing resin as a main component, in addition to the above-described effects of flattening the surface and preventing the elution of the coloring layer components, it is possible to reduce the contamination of the color filter. The effect will also play.

【0019】また、柱状凸部7は、カラーフィルタ1を
TFTアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとし
て作用するものである。この柱状凸部7は、上記の透明
保護層6よりも2〜10μm程度の範囲で突出するよう
に一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶表
示装置の液晶層に要求される厚み等から適宜設定するこ
とができる。また、柱状凸部7の形成密度は、液晶層の
厚みムラ、開口率、柱状凸部7の形状、材質等を考慮し
て適宜設定することができるが、例えば、着色層5を構
成する赤色パターン5R、緑色パターン5Gおよび青色
パターン5Bの1組に1個の割合で必要十分なスペーサ
ー機能を発現する。このような柱状凸部7の形状は、図
示例では円柱形状となっているが、これに限定されるも
のではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよ
い。
The columnar projections 7 function as spacers when the color filter 1 is bonded to a TFT array substrate. The columnar protrusions 7 have a certain height so as to protrude from the transparent protective layer 6 in a range of about 2 to 10 μm, and the protrusion amount is required for a liquid crystal layer of a color liquid crystal display device. It can be appropriately set based on the thickness and the like. The formation density of the columnar protrusions 7 can be appropriately set in consideration of the thickness unevenness of the liquid crystal layer, the aperture ratio, the shape and material of the columnar protrusions 7, and, for example, the red color forming the colored layer 5 can be set. A necessary and sufficient spacer function is expressed in one set of the pattern 5R, the green pattern 5G, and the blue pattern 5B. In the illustrated example, the shape of the columnar convex portion 7 is a columnar shape, but is not limited thereto, and may be a prismatic shape, a truncated pyramid shape, or the like.

【0020】上記の柱状凸部7は感光性樹脂を主成分と
した硬化物からなるものであり、この感光性樹脂は上記
の透明保護層6を構成するシリコン含有樹脂に対して非
相溶な樹脂である。ここで、本発明において主成分とは
20重量%以上を占める成分を意味する。また、非相溶
とは、後述するカラーフィルタの製造方法で用いる樹脂
組成物の段階では、分子状の相互溶解が実現されず分離
した2相が混在するブレンド系であり、塗布後の塗膜内
で相分離が生じて、シリコン含有樹脂を主体とする下層
と感光性樹脂を主体とする上層とからなる樹脂層を形成
することを意味する。
The columnar projections 7 are made of a cured product containing a photosensitive resin as a main component, and the photosensitive resin is incompatible with the silicon-containing resin constituting the transparent protective layer 6. Resin. Here, in the present invention, the main component means a component occupying 20% by weight or more. In addition, incompatible is a blend system in which two phases separated and mixed are not realized in a molecular composition at the stage of a resin composition used in a method for manufacturing a color filter described later. Means that a resin layer composed of a lower layer mainly composed of a silicon-containing resin and an upper layer mainly composed of a photosensitive resin is formed.

【0021】使用する感光性樹脂は、ポジ型感光性樹脂
およびネガ型感光性樹脂のいずれであってもよい。ポジ
型感光性樹脂としては、例えば、酸によってフェノール
性水酸基を生じるスチレン骨格を有するポジ型感光性樹
脂を挙げることができる。このようなポジ型感光性樹脂
は、露光により光酸発生剤から生じた酸の作用により除
去される保護基で置換されたフェノール性水酸基を有す
るものである。上記の保護基としては、アルコキシカル
ボニル基(例えば、t−ブトキシカルボニル基、イソプ
ロピルオキシカルボニル基、1−フェニルエトキシカル
ボニル基、1,1−ジフェニルエトキシカルボニル基、
2−シクロヘキセンオキシカルボニル基、2−クロロエ
トキシカルボニル基等)、アルコキシメチル基(例え
ば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキ
シエチル基、1−フェノキシエチル基、テトラヒドロピ
ラニル基、テトラヒドロフラニル基、4,5−ジヒドロ
−2−メチルフラン−5−イル基等)、および、β位に
水素原子を有する2級または3級のアルキル基(例え
ば、t−ブチル基、シクロヘキシル基、2−シクロヘキ
セニル基等)が好ましい例として挙げられる。
The photosensitive resin used may be either a positive photosensitive resin or a negative photosensitive resin. Examples of the positive photosensitive resin include a positive photosensitive resin having a styrene skeleton that generates a phenolic hydroxyl group by an acid. Such a positive photosensitive resin has a phenolic hydroxyl group substituted with a protecting group which is removed by the action of an acid generated from a photoacid generator upon exposure. Examples of the protecting group include an alkoxycarbonyl group (for example, a t-butoxycarbonyl group, an isopropyloxycarbonyl group, a 1-phenylethoxycarbonyl group, a 1,1-diphenylethoxycarbonyl group,
2-cyclohexeneoxycarbonyl group, 2-chloroethoxycarbonyl group, etc., alkoxymethyl group (for example, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-phenoxyethyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group , 4,5-dihydro-2-methylfuran-5-yl group, etc.) and a secondary or tertiary alkyl group having a hydrogen atom at the β-position (eg, t-butyl group, cyclohexyl group, 2-cycloalkyl group). Hexenyl group) is a preferred example.

【0022】また、使用できるネガ型感光性樹脂とし
て、例えば、スチレンとヒドロキシスチレンの共重合体
にエポキシを添加したネガ型感光性樹脂、スチレンとカ
ルボキシスチレンの共重合体にエポキシを添加したネガ
型感光性樹脂等を挙げることができる。このネガ型感光
性樹脂は、モノマー、重合開始剤の存在により、架橋、
重合反応が露光によって起こり、未露光部はアルカリ可
溶性となる。
Examples of the negative photosensitive resin that can be used include, for example, a negative photosensitive resin obtained by adding epoxy to a copolymer of styrene and hydroxystyrene, and a negative photosensitive resin obtained by adding epoxy to a copolymer of styrene and carboxystyrene. A photosensitive resin can be used. The negative photosensitive resin is crosslinked by the presence of a monomer and a polymerization initiator.
The polymerization reaction occurs upon exposure, and the unexposed portions become alkali-soluble.

【0023】上記の柱状凸部7は、上述の感光性樹脂の
硬化物の他に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビス
フェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポ
キシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン
酸、グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステ
ル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ
樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロ
キシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル(メタ)アク
リレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポ
キシ化合物等を含有することができる。
The above-mentioned columnar projections 7 may be made of bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bisphenol S epoxy resin, novolak epoxy resin, polycarboxylic acid, Glycidyl ester, polyol glycidyl ester, aliphatic or alicyclic epoxy resin, amine epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, dihydroxybenzene type epoxy resin, copolymerized epoxy compound of glycidyl (meth) acrylate and radically polymerizable monomer Etc. can be contained.

【0024】上記の透明保護層6と柱状凸部7を備える
本発明のカラーフィルタ1に配向層を設けて配向処理
(ラビング)した後、TFTアレイ基板と貼り合わせた
場合、柱状凸部7がカラーフィルタ1とTFTアレイ基
板との間に間隙を形成する。そして、柱状凸部7は、
R、G、Bの3色の着色層を積層して形成された柱状凸
部にみられるような、レベリング現象による高さ精度不
良、および、各色ごとの位置合わせ不良が生じないの
で、その高さ精度と位置精度が極めて高いものであり、
したがって、両基板の間隙精度は極めて高いものとな
る。また、仮に画素部分に柱状凸部の一部が存在したと
しても、透明であるために表示品質に悪影響を及ぼすこ
とがほとんどない。一方、透明保護層6は、微細な凹凸
が存在するカラーフィルタ1の表面を平坦なものとし、
液晶の配向に悪影響を与える表面粗さを低減するととも
に、着色層に微量含まれるイオン性不純物等が液晶層へ
溶出して表示品質に悪影響を及ぼすことを防止する。ま
た、透明保護層6はシリコン含有樹脂の硬化物を主成分
としているので、切断時、搬送時等にカラーフィルタが
汚染されるのを防ぐという効果も奏する。尚、本発明の
カラーフィルタは、図3に示されるように、ブラックマ
トリックス3を備えず、非画素部分に位置する着色層5
上に上述の柱状凸部7を形成したもの等であってもよ
い。
When an alignment layer is provided on the color filter 1 of the present invention having the transparent protective layer 6 and the columnar projections 7 and the alignment processing (rubbing) is performed, and then the TFTs are bonded to a TFT array substrate, the columnar projections 7 A gap is formed between the color filter 1 and the TFT array substrate. And the columnar projection 7 is
Since there is no height accuracy defect due to the leveling phenomenon and no misalignment of each color as seen in the columnar protrusions formed by laminating the three colored layers of R, G and B, Accuracy and position accuracy are extremely high,
Therefore, the gap accuracy between the two substrates is extremely high. Further, even if a part of the columnar convex portion exists in the pixel portion, the display quality is hardly adversely affected because of the transparency. On the other hand, the transparent protective layer 6 flattens the surface of the color filter 1 in which fine irregularities exist,
In addition to reducing the surface roughness that adversely affects the alignment of the liquid crystal, it also prevents a small amount of ionic impurities and the like contained in the coloring layer from being eluted into the liquid crystal layer and adversely affecting display quality. Further, since the transparent protective layer 6 is mainly composed of a cured product of a silicon-containing resin, it also has an effect of preventing the color filter from being contaminated at the time of cutting or transporting. The color filter of the present invention does not include the black matrix 3 as shown in FIG.
What formed the above-mentioned columnar convex part 7 on the top may be used.

【0025】本発明のカラーフィルタ製造方法 次に、カラーフィルタ製造方法の一実施形態について、
図1および図2に示されたカラーフィルタ1を例に図4
および図5を参照しながら説明する。
Next, an embodiment of a color filter manufacturing method according to the present invention will be described.
FIG. 4 shows an example of the color filter 1 shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0026】(第1の工程)カラーフィルタ製造方法の
第1の工程では、基板上に所定のパターンで複数色から
なる着色層を形成した後、少なくとも着色層を覆うよう
に基板上に、アルカリ不溶性のシリコン含有樹脂と該シ
リコン含有樹脂に対して非相溶である感光性樹脂とを含
有する樹脂組成物を塗布することにより、シリコン含有
樹脂を主体とする下層と感光性樹脂を主体とする上層と
からなる樹脂層が形成される。すなわち、まず、基板2
上にブラックマトリックス3を形成し(図4(A))、
次いで、基板2上の赤色パターン形成領域に赤色パター
ン5R、緑色パターン形成領域に緑色パターン5G、さ
らに、青色パターン形成領域に青色パターン5Bを形成
して着色層5とする(図4(B))。次に、ブラックマ
トリックス3および着色層5を覆うように樹脂層8を形
成する(図4(C))。
(First Step) In the first step of the color filter manufacturing method, after forming a colored layer of a plurality of colors in a predetermined pattern on the substrate, an alkali is applied on the substrate so as to cover at least the colored layer. By applying a resin composition containing an insoluble silicon-containing resin and a photosensitive resin that is incompatible with the silicon-containing resin, the lower layer mainly containing the silicon-containing resin and the photosensitive resin are mainly used. A resin layer including an upper layer is formed. That is, first, the substrate 2
A black matrix 3 is formed thereon (FIG. 4A),
Next, a red pattern 5R is formed in a red pattern formation region, a green pattern 5G is formed in a green pattern formation region, and a blue pattern 5B is formed in a blue pattern formation region on the substrate 2 to form a colored layer 5 (FIG. 4B). . Next, a resin layer 8 is formed so as to cover the black matrix 3 and the colored layer 5 (FIG. 4C).

【0027】上記のブラックマトリックス3の形成は、
例えば、以下のように行うことができる。まず、スパッ
タリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金
属薄膜、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した樹脂
層等からなる遮光層を基板2上に形成し、この遮光層上
に公知のポジ型あるいはネガ型の感光性レジストを用い
て感光性レジスト層を形成する。次いで、感光性レジス
ト層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して
露光、現像し、露出した遮光層をエッチングした後、残
存する感光性レジスト層を除去することによって、ブラ
ックマトリックス3を形成する。
The formation of the black matrix 3 is as follows.
For example, it can be performed as follows. First, a light-shielding layer formed of a metal thin film such as chromium formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like, a resin layer containing light-shielding particles such as carbon fine particles, or the like is formed on the substrate 2, and a known light-shielding layer is formed on the light-shielding layer. A photosensitive resist layer is formed using a positive or negative photosensitive resist. Next, the black matrix 3 is formed by exposing and developing the photosensitive resist layer through a black matrix photomask, etching the exposed light shielding layer, and removing the remaining photosensitive resist layer.

【0028】また、上記の着色層5の形成は、例えば、
以下のように行うことができる。まず、ブラックマトリ
ックス3を覆うように基板2上に赤色着色材を含有した
赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを介し
て上記の赤色感光性樹脂層を露光して現像を行うことに
より、基板2上の赤色パターン形成領域に赤色パターン
5Rを形成する。以下、同様に、基板2上の緑色パター
ン形成領域に緑色パターン5Gを形成し、さらに、基板
2上の青色パターン形成領域に青色パターン5Bを形成
する。
The formation of the colored layer 5 is performed, for example, by
It can be performed as follows. First, a red photosensitive resin layer containing a red coloring material is formed on the substrate 2 so as to cover the black matrix 3, and the red photosensitive resin layer is exposed to light through a predetermined photomask and developed. Thereby, a red pattern 5R is formed in the red pattern forming region on the substrate 2. Hereinafter, similarly, a green pattern 5G is formed in a green pattern formation region on the substrate 2, and further, a blue pattern 5B is formed in a blue pattern formation region on the substrate 2.

【0029】また、上記の樹脂層8は、アルカリ不溶性
のシリコン含有樹脂と感光性樹脂とを含有する樹脂組成
物を、粘度の最適化を行った上で、スピンコータ、ロー
ルコータ等の公知の手段によりブラックマトリックス3
および着色層5を覆うように塗布し、乾燥して形成する
ことができる。塗布された樹脂組成物は、非相溶の関係
にあるシリコン含有樹脂と感光性樹脂との相分離が生じ
て、シリコン含有樹脂を主体とする下層8aと感光性樹
脂を主体とする上層8bとが形成される。アルカリ不溶
性のシリコン含有樹脂としては、1種または2種以上の
組み合わせで使用することができる。このようなシリコ
ン含有樹脂は、分子量が10000〜100000の範
囲であることが好ましい。
The resin layer 8 is formed by optimizing the viscosity of a resin composition containing an alkali-insoluble silicon-containing resin and a photosensitive resin and then applying a known method such as a spin coater or a roll coater. By Black Matrix 3
And it can be applied so as to cover the coloring layer 5 and dried. The applied resin composition undergoes phase separation between the silicon-containing resin and the photosensitive resin, which are incompatible with each other, and a lower layer 8a mainly composed of the silicon-containing resin and an upper layer 8b mainly composed of the photosensitive resin are formed. Is formed. As the alkali-insoluble silicon-containing resin, one kind or a combination of two or more kinds can be used. Such a silicon-containing resin preferably has a molecular weight in the range of 10,000 to 100,000.

【0030】また、感光性樹脂としては、上記の説明で
挙げたポジ型感光性樹脂、あるいは、ネガ型感光性樹脂
の中から、使用するシリコン含有樹脂に対して非相溶性
をもち、かつ、塗布後の相分離によって上層8bが感光
性樹脂を主体とする層となるものを用いることができ
る。このような感光性樹脂は、分子量が5000〜60
0000の範囲であることが好ましい。
As the photosensitive resin, any of the positive photosensitive resin or the negative photosensitive resin described above which has incompatibility with the silicon-containing resin to be used, and A layer in which the upper layer 8b becomes a layer mainly composed of a photosensitive resin by phase separation after coating can be used. Such a photosensitive resin has a molecular weight of 5,000 to 60.
It is preferably in the range of 0000.

【0031】ポジ型感光性樹脂を用いる場合、樹脂組成
物には光酸発生剤を含有させることができる。この光酸
発生剤は、光照射により分解して酸を発生する化合物で
あり、かつ、発生する酸がポジ型感光性樹脂の保護基に
作用してフェノール性水酸基を生成し得るものであるこ
とが要求される。このような光酸発生剤として、トリア
ジン化合物、ジフェニルイオドニウム塩化合物、ビス
(4−tert−ブチルフェニル)イオドニウム塩化合
物、トリフェニルスルフォニウム塩化合物、スルフォン
酸エステル化合物等を挙げることができる。より具体的
には、(株)三和ケミカル製のTEM−トリアジン、T
FE−トリアジン、RED−トリアジン、WS−トリア
ジン、ジメトキシトリアジン、トリアジンA、S−トリ
アジン、TTC−トリアジン(以上、商品名)等のトリ
アジン化合物;ミドリ化学(株)製のDPI−105、
MPI−103、BBI−101、DPI−201(以
上、商品名)等のジフェニルイオドニウム塩化合物;ミ
ドリ化学(株)製のTPS−103、MDS−105、
DTS−102、NAT−103、NDS−103(以
上、商品名)等のトリフェニルスルフォニウム塩化合
物;ミドリ化学(株)製のTAZ−100、TAZ−1
04、TAZ−106、TAZ−107、TAZ−11
0、TAZ−111、TAZ−113、TAZ−11
4、TAZ−118、TAZ−123(以上、商品名)
等のトリアジン化合物;ミドリ化学(株)製のBBI−
101、BB1−201(以上、商品名)等のビス(4
−tert−ブチルフェニル)イオドニウム塩化合物;
ミドリ化学(株)製のSI−100、SI−106、P
I−105、NDI−105、NAI−105(以上、
商品名)等のスルフォン酸エステル化合物等を挙げるこ
とができる。
When a positive photosensitive resin is used, the resin composition can contain a photoacid generator. The photoacid generator is a compound that is decomposed by light irradiation to generate an acid, and that the generated acid acts on a protective group of the positive photosensitive resin to generate a phenolic hydroxyl group. Is required. Examples of such a photoacid generator include a triazine compound, a diphenyliodonium salt compound, a bis (4-tert-butylphenyl) iodonium salt compound, a triphenylsulfonium salt compound, and a sulfonate compound. More specifically, TEM-Triazine, T, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.
Triazine compounds such as FE-triazine, RED-triazine, WS-triazine, dimethoxytriazine, triazine A, S-triazine, TTC-triazine (trade name); DPI-105 manufactured by Midori Kagaku KK;
Diphenyliodonium salt compounds such as MPI-103, BBI-101 and DPI-201 (trade names); TPS-103 and MDS-105 manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.
Triphenylsulfonium salt compounds such as DTS-102, NAT-103, NDS-103 (trade names); TAZ-100, TAZ-1 manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.
04, TAZ-106, TAZ-107, TAZ-11
0, TAZ-111, TAZ-113, TAZ-11
4, TAZ-118, TAZ-123 (trade name)
Triazine compounds; BBI- manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.
Screws (4) such as 101, BB1-201 (above, trade names)
-Tert-butylphenyl) iodonium salt compound;
SI-100, SI-106, P manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.
I-105, NDI-105, NAI-105 (above,
Sulfonate compounds such as (trade name).

【0032】また、ネガ型感光性樹脂を用いる場合、樹
脂組成物には重合開始剤、モノマー等を含有させる。使
用する重合開始剤としては、、ベンゾフェノン、o−ベ
ンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミ
ン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミン)
ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、4,4
−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチ
ルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノ
ン、2,2−ジエトキシアセトフォノン、2,2−ジメ
トキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ
−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルジク
ロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオ
キサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロ
ピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジ
ルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセター
ル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエー
テル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノ
ン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキ
ノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロ
ン、メチレンアントロン、4−アジドベンジルアセトフ
ェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シク
ロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)
−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2
−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシ
ム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキ
シカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパ
ントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシ
ム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−
2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、2
−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−
モルフォリノプロパン−1−オン、ナフタレンスルホニ
ルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、n−フ
ェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニ
トリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジ
スルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノ
ン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸
化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性
の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン、2−
ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリ
ノフェニル)−ブタノン等の還元剤の組み合わせ等が挙
げられる。
When a negative photosensitive resin is used, the resin composition contains a polymerization initiator, a monomer and the like. As the polymerization initiator to be used, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine)
Benzophenone, α-amino acetophenone, 4,4
-Dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenylketone, dibenzylketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophonone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone , P-tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethylketal, benzylmethoxyethylacetal, benzoinmethylether, benzoinbutylether, anthraquinone, 2-tert -Butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloranthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibensuberone, methyleneanthrone , 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene)
-4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2
-Butadione-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, -Phenyl-3-ethoxy-propanetrione-
2- (o-benzoyl) oxime, Michler's ketone, 2
-Methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-
Morpholinopropan-1-one, naphthalenesulfonyl chloride, quinoline sulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzothiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, tetrabromine Photoreducible dyes such as carbonized carbon, tribromophenylsulfone, benzoin peroxide, eosin, methylene blue and ascorbic acid, triethanolamine, 2-
Examples include a combination of reducing agents such as benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone.

【0033】また、樹脂組成物に含有させるモノマーと
しては、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、
ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコ
ールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシ
クロペンタニルアクリレート、2−エチルヘキシルアク
リレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアク
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、イソボニルアクリレー
ト、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレ
ート、ラウリルアクリレート、2−メトキシエチルアク
リレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、
フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレー
ト、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレング
リコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジア
クリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,3
−プロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキ
サンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプ
ロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、
トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロー
ルトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパン
トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリ
エチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピ
ルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレン
グリコールジアクリレート、1,2,4−ブタントリオ
ールトリアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,
3−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレ
ート、1,10−デカンジオールジメチルアクリレー
ト、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペン
タエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記の
アクリレートをメタクリレートに変えたもの、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−
2−ピロリドン等が挙げられ、これらのモノマーを1種
または2種以上の混合物として使用することができる。
The monomers contained in the resin composition include allyl acrylate, benzyl acrylate,
Butoxyethyl acrylate, butoxyethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glycidyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobonyl acrylate, isodexyl acrylate, Isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxyethylene glycol acrylate,
Phenoxyethyl acrylate, stearyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,3
-Propanediol acrylate, 1,4-cyclohexanediol diacrylate, 2,2-dimethylolpropane diacrylate, glycerol diacrylate,
Tripropylene glycol diacrylate, glycerol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyl trimethylolpropane triacrylate , Butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanetriol triacrylate, 2,2,4-trimethyl-1,
3-pentanediol diacrylate, diallyl fumarate, 1,10-decanediol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and the above acrylate changed to methacrylate, γ-methacryloxypropyl trimethoxy Silane, 1-vinyl-
2-pyrrolidone and the like, and these monomers can be used as one kind or as a mixture of two or more kinds.

【0034】上述のような樹脂組成物におけるシリコン
含有樹脂と感光性樹脂との重量比は、1:1〜1:5の
範囲、好ましくは1:1〜1:3の範囲である。樹脂組
成物におけるシリコン含有樹脂の割合が上述の範囲から
外れると、非相溶の関係にあるシリコン含有樹脂と感光
性樹脂との相分離が不十分となり、塗膜は、いずれかの
樹脂相が海あるいは島となる海島構造となり、シリコン
含有樹脂を主体とする下層8aと感光性樹脂を主体とす
る上層8bとの間に略平坦な界面が存在するような樹脂
層8が形成されない。
The weight ratio between the silicon-containing resin and the photosensitive resin in the above resin composition is in the range of 1: 1 to 1: 5, preferably in the range of 1: 1 to 1: 3. If the ratio of the silicon-containing resin in the resin composition is out of the above range, the phase separation between the incompatible silicone-containing resin and the photosensitive resin becomes insufficient, and the coating film has one of the resin phases. The resin layer 8 has a sea-island structure that is a sea or an island, and a substantially flat interface exists between the lower layer 8a mainly composed of a silicon-containing resin and the upper layer 8b mainly composed of a photosensitive resin.

【0035】このような樹脂層8を構成する下層8aと
上層8bの厚みは、シリコン含有樹脂と感光性樹脂との
混合比率、塗布厚みを適宜調整することにより任意に制
御することができ、通常、下層8aの厚みは0.1〜6
μmの範囲内、上層8bの厚みは1〜10μmの範囲内
で設定することができる。
The thickness of the lower layer 8a and the upper layer 8b constituting the resin layer 8 can be arbitrarily controlled by appropriately adjusting the mixing ratio of the silicon-containing resin and the photosensitive resin and the coating thickness. , The thickness of the lower layer 8a is 0.1 to 6
The thickness of the upper layer 8b can be set in the range of 1 to 10 μm.

【0036】(第2の工程)カラーフィルタ製造方法の
第2の工程では、樹脂層8を柱状凸部形成用のフォトマ
スクMを介して露光する(図5(A))。尚、この例で
は、樹脂層8の上層8bに含有される感光性樹脂はネガ
型感光性樹脂である。したがって、使用するフォトマス
クMには、柱状凸部7の形成パターンに相当する開口部
mが形成されている。この露光により、樹脂層8の柱状
凸部形成部位(フォトマスクMを介しての露光部)では
上層8bの硬化反応が進行する。尚、樹脂層8の上層8
bに含有される感光性樹脂がポジ型感光性樹脂である場
合、使用するフォトマスクMは、柱状凸部7の形成パタ
ーンに相当する遮光部を備えたものとなる。
(Second Step) In the second step of the color filter manufacturing method, the resin layer 8 is exposed through a photomask M for forming a columnar convex portion (FIG. 5A). In this example, the photosensitive resin contained in the upper layer 8b of the resin layer 8 is a negative photosensitive resin. Therefore, an opening m corresponding to the formation pattern of the columnar protrusions 7 is formed in the photomask M used. By this exposure, the curing reaction of the upper layer 8b proceeds in the columnar convex portion forming portion (the exposed portion via the photomask M) of the resin layer 8. The upper layer 8 of the resin layer 8
When the photosensitive resin contained in b is a positive photosensitive resin, the photomask M to be used is provided with a light-shielding portion corresponding to the pattern in which the columnar convex portions 7 are formed.

【0037】(第3の工程)カラーフィルタ製造方法の
第3の工程では、アルカリ現像液により樹脂層8の現像
が行われる。第2の工程において、上述のように柱状凸
部7の形成部位で樹脂層8の上層8bに硬化反応が生じ
ているため、柱状凸部形成部位はアルカリ現像液に対し
てほとんど溶解性を示さない。しかし、樹脂層8の未露
光部では、上層8bがアルカリ現像液に溶解する。一
方、樹脂層8の下層8aはアルカリ現像液に対し不溶性
であるため、溶解されずに残る。その後、ポストベーク
処理を行うことにより、シリコン含有樹脂を主成分とし
た硬化物からなる透明保護層6と、感光性樹脂を主成分
とした硬化物からなる透明な柱状凸部7が形成され、本
発明のカラーフィルタ1が得られる(図5(B))。
(Third Step) In the third step of the color filter manufacturing method, the resin layer 8 is developed with an alkali developing solution. In the second step, as described above, a curing reaction has occurred in the upper layer 8b of the resin layer 8 at the position where the columnar protrusions 7 are formed. Absent. However, in the unexposed portion of the resin layer 8, the upper layer 8b dissolves in the alkaline developer. On the other hand, since the lower layer 8a of the resin layer 8 is insoluble in the alkali developing solution, it remains without being dissolved. Thereafter, by performing a post-baking process, a transparent protective layer 6 made of a cured product mainly containing a silicon-containing resin and a transparent columnar convex portion 7 made of a cured product mainly containing a photosensitive resin are formed. The color filter 1 of the present invention is obtained (FIG. 5B).

【0038】尚、樹脂層8の上層8bに含有される感光
性樹脂がポジ型感光性樹脂である場合、柱状凸部7の形
成部位である未露光部は、アルカリ現像液に対してほと
んど溶解性を示さない。また、この場合も樹脂層8の下
層8aはアルカリ現像液に対し不溶性であるため、溶解
されずに残る。
When the photosensitive resin contained in the upper layer 8b of the resin layer 8 is a positive photosensitive resin, the unexposed portions, ie, the portions where the columnar projections 7 are formed, are almost completely soluble in an alkali developing solution. Does not show sex. Also in this case, the lower layer 8a of the resin layer 8 is insoluble in the alkali developing solution, and thus remains without being dissolved.

【0039】形成された透明保護層6は、微細な凹凸が
存在するカラーフィルタ1の表面を平坦なものとし、液
晶の配向に悪影響を与える表面粗さを低減するととも
に、着色層に微量含まれるイオン性不純物が液晶層へ溶
出して表示品質が低下することを防止する。さらに、切
断時、搬送時等にカラーフィルタが汚染されるのを防止
するという効果も奏することになる。
The formed transparent protective layer 6 flattens the surface of the color filter 1 in which fine irregularities are present, reduces the surface roughness which adversely affects the alignment of the liquid crystal, and contains a trace amount in the colored layer. This prevents ionic impurities from being eluted into the liquid crystal layer and deteriorating display quality. Further, an effect of preventing the color filter from being contaminated at the time of cutting, transporting, or the like is also exerted.

【0040】また、透明な柱状凸部7は、R、G、Bの
3色の着色層の積層ではないため、レベリング現象によ
る高さ精度の低下がないものである。このような透明保
護層6と柱状凸部7は、上述のように1回のフォトリソ
グラフィー工程において同時に形成でき、かつ、シリコ
ン含有樹脂と感光性樹脂との混合比率、塗布厚みを適宜
調整することにより、透明保護層6の厚みと柱状凸部7
の高さを任意に制御することができる。尚、上述の実施
形態では、着色層5は顔料分散法により形成されるが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、染色
法、印刷法、転写法等を用いることができ、また、基板
2上に予め透明導電膜を形成して電着法を用いることも
できる。
Further, since the transparent columnar projection 7 is not a laminate of three colored layers of R, G and B, the height accuracy does not decrease due to the leveling phenomenon. Such a transparent protective layer 6 and the columnar convex portions 7 can be simultaneously formed in one photolithography step as described above, and the mixing ratio of the silicon-containing resin and the photosensitive resin and the coating thickness are appropriately adjusted. As a result, the thickness of the transparent protective layer 6 and the columnar convex portions 7
Can be arbitrarily controlled. In the above-described embodiment, the coloring layer 5 is formed by a pigment dispersion method.
The present invention is not limited to this. For example, a dyeing method, a printing method, a transfer method, or the like can be used, and a transparent conductive film may be formed on the substrate 2 in advance, and the electrodeposition method may be used. it can.

【0041】[0041]

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。 [実施例1]カラーフィルタ用の基板として、300m
m×400mm、厚さ1.1mmのガラス基板(コーニ
ング社製7059ガラス)を準備した。この基板を定法
にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリ
ング法により金属クロムからなる遮光層(厚さ0.1μ
m)を成膜した。次いで、この遮光層に対して、通常の
フォトリソグラフィー法によって感光性レジスト塗布、
マスク露光、現像、エッチング、レジスト層剥離を行っ
てブラックマトリックスを形成した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. [Example 1] 300 m as a substrate for a color filter
A glass substrate (Corning 7059 glass) having a size of mx 400 mm and a thickness of 1.1 mm was prepared. After washing the substrate according to a standard method, a light-shielding layer (thickness 0.1 μm) made of metallic chromium
m) was formed. Next, a photosensitive resist is applied to the light-shielding layer by ordinary photolithography,
A black matrix was formed by performing mask exposure, development, etching, and resist layer peeling.

【0042】次に、ブラックマトリックスが形成された
基板全面に、赤色パターン用の感光性着色材料(富士フ
ィルムオーリン(株)製カラーモザイクCR−700
1)をスピンコート法により塗布して赤色感光性樹脂層
を形成し、プレベーク(85℃、5分間)を行った。そ
の後、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて赤色
感光性樹脂層をアライメント露光し、現像液(富士フィ
ルムオーリン(株)製カラーモザイク用現像液CDの希
釈液)にて現像を行い、次いで、ポストベーク(200
℃、30分間)を行って、ブラックマトリックスパター
ンに対して所定の位置に赤色パターン(厚み1.5μ
m)を形成した。
Next, a photosensitive coloring material for a red pattern (Color Mosaic CR-700 manufactured by Fuji Film Ohrin Co., Ltd.) is applied over the entire surface of the substrate on which the black matrix is formed.
1) was applied by spin coating to form a red photosensitive resin layer, and prebaked (85 ° C., 5 minutes). Thereafter, the red photosensitive resin layer is aligned and exposed using a predetermined colored pattern photomask, and is developed with a developing solution (a diluting solution of a color mosaic developing solution CD manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.). Post bake (200
At 30 ° C. for 30 minutes) to obtain a red pattern (1.5 μm thick) at a predetermined position with respect to the black matrix pattern.
m) was formed.

【0043】同様に、緑色パターン用の感光性着色材料
(富士フィルムオーリン(株)製カラーモザイクCG−
7001)を用いて、ブラックマトリックスパターンに
対して所定の位置に緑色パターン(厚み1.5μm)を
形成した。さらに、青色パターン用の感光性着色材料
(富士フィルムオーリン(株)製カラーモザイクCB−
7001)を用いて、ブラックマトリックスパターンに
対して所定の位置に青色パターン(厚み1.5μm)を
形成した。
Similarly, a photosensitive coloring material for a green pattern (Color Mosaic CG-Fuji Film Orin Co., Ltd.)
7001), a green pattern (thickness: 1.5 μm) was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern. Further, a photosensitive coloring material for a blue pattern (Color Mosaic CB-Fuji Film Olin Co., Ltd.)
7001), a blue pattern (thickness: 1.5 μm) was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern.

【0044】次に、下記組成のポジ型感光性樹脂を含有
する樹脂組成物1〜4を作製した。各樹脂組成物は、シ
リコン含有樹脂とポジ型感光性樹脂の含有割合が下記の
表1のように設定されている。
Next, resin compositions 1 to 4 containing a positive photosensitive resin having the following composition were prepared. In each resin composition, the content ratio of the silicon-containing resin and the positive photosensitive resin is set as shown in Table 1 below.

【0045】 樹脂組成物1の組成 ・シリコン含有樹脂 … 30重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ポジ型感光性樹脂 … 60重量部 (t−ブトキシカルボニル基で置換されたフェノール性水酸基を 有するスチレン骨格の感光性樹脂) ・光酸発生剤 … 5重量部 (ミドリ化学(株)製NAI−105) Composition of Resin Composition 1 Silicon-containing resin: 30 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10)) Positive photosensitive resin: 60 parts by weight (t- A styrene skeleton-containing photosensitive resin having a phenolic hydroxyl group substituted with a butoxycarbonyl group) Photoacid generator: 5 parts by weight (NAI-105 manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.)

【0046】 樹脂組成物2の組成 ・シリコン含有樹脂 … 50重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ポジ型感光性樹脂 … 50重量部 (t−ブトキシカルボニル基で置換されたフェノール性水酸基を 有するスチレン骨格の感光性樹脂) ・光酸発生剤 … 8重量部 (ミドリ化学(株)製NAI−105) Composition of resin composition 2 -Silicon-containing resin: 50 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10))-Positive photosensitive resin: 50 parts by weight (t- (A styrene skeleton-containing photosensitive resin having a phenolic hydroxyl group substituted with a butoxycarbonyl group) Photoacid generator: 8 parts by weight (NAI-105 manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.)

【0047】 樹脂組成物3の組成 ・シリコン含有樹脂 … 60重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ポジ型感光性樹脂 … 30重量部 (t−ブトキシカルボニル基で置換されたフェノール性水酸基を 有するスチレン骨格の感光性樹脂) ・光酸発生剤 … 10重量部 (ミドリ化学(株)製NAI−105) Composition of resin composition 3 Silicon-containing resin: 60 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10)) Positive photosensitive resin: 30 parts by weight (t- (A photosensitive resin having a styrene skeleton having a phenolic hydroxyl group substituted with a butoxycarbonyl group) Photoacid generator: 10 parts by weight (NAI-105 manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.)

【0048】 樹脂組成物4の組成 ・シリコン含有樹脂 … 30重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ポジ型感光性樹脂 … 180重量部 (t−ブトキシカルボニル基で置換されたフェノール性水酸基を 有するスチレン骨格の感光性樹脂) ・光酸発生剤 … 5重量部 (ミドリ化学(株)製NAI−105) Composition of resin composition 4 Silicon-containing resin: 30 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10)) Positive photosensitive resin: 180 parts by weight (t- A styrene skeleton-containing photosensitive resin having a phenolic hydroxyl group substituted with a butoxycarbonyl group) Photoacid generator: 5 parts by weight (NAI-105 manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.)

【0049】次に、上記の樹脂組成物1〜4を用いて、
着色層が形成された基板上にスピンコート法により塗布
し、それぞれ厚み6μmの樹脂層を形成して試料1〜4
を得た。この試料1〜4の樹脂層の断面を観察した結
果、試料1および試料2では、相分離が生じて上下2層
構造であった。しかし、試料3および試料4では、1
層、あるいは、一方の樹脂相が部分的の存在する海島構
造となり、2層構造は形成されなかった。
Next, using the above resin compositions 1 to 4,
On the substrate on which the colored layer was formed, the resin was applied by spin coating to form a resin layer having a thickness of 6 μm.
I got As a result of observing the cross sections of the resin layers of Samples 1 to 4, Sample 1 and Sample 2 had a two-layer structure with upper and lower layers due to phase separation. However, in Samples 3 and 4, 1
The layer or one of the resin phases became a sea-island structure in which a part thereof was present, and a two-layer structure was not formed.

【0050】また、樹脂組成物1を用いて、樹脂層の厚
みが2μmである試料5、および、樹脂層の厚みが10
μmである試料6を上記と同様にして得た。この試料5
および試料6の樹脂層の断面は、試料1および試料2と
同様に、相分離が生じて上下2層構造であった。(以
上、第1の工程)
Further, using the resin composition 1, a sample 5 having a resin layer thickness of 2 μm and a sample 5 having a resin layer thickness of 10 μm were prepared.
Sample 6 of μm was obtained in the same manner as above. This sample 5
The cross section of the resin layer of Sample 6 had a two-layer structure with upper and lower layers due to phase separation as in Samples 1 and 2. (The above is the first step)

【0051】次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプ
ロキシミティ露光機にて、各試料の樹脂層を、柱状凸部
形成位置に所定形状の遮光部を設けたフォトマスクを介
して150mJ/cm2 の露光量で露光を行った。(以
上、第2の工程)
Next, the resin layer of each sample was applied to a 150 mJ / cm 2 through a photomask provided with a light shielding portion having a predetermined shape at the position where the columnar convex portion was formed, using a proximity exposure machine using an ultra-high pressure mercury lamp as an exposure light source. Exposure was performed at an exposure amount of (The above is the second step)

【0052】次に、試料1〜6の各基板を0.05%水
酸化カリウム水溶液に15秒間浸漬して現像を行い、洗
浄後、クリーンオーブン中でポストベーク(200℃、
30分間)を行った。(以上、第3の工程)
Next, each of the substrates of Samples 1 to 6 was immersed in a 0.05% aqueous solution of potassium hydroxide for 15 seconds for development, washed, and post-baked (200 ° C., 200 ° C.) in a clean oven.
30 minutes). (The above is the third step)

【0053】このような一連の処理により、試料1、
2、5、6からは、図1および図2に示されるような構
造のカラーフィルタを得ることができた。この各カラー
フィルタの透明保護層の厚み、透明な柱状凸部の突出高
さは下記の表1に示されるものであった。
By such a series of processing, Sample 1,
From 2, 5, and 6, color filters having structures as shown in FIGS. 1 and 2 could be obtained. The thickness of the transparent protective layer of each color filter and the protruding height of the transparent columnar projection were as shown in Table 1 below.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】表1から明らかなように、樹脂組成物にお
けるシリコン含有樹脂とポジ型感光性樹脂との混合比
率、塗布厚みを適宜調整することにより、柱状凸部の高
さと透明保護層の厚みとを同時に制御することが可能で
あることが確認された。尚、試料3から得られたカラー
フィルタは柱状凸部が形成されず、また、試料4から得
られたカラーフィルタは透明保護層が形成されない部位
が存在し、ともに実用に供し得ないものであった。
As is clear from Table 1, the height of the columnar projections and the thickness of the transparent protective layer were adjusted by appropriately adjusting the mixing ratio of the silicon-containing resin and the positive photosensitive resin in the resin composition and the coating thickness. It has been confirmed that it is possible to control at the same time. The color filter obtained from Sample 3 did not have columnar projections, and the color filter obtained from Sample 4 had a portion where a transparent protective layer was not formed, and both were not practically usable. Was.

【0056】[実施例2]まず、下記組成のネガ型感光
性樹脂を含有する樹脂組成物A〜Cを調製した。各樹脂
組成物は、シリコン含有樹脂とネガ型感光性樹脂の含有
割合が下記の表2のように設定されている。
Example 2 First, resin compositions A to C containing a negative photosensitive resin having the following composition were prepared. In each resin composition, the content ratio of the silicon-containing resin and the negative photosensitive resin is set as shown in Table 2 below.

【0057】 樹脂組成物Aの組成 ・シリコン含有樹脂 … 60重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ネガ型感光性樹脂 … 120重量部 (スチレン/ヒドロキシスチレン共重合体(60/40)) ・モノマー:ジエチレングリコールジアクリレート … 50重量部 ・重合開始剤 … 17重量部 (チバスペシャリティケミカルズ(株)製Irg907) ・エポキシ樹脂:ノボラック型エポキシ樹脂 … 25重量部 Composition of resin composition A : Silicon-containing resin: 60 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10)) Negative photosensitive resin: 120 parts by weight (styrene / (Hydroxystyrene copolymer (60/40)) Monomer: Diethylene glycol diacrylate 50 parts by weight Polymerization initiator 17 parts by weight (Irg907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) Epoxy resin: Novolac epoxy resin 25 weights Department

【0058】 樹脂組成物Bの組成 ・シリコン含有樹脂 … 80重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ネガ型感光性樹脂 … 80重量部 (スチレン/ヒドロキシスチレン共重合体(60/40)) ・モノマー:ジエチレングリコールジアクリレート … 30重量部 ・重合開始剤 … 10重量部 (チバスペシャリティケミカルズ(株)製Irg907) ・エポキシ樹脂:ノボラック型エポキシ樹脂 … 15重量部 Composition of resin composition B : Silicon-containing resin: 80 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10)) Negative photosensitive resin: 80 parts by weight (styrene / (Hydroxystyrene copolymer (60/40)) Monomer: Diethylene glycol diacrylate 30 parts by weight Polymerization initiator 10 parts by weight (Irg907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) Epoxy resin: Novolac epoxy resin 15% by weight Department

【0059】 樹脂組成物Cの組成 ・シリコン含有樹脂 … 120重量部 (メチルメタアクリレート/アクリレート/Siオリゴマー共重合体 (70/20/10)) ・ネガ型感光性樹脂 … 60重量部 (スチレン/ヒドロキシスチレン共重合体(60/40)) ・モノマー:ジエチレングリコールジアクリレート … 25重量部 ・重合開始剤 … 10重量部 (チバスペシャリティケミカルズ(株)製Irg907) ・エポキシ樹脂:ノボラック型エポキシ樹脂 … 15重量部 Composition of resin composition C : Silicon-containing resin: 120 parts by weight (methyl methacrylate / acrylate / Si oligomer copolymer (70/20/10)) Negative photosensitive resin: 60 parts by weight (styrene / (Hydroxystyrene copolymer (60/40)) Monomer: Diethylene glycol diacrylate: 25 parts by weight Polymerization initiator: 10 parts by weight (Irg907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) Epoxy resin: Novolac epoxy resin: 15 parts by weight Department

【0060】次に、上記の樹脂組成物A〜Cを使用し、
実施例1と同様にして、ブラックマトリックスと着色層
が形成された基板上に厚み6μmの感光性樹脂層を形成
して試料A〜C、を得た。この試料A〜Cの樹脂層の断
面を観察した結果、試料Aおよび試料Bでは、相分離が
生じて上下2層構造であった。しかし、試料Cでは、1
層、あるいは、一方の樹脂相が部分的の存在する海島構
造となり、2層構造は形成されなかった。
Next, using the above resin compositions A to C,
Samples A to C were obtained by forming a photosensitive resin layer having a thickness of 6 μm on the substrate on which the black matrix and the colored layer were formed in the same manner as in Example 1. As a result of observing the cross sections of the resin layers of Samples A to C, Sample A and Sample B had phase separation and had a two-layered structure. However, in sample C, 1
The layer or one of the resin phases became a sea-island structure in which a part thereof was present, and a two-layer structure was not formed.

【0061】また、樹脂組成物Aを用いて、樹脂層の厚
みが3μmである試料D、および、樹脂層の厚みが9μ
mである試料Eを上記と同様にして得た。この試料Dお
よび試料Eの樹脂層の断面は、試料Aおよび試料Bと同
様に、相分離が生じて上下2層構造であった。(以上、
第1の工程)
A sample D having a resin layer thickness of 3 μm and a resin layer having a thickness of 9 μm were prepared using the resin composition A.
Sample E having m was obtained in the same manner as above. The cross section of the resin layer of each of Samples D and E had a two-layer structure in which phase separation occurred similarly to Samples A and B. (that's all,
1st process)

【0062】次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプ
ロキシミティ露光機にて、各試料の樹脂層を、柱状凸部
形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介
して250mJ/cm2 の露光量で露光を行った。(以
上、第2の工程)
Next, the resin layer of each sample was placed at 250 mJ / cm 2 through a photomask provided with an opening having a predetermined shape at the position where the columnar convex portion was formed, using a proximity exposure machine using an ultra-high pressure mercury lamp as an exposure light source. Exposure was performed at an exposure amount of (The above is the second step)

【0063】次に、試料A〜Eの各基板を0.05%水
酸化カリウム水溶液に40秒間浸漬して現像を行い、洗
浄後、クリーンオーブン中でポストベーク(200℃、
30分間)を行った。(以上、第3の工程)
Next, the substrates of Samples A to E were immersed in a 0.05% aqueous potassium hydroxide solution for 40 seconds for development, washed, and post-baked (200 ° C., 200 ° C.) in a clean oven.
30 minutes). (The above is the third step)

【0064】このような一連の処理により、試料A、
B、D、Eからは、図1および図2に示されるような構
造のカラーフィルタを得ることができた。この各カラー
フィルタの透明保護層の厚み、透明な柱状凸部の突出高
さは下記の表2に示されるものであった。
By such a series of processing, the sample A,
From B, D, and E, a color filter having a structure as shown in FIGS. 1 and 2 could be obtained. The thickness of the transparent protective layer of each of the color filters and the protruding height of the transparent columnar protrusion were as shown in Table 2 below.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】表2から明らかなように、樹脂組成物にお
けるシリコン含有樹脂とネガ型感光性樹脂との混合比
率、塗布厚みを適宜調整することにより、柱状凸部の高
さと透明保護層の厚みとを同時に制御することが可能で
あることが確認された。尚、試料Cから得られたカラー
フィルタは柱状凸部が形成されない部位が存在し、実用
に供し得ないものであった。
As is apparent from Table 2, the height of the columnar protrusions and the thickness of the transparent protective layer were adjusted by appropriately adjusting the mixing ratio of the silicon-containing resin and the negative photosensitive resin in the resin composition and the coating thickness. It has been confirmed that it is possible to control at the same time. The color filter obtained from Sample C had a portion where no columnar convex portion was formed, and was not practically usable.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば複
数の透明な柱状凸部は液晶層の厚み設定用スペーサとし
て必要な高さをもつとともに、その高さを優れた精度で
設定することができ、仮に画素部分に柱状凸部の一部が
存在したとしても、透明であるために表示品質に悪影響
を及ぼすことがほとんどなく、また、透明保護層はカラ
ーフィルタ表面を平坦化するとともに、着色層に含有さ
れる成分の液晶層への溶出を防止するので、表示品質に
優れ信頼性の高いカラー液晶表示装置が可能となり、ま
た、透明保護層を構成するシリコン含有樹脂の硬化物に
より、カラーフィルタの防汚性が得られる。また、本発
明では、このような柱状凸部および透明保護層を、アル
カリ不溶性のシリコン含有樹脂と該シリコン含有樹脂に
対して非相溶である感光性樹脂とを含有する樹脂組成物
を用いた一回のフォトリソグラフィー工程で形成できる
ので工程が簡便なものとなり、さらに、シリコン含有樹
脂と感光性樹脂との混合比率、塗布厚みを適宜調整する
ことにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを同
時に制御することができ、液晶層の厚み制御に高い精度
を要求されるカラー液晶表示装置、例えば、IPS(In
-Plane Switching)液晶モードのカラー液晶表示装置に
も対応することができる。また、シリコン含有樹脂はア
ルカリ現像液に不溶であるため、所望の厚みの透明保護
層が安定して形成でき、現像時間の管理が容易となる。
As described above in detail, according to the present invention, the plurality of transparent columnar projections have a height required as a spacer for setting the thickness of the liquid crystal layer, and the height is set with excellent precision. Even if there is a part of the columnar convex portion in the pixel portion, the display quality is hardly adversely affected because it is transparent, and the transparent protective layer flattens the color filter surface. In addition, since the components contained in the colored layer are prevented from being eluted into the liquid crystal layer, a highly reliable color liquid crystal display device having excellent display quality can be obtained, and a cured product of the silicon-containing resin constituting the transparent protective layer can be obtained. Thereby, the stain resistance of the color filter can be obtained. Further, in the present invention, such a columnar convex portion and the transparent protective layer are used a resin composition containing an alkali-insoluble silicon-containing resin and a photosensitive resin incompatible with the silicon-containing resin. Since it can be formed in a single photolithography process, the process becomes simple, and furthermore, by appropriately adjusting the mixing ratio of the silicon-containing resin and the photosensitive resin and the coating thickness, the height of the columnar protrusions and the transparent protective layer The thickness of the liquid crystal layer can be controlled at the same time, and a color liquid crystal display device that requires high precision in controlling the thickness of the liquid crystal layer, for example, IPS (In
-Plane Switching) It can correspond to the color liquid crystal display device of the liquid crystal mode. In addition, since the silicon-containing resin is insoluble in the alkali developer, a transparent protective layer having a desired thickness can be formed stably, and the development time can be easily controlled.

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

【図1】本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示
す部分平面図である。
FIG. 1 is a partial plan view showing an example of an embodiment of a color filter of the present invention.

【図2】図1に示された本発明のカラーフィルタのA−
A線における縦断面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a color filter according to the present invention shown in FIG.
It is a longitudinal cross-sectional view in the A line.

【図3】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the color filter of the present invention.

【図4】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説
明するための工程図である。
FIG. 4 is a process chart illustrating an example of a method for manufacturing a color filter of the present invention.

【図5】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説
明するための工程図である。
FIG. 5 is a process chart illustrating an example of a method for manufacturing a color filter of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カラーフィルタ 2…基板 3…ブラックマトリックス 5…着色層 6…透明保護層 7…柱状凸部 8…樹脂層 8a…下層 8b…上層 M…フォトマスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter 2 ... Substrate 3 ... Black matrix 5 ... Coloring layer 6 ... Transparent protective layer 7 ... Columnar convex part 8 ... Resin layer 8a ... Lower layer 8b ... Upper layer M ... Photomask

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/038 501 G03F 7/038 501 4J002 7/039 601 7/039 601 7/075 521 7/075 521 7/11 501 7/11 501 7/40 501 7/40 501 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA18 AB13 AC01 AD01 AD03 BC37 BC81 BC83 BC85 BE00 BE10 BG00 CB17 CB41 CB51 DA02 DA03 DA31 FA17 FA29 2H048 BA02 BA11 BA16 BA17 BA25 BA28 BA29 BA55 BA62 BB02 BB08 BB14 BB15 BB22 BB28 BB37 BB43 2H089 LA09 MA04X NA14 PA05 QA14 TA12 TA13 2H091 FA04Y FA35Y FA50Y FB04 FC10 LA12 2H096 AA30 BA05 BA11 BA20 GA08 4J002 BC04X BC12X BG05W BQ00W FD200 GP03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/038 501 G03F 7/038 501 4J002 7/039 601 7/039 601 7/075 521 7/075 521 7/11 501 7/11 501 7/40 501 7/40 501 F term (reference) 2H025 AA02 AA18 AB13 AC01 AD01 AD03 BC37 BC81 BC83 BC85 BE00 BE10 BG00 CB17 CB41 CB51 DA02 DA03 DA31 FA17 FA29 2H048 BA02 BA11 BA28 BA28 BA29 BA55 BA62 BB02 BB08 BB14 BB15 BB22 BB28 BB37 BB43 2H089 LA09 MA04X NA14 PA05 QA14 TA12 TA13 2H091 FA04Y FA35Y FA50Y FB04 FC10 LA12 2H096 AA30 BA05 BA11 BA20 GA08 4J002 BC04X BC12X BG05W BG05W

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板上に所定のパターンで形
成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色
層を覆うように形成された透明保護層と、前記基板上の
複数の所定部位に形成され前記透明保護層よりも突出し
た透明な柱状凸部とを備え、前記透明保護層はアルカリ
不溶性のシリコン含有樹脂を主成分とした硬化物であ
り、前記柱状凸部は前記シリコン含有樹脂に対して非相
溶である感光性樹脂を主成分とした硬化物であることを
特徴とするカラーフィルタ。
1. A substrate, a colored layer of a plurality of colors formed in a predetermined pattern on the substrate, a transparent protective layer formed so as to cover at least the colored layer, and a plurality of predetermined layers on the substrate. A transparent columnar projection formed at a site and protruding from the transparent protection layer, wherein the transparent protection layer is a cured product mainly containing an alkali-insoluble silicon-containing resin, and the columnar projection is formed of the silicon-containing resin. A color filter, which is a cured product mainly composed of a photosensitive resin incompatible with a resin.
【請求項2】 前記シリコン含有樹脂は、アクリル系樹
脂であ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 color filter according to claim 1, wherein the silicon-containing resin is an acrylic resin.
【請求項3】 前記感光性樹脂は、酸によってフェノー
ル性水酸基を生じるスチレン骨格を有するポジ型感光性
樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載のカラーフィルタ。
3. The color filter according to claim 1, wherein the photosensitive resin is a positive photosensitive resin having a styrene skeleton generating a phenolic hydroxyl group by an acid.
【請求項4】 前記感光性樹脂は、エポキシ基およびカ
ルボキシル基をもつスチレン骨格を有するネガ型感光性
樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載のカラーフィルタ。
4. The color filter according to claim 1, wherein the photosensitive resin is a negative photosensitive resin having a styrene skeleton having an epoxy group and a carboxyl group.
【請求項5】 基板上に所定のパターンで複数色からな
る着色層を形成した後、少なくとも前記着色層を覆うよ
うに前記基板上に、アルカリ不溶性のシリコン含有樹脂
と該シリコン含有樹脂に対して非相溶である感光性樹脂
とを含有する樹脂組成物を塗布し、前記シリコン含有樹
脂を主体とする下層と前記感光性樹脂を主体とする上層
とからなる樹脂層を形成する第1の工程、 柱状凸部を形成するための開口部を備えたフォトマスク
を介して前記樹脂層を露光する第2の工程、 前記樹脂層の上層をアルカリ現像し、その後、前記樹脂
層に加熱処理を施すことにより、少なくとも前記着色層
を覆うように前記シリコン含有樹脂を主成分とした硬化
物からなる透明保護層を形成するとともに、前記透明保
護層上の複数の所定部位に前記感光性樹脂を主成分とし
た硬化物からなる透明な柱状凸部を形成する第3の工
程、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方
法。
5. After forming a colored layer of a plurality of colors in a predetermined pattern on a substrate, an alkali-insoluble silicon-containing resin and a silicon-containing resin are formed on the substrate so as to cover at least the colored layer. A first step of applying a resin composition containing a photosensitive resin that is incompatible with each other to form a resin layer including a lower layer mainly composed of the silicon-containing resin and an upper layer mainly composed of the photosensitive resin; A second step of exposing the resin layer through a photomask having an opening for forming a columnar convex portion, alkali developing the upper layer of the resin layer, and thereafter subjecting the resin layer to a heat treatment By forming a transparent protective layer made of a cured product containing the silicon-containing resin as a main component so as to cover at least the colored layer, the photosensitive resin is formed at a plurality of predetermined sites on the transparent protective layer. The third step, the color filter manufacturing method characterized by having a forming the transparent columnar convex part comprising a cured product composed mainly.
【請求項6】 前記第1の工程において、樹脂組成物に
おける前記シリコン含有樹脂と前記感光性樹脂との重量
比は、1:1〜1:5の範囲であることを特徴とする請
求項5に記載のカラーフィルタの製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein in the first step, the weight ratio of the silicon-containing resin to the photosensitive resin in the resin composition is in a range of 1: 1 to 1: 5. 3. The method for producing a color filter according to item 1.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005221947A (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Jsr Corp Radiation sensitive resin composition for forming protrusion and/or spacer and method for forming protrusion and/or spacer
JP2007279664A (en) * 2005-12-09 2007-10-25 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern making method using the same
JP2007327985A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Toppan Printing Co Ltd Method for manufacturing color filter, and color filter
JP2009531730A (en) * 2006-03-28 2009-09-03 エイゼット・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・コーポレイション Negative photoresist composition
JP2009216790A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Nippon Kayaku Co Ltd Functional element, negative photosensitive resin composition used in the same, and method for manufacturing functional element
JP2017151290A (en) * 2016-02-25 2017-08-31 凸版印刷株式会社 Color filter and method for manufacturing the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005221947A (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Jsr Corp Radiation sensitive resin composition for forming protrusion and/or spacer and method for forming protrusion and/or spacer
JP4569119B2 (en) * 2004-02-09 2010-10-27 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition for forming protrusions and / or spacers and method for forming protrusions and / or spacers
JP2007279664A (en) * 2005-12-09 2007-10-25 Fujifilm Corp Positive resist composition and pattern making method using the same
KR101129518B1 (en) 2005-12-09 2012-04-23 후지필름 가부시키가이샤 Positive resist composition and pattern making method using the same
JP2009531730A (en) * 2006-03-28 2009-09-03 エイゼット・エレクトロニック・マテリアルズ・ユーエスエイ・コーポレイション Negative photoresist composition
JP2007327985A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Toppan Printing Co Ltd Method for manufacturing color filter, and color filter
JP2009216790A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Nippon Kayaku Co Ltd Functional element, negative photosensitive resin composition used in the same, and method for manufacturing functional element
JP2017151290A (en) * 2016-02-25 2017-08-31 凸版印刷株式会社 Color filter and method for manufacturing the same

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