JP2002365418A - Color filter for liquid crystal display element, liquid crystal display device using the same and method for manufacturing the color filter - Google Patents

Color filter for liquid crystal display element, liquid crystal display device using the same and method for manufacturing the color filter

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JP2002365418A
JP2002365418A JP2001167806A JP2001167806A JP2002365418A JP 2002365418 A JP2002365418 A JP 2002365418A JP 2001167806 A JP2001167806 A JP 2001167806A JP 2001167806 A JP2001167806 A JP 2001167806A JP 2002365418 A JP2002365418 A JP 2002365418A
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area
color filter
thickness
film thickness
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Manabu Kawasaki
学 川▲さき▼
Tetsuo Yamashita
哲夫 山下
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Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter exhibiting characteristics similar to a color filter with a pinhole provided on a reflective region at a similar manufacturing cost to, and more easily flattened than, any conventional one. SOLUTION: In the color filter having at least a reflective region and a transmissive region, each of the regions composed of the same material, in a pixel with one color and having a thin film thickness region provided on a part of a coloring layer of the reflective region, if the film thickness of the thin film thickness region is represented by d1 and the film thickness of the normal film thickness region is represented by d0 , the color filter for a semitransmissive liquid crystal display element is characterized by having d1 larger than 0 μm and d0 -d1 smaller than 2 μm.

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、透過表示、反射表
示の両方で使用することのある液晶表示素子に用いられ
るカラーフィルターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used for a liquid crystal display device which may be used for both transmissive display and reflective display.

【0002】[0002]

【従来の技術】PDA、携帯電話などのモバイル用途の
液晶表示素子は、透過、反射の両方で表示できるように
したものが多い。このタイプのカラー液晶表示素子に
は、透過用領域と反射用領域が存在し、透過表示を行う
ときには透過用領域の、反射表示を行うときには反射用
領域の色が表示されることになる。図3に従来の液晶表
示素子の構成(断面図)を示す。透過用領域8ではバッ
クライト光源3からの光が色材料1を通って表示面に達
し(図3中の6)表示が行われる。反射用領域7では、
自然光4が一度色材料1を通ってから反射膜2で反射さ
れ、再び色材料1を通って表示面に達し(図3中の5)
表示が行われる。
2. Description of the Related Art Many liquid crystal display devices for mobile applications such as PDAs and mobile phones are capable of displaying both transmission and reflection. This type of color liquid crystal display element has a transmissive area and a reflective area, and the color of the transmissive area when performing transmissive display and the color of the reflective area when performing reflective display are displayed. FIG. 3 shows a configuration (cross-sectional view) of a conventional liquid crystal display element. In the transmission area 8, light from the backlight light source 3 passes through the color material 1 and reaches the display surface (6 in FIG. 3), and display is performed. In the reflection area 7,
The natural light 4 passes through the color material 1 once, is reflected by the reflection film 2, and reaches the display surface again through the color material 1 (5 in FIG. 3).
Display is performed.

【0003】透過用領域と反射用領域の色材料を同一に
した場合、表示される色は透過表示と反射表示で大きく
異なる。上述したように、透過表示の場合には、光が色
材料を一度だけ通って表示されるのに対し、反射表示の
場合には、光が色材料を二度通って表示されることが理
由である。また、透過表示の光源がバックライト光源で
あり、反射表示の光源が自然光であることがもう一つの
理由である。
[0003] When the same color material is used for the transmissive area and the reflective area, the displayed color is greatly different between the transmissive display and the reflective display. As described above, in the case of the transmissive display, light is displayed only once through the color material, whereas in the case of the reflective display, light is displayed twice through the color material. It is. Another reason is that the light source for transmissive display is a backlight light source and the light source for reflective display is natural light.

【0004】透過用領域と反射用領域の表示色を同一に
する方法としては、(1)透過用領域および/または反
射用領域を複数の色材料を積層して形成し、透過用領域
と反射用領域の色材料構成を変える方法や、(2)透過
用領域と反射用領域で色材料の膜厚を変える方法や、
(3)図4に示すような反射用領域の一部に微小な透明
領域、すなわちピンホールを設ける方法、などが挙げら
れる。(1)の複数の色材料を用いる方法では一色で二
度以上色材料を塗布形成することになり、コスト的な問
題が生じる。(2)の膜厚を変える方法は、透過用領域
と反射用領域の光源の補正までは行えないため、複数の
色材料を積層するか別の色材料を用いる方法の方が表示
上はより好ましい。したがって、単純に膜厚を変える場
合を含め、膜厚を変える方法においても一色で二度以上
色材料を塗布形成することになる。これに対し、(3)
のピンホールを設ける方法では、ピンホールの形状やサ
イズを最適化することにより、透過表示と反射表示の差
を小さくすることができる。また、ピンホールは着色層
のパターニングの際に一括して形成できるので、塗布形
成の工程が増えることもなく安価なカラーフィルターを
得ることができる。しかし、ピンホールを設けた場合、
着色層の凹凸差が大きくなるとカラーフィルターの平坦
性が悪くなり、液晶パネルにしたときに表示不良が発生
しやすくなるおそれがある。オーバーコートを塗布する
ことによりある程度平坦性を上げることができるが、ピ
ンホールのサイズが小さい場合にはオーバーコートがピ
ンホールに流れ込みにくくなるので十分な平坦化が行わ
れないおそれがある。また、ピンホール部分と周囲の膜
厚差が大きい場合にはオーバーコート膜厚を大きくする
必要がある。しかし、オーバーコート膜厚が大きくなり
すぎると、カラーフィルター全体の膜硬度低下により液
晶表示素子になった場合に膜厚ムラが生じやすい、ある
いは、熱応力によってオーバーコートにクラックが入り
やすいなどの懸念点があり、過剰な膜厚増大は好ましく
ない。
The method of making the display colors of the transmission area and the reflection area the same is as follows: (1) The transmission area and / or the reflection area are formed by laminating a plurality of color materials, and the transmission area and the reflection area are formed. A method of changing the color material composition of the color region, (2) a method of changing the film thickness of the color material between the transmission region and the reflection region,
(3) A method of providing a minute transparent area, that is, a pinhole in a part of the reflection area as shown in FIG. 4, and the like. In the method (1) using a plurality of color materials, a color material is applied and formed twice or more with one color, which causes a problem in cost. Since the method of changing the film thickness in (2) cannot be performed until the light source in the transmission area and the reflection area is corrected, the method of laminating a plurality of color materials or using another color material is more display-friendly. preferable. Therefore, even in the method of changing the film thickness including the case of simply changing the film thickness, the color material is applied and formed twice or more with one color. In contrast, (3)
In the method of providing the pinhole, the difference between the transmissive display and the reflective display can be reduced by optimizing the shape and size of the pinhole. In addition, since the pinholes can be formed collectively at the time of patterning the colored layer, an inexpensive color filter can be obtained without increasing the number of coating and forming steps. However, if a pinhole is provided,
If the unevenness difference of the colored layer is large, the flatness of the color filter is deteriorated, and there is a possibility that display defects are likely to occur when the liquid crystal panel is used. Although the flatness can be improved to some extent by applying the overcoat, if the size of the pinhole is small, the overcoat becomes difficult to flow into the pinhole, so that sufficient flattening may not be performed. In addition, when the thickness difference between the pinhole portion and the periphery is large, it is necessary to increase the overcoat film thickness. However, if the thickness of the overcoat is too large, there is a concern that the film hardness of the entire color filter is reduced, so that when the liquid crystal display element is formed, the film thickness tends to be uneven, or the overcoat is easily cracked by thermal stress. However, an excessive increase in film thickness is not preferable.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反射
用領域にピンホールを設けたカラーフィルターと同様の
製造コストで同様の特性を示し、平坦化が従来より容易
なカラーフィルターを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a color filter which exhibits the same characteristics at the same manufacturing cost as a color filter having a pinhole in a reflection area, and which can be flattened more easily than before. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下のよう
なカラーフィルターで達成できる。 (1)少なくとも一色の画素内に反射用領域と透過用領
域を有し、反射用領域と透過用領域は同一材料により形
成され、反射用領域の着色層の一部に低膜厚領域を設け
たカラーフィルターにおいて、該低膜厚領域の膜厚
1、通常膜厚領域の膜厚d0とするとき、d1が0μmよ
り大きくd0−d1が2μmより小さいことを特徴とする
半透過型液晶表示素子用カラーフィルター。 (2)低膜厚領域の面積をA1、通常膜厚領域の面積を
0と表す時、赤画素における低膜厚化により生じた透
明領域の体積(d0−d1)×A1が反射用領域全体の体
積d0×(A1+A0)に占める割合が2%以上25%以
下であることを特徴とする(1)記載のカラーフィルタ
ー。 (3)低膜厚領域の面積をA1、通常膜厚領域の面積を
0と表す時、緑画素における低膜厚化により生じた透
明領域の体積(d0−d1)×A1が反射用領域全体の体
積d0×(A1+A0)に占める割合が10%以上50%
以下であることを特徴とする(1)記載のカラーフィル
ター。 (4)低膜厚領域の面積をA1、通常膜厚領域の面積を
0と表す時、青画素における低膜厚化により生じた透
明領域の体積(d0−d1)×A1が反射用領域全体の体
積d0×(A1+A0)に占める割合が20%以下である
ことを特徴とする(1)記載のカラーフィルター。 (5)低膜厚領域が一画素内に1つ以上存在し、各々の
低膜厚領域の面積が20μm2以上2000μm2 以下
であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記
載のカラーフィルター。 (6)低膜厚領域が一画素内に2つ以上存在し、隣接す
る低膜厚領域間の距離が10μm以上であることを特徴
とする(1)〜(5)のいずれかに記載のカラーフィル
ター。 (7)反射用領域全体の体積d0×(A1+A0)に占め
る透明領域の体積(d0−d1)×A1の割合が緑画素に
おいて最も大きいことを特徴とする(2)〜(6)のい
ずれかに記載のカラーフィルター。 (8)着色層の上にオーバーコート層を形成したことを
特徴とする(1)〜(7)のいずれかにに記載の液晶表
示素子用カラーフィルター。 (9)(1)〜(8)のいずれかに記載のカラーフィル
ターを用いた半透過型液晶表示装置。 (10)画素内に反射用領域と透過用領域を有し、少な
くとも一色について、反射用領域と透過用領域は同一材
料により着色され、反射用領域の着色層の一部を低膜厚
化することにより反射用領域中に透明領域を部分的に形
成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。 (11)フォトリソグラフィーによる着色層のパターニ
ングにおいて、フォトマスクの一部を網目もしくはスリ
ットにすることによりハーフエッチングを行い、該低膜
厚領域の形成を行うことを特徴とする(10)記載のカ
ラーフィルターの製造方法。
The above objects can be achieved by the following color filters. (1) At least one color pixel has a reflective region and a transmissive region, the reflective region and the transmissive region are formed of the same material, and a low-thickness region is provided in a part of the colored layer of the reflective region. In the color filter, when the film thickness d 1 in the low film thickness region and the film thickness d 0 in the normal film thickness region, d 1 is larger than 0 μm and d 0 −d 1 is smaller than 2 μm. Color filter for transmissive liquid crystal display devices. (2) TeimakuAtsu area of A 1 of the area, when the area of the normal thickness region represented as A 0, the volume of the transparent regions caused by low membrane thickening in the red pixel (d 0 -d 1) × A 1 The color filter according to (1), wherein the ratio of the color filter to the total volume d 0 × (A 1 + A 0 ) of the reflection area is 2% or more and 25% or less. (3) TeimakuAtsu the area of the region A 1, when the area of the normal thickness region represented as A 0, the volume of the transparent regions caused by low membrane thickening in the green pixel (d 0 -d 1) × A 1 Accounts for 10% or more and 50% of the total volume d 0 × (A 1 + A 0 ) of the reflection area.
(1) The color filter as described in (1) above. (4) TeimakuAtsu area of A 1 of the area, when the area of the normal thickness region represented as A 0, the volume of the transparent regions caused by low membrane thickening in the blue pixel (d 0 -d 1) × A 1 Occupies not more than 20% of the entire reflection area in the volume d 0 × (A 1 + A 0 ) of the color filter according to (1). (5) TeimakuAtsu region is present one or more in one pixel, one of the area of each of the low-thickness region is equal to or is 20 [mu] m 2 or more 2000 .mu.m 2 (1) to (4) The color filter according to 1. (6) The method according to any one of (1) to (5), wherein two or more low-thickness regions exist in one pixel, and a distance between adjacent low-thickness regions is 10 μm or more. Color filter. (7) The ratio of the volume (d 0 −d 1 ) × A 1 of the transparent region to the volume d 0 × (A 1 + A 0 ) of the entire reflection region is the largest in the green pixel (2). The color filter according to any one of (1) to (6). (8) The color filter for a liquid crystal display device according to any one of (1) to (7), wherein an overcoat layer is formed on the coloring layer. (9) A transflective liquid crystal display device using the color filter according to any one of (1) to (8). (10) The pixel has a reflection area and a transmission area, and for at least one color, the reflection area and the transmission area are colored by the same material, and a part of the coloring layer of the reflection area is reduced in thickness. A method for producing a color filter, characterized in that a transparent region is partially formed in a reflective region. (11) The color according to (10), wherein in the patterning of the colored layer by photolithography, half etching is performed by forming a part of a photomask into a mesh or slit to form the low-thickness region. Manufacturing method of filter.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明でいうカラーフィルター
は、数十〜数百μmピッチの複数色の画素の繰り返しで
構成されている。少なくとも2色以上の画素が存在し、
通常、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の画素から
なる。画素を構成するのは、基板上に所定のパターンで
形成された反射膜と、その上に所定のパターンで形成さ
れた色材料である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A color filter according to the present invention is constituted by repeating pixels of a plurality of colors with a pitch of several tens to several hundreds of .mu.m. There are pixels of at least two colors,
Usually, it is composed of three color pixels of red (R), green (G) and blue (B). The pixels are composed of a reflective film formed on the substrate in a predetermined pattern and a color material formed on the reflective film in a predetermined pattern.

【0008】図1に本発明におけるカラーフィルターの
構成(断面図)を示す。本発明のカラーフィルターで
は、一色の画素に透過用領域8と反射用領域7が存在す
る。一画素内に両領域が有ってもよいし、一画素内はど
ちらか一方のみで、複数画素で両領域が存在してもよ
い。反射膜2が形成される基板は、カラーフィルター側
基板、カラーフィルターに対向する基板のいずれでもよ
い。カラーフィルター側に反射膜が形成されている場合
は、画素領域9の内、反射膜2が形成されている領域が
反射用領域7となり、画素領域9の中で反射膜2が形成
されていない領域が透過用領域8となる。反射膜がカラ
ーフィルターに対向する基板上に形成されている場合
は、該基板の反射膜形成領域に対応する画素領域が反射
用領域7となり、該基板の反射膜2が形成されていない
領域に対応する画素領域が透過用領域8となる。
FIG. 1 shows a configuration (cross-sectional view) of a color filter according to the present invention. In the color filter of the present invention, a transmissive area 8 and a reflective area 7 exist in one color pixel. One pixel may have both regions, or one pixel may have only one of them, and a plurality of pixels may have both regions. The substrate on which the reflective film 2 is formed may be either a color filter side substrate or a substrate facing the color filter. When the reflection film is formed on the color filter side, the region where the reflection film 2 is formed in the pixel region 9 becomes the reflection region 7, and the reflection film 2 is not formed in the pixel region 9. The area becomes the transmission area 8. When the reflection film is formed on the substrate facing the color filter, the pixel region corresponding to the reflection film formation region of the substrate becomes the reflection region 7, and the pixel region corresponds to the region where the reflection film 2 is not formed. The corresponding pixel area becomes the transmission area 8.

【0009】本発明では、少なくとも一色の画素におい
て、反射用領域7の中に周囲よりも膜厚の小さい低膜厚
領域10と透過領域と同様の膜厚を示す通常膜厚領域1
1および、着色層を含まない透明領域12を含む。反射
用領域7に透明領域12を含むことで、同一膜厚の同一
色材料でありながら、膜厚を透過用領域8とは変えた場
合と同様の効果が得られる。また、発明者らは、透明領
域12の厚みおよび反射用領域全体の体積に対する体積
比を適当に調整することによって、光源の違いによる影
響をも補正できることを見いだした。
According to the present invention, in at least one color pixel, the low-thickness region 10 having a smaller thickness than the surrounding region and the normal-thickness region 1 exhibiting the same thickness as the transmission region in the reflection region 7.
1 and a transparent region 12 not including a coloring layer. By including the transparent region 12 in the reflection region 7, the same effect as in the case where the film thickness is changed from that of the transmission region 8 can be obtained while using the same color material having the same film thickness. In addition, the inventors have found that by appropriately adjusting the thickness of the transparent region 12 and the volume ratio to the volume of the entire reflection region, it is possible to correct the influence due to the difference in the light source.

【0010】複数色の内、透明領域が存在する色が少な
くとも一色あれば、透過表示と反射表示の差が小さくな
るので、本発明の効果が発揮される。他の色では、従来
のように透過用領域と反射用領域で全く同じ色材料であ
っても良いが、透過用領域と反射用領域で色材料の膜厚
を変えてもよく、色材料自体を変えたり、複数の色材料
を積層して色を変えたりしてもよい。好ましくは全色に
おいて透明領域が存在する画素とするのがよい。
If at least one of the plurality of colors has a transparent region, the difference between the transmissive display and the reflective display is reduced, so that the effect of the present invention is exhibited. For other colors, the same color material may be used in the transmission region and the reflection region as in the conventional case, but the thickness of the color material may be changed in the transmission region and the reflection region, and the color material itself may be used. Or the color may be changed by laminating a plurality of color materials. Preferably, the pixel has a transparent region in all colors.

【0011】低膜厚領域の膜厚d1を変更することによ
り着色層の平坦性が変化する。d1が大きいほど着色層
の平坦性が高くなるので、貫通したピンホールを設けた
場合に比べて、オーバーコート層などの着色膜上に積層
される膜による平坦化が容易になる。すなわち、より薄
い膜厚のオーバーコート層で液晶の配向ムラが生じない
程度の平坦化が可能となる。液晶の配向ムラが生じない
程度の平坦性は表示モードにより異なるが、例えば、薄
膜トランジスタ(TFT)駆動のねじれネマチック(T
N)モードの場合、0.3μm程度の平坦性が要求され
る。d1が0より大きければ貫通したピンホールの場合
よりも平坦化が容易になる効果がある。しかし、通常膜
厚領域の膜厚d0が大きくかつd1が小さい場合には、本
発明による効果が小さくなるので、d0とd1の差が2μ
m以内になるようにd1設定する方がより好ましい。
By changing the film thickness d 1 in the low film thickness region, the flatness of the colored layer changes. Since the flatness of about d 1 is larger coloring layer is higher, as compared with the case of providing the through-pinholes, planarization is facilitated by membrane laminated on the colored layer such as an overcoat layer. That is, the overcoat layer having a thinner film thickness can be flattened to the extent that alignment unevenness of the liquid crystal does not occur. The flatness to the extent that liquid crystal alignment unevenness does not occur differs depending on the display mode. For example, a twisted nematic (T
In the case of the N) mode, flatness of about 0.3 μm is required. When d 1 is larger than 0, there is an effect that flattening is easier than in the case of a penetrating pinhole. However, when the film thickness d 0 in the normal film thickness region is large and d 1 is small, the effect of the present invention is small, and the difference between d 0 and d 1 is 2 μm.
It is more preferable to set d 1 to be within m.

【0012】低膜厚化に伴う透明領域の形成に際して
は、透明領域の体積が反射用領域全体の体積に占める割
合(以下「透明領域率」と呼ぶ)が重要である。透明領
域率は、画素における(d0−d1)×A1がd0×(A1
+A0)に占める割合と言い換えることができる。ここ
で、A1は低膜厚領域の面積、A0は通常膜厚領域の面積
である。各色の透過用領域の色度と反射用領域の色度の
差ができるだけ小さくなるように決定することが好まし
い。すなわち、少なくとも一色について、透過用領域の
色度(x0,y0)と反射用領域の色度(x、y)の色
度差δが以下の式を満たすことが、表示上好ましい。
When a transparent region is formed along with a reduction in film thickness, the ratio of the volume of the transparent region to the volume of the entire reflecting region (hereinafter referred to as "transparent region ratio") is important. The transparent area ratio is calculated as follows: (d 0 −d 1 ) × A 1 in the pixel is d 0 × (A 1
+ A 0 ). Here, A 1 is the area of the low-thickness region, and A 0 is the area of the normal-thickness region. It is preferable to determine the difference between the chromaticity of the transmission area and the chromaticity of the reflection area for each color as small as possible. That is, for at least one color, it is preferable for display that the chromaticity difference δ between the chromaticity (x0, y0) of the transmissive area and the chromaticity (x, y) of the reflective area satisfies the following expression.

【0013】 δ=(x−x0)2+(y−y0)2≦3×10-3 より好ましくは各色について上式を満たすのがよい。さ
らに好ましくは、一色または全色について色度差δが下
記式を満たすのがよい。
Δ = (x−x0) 2 + (y−y0) 2 ≦ 3 × 10 −3 It is more preferable that the above expression be satisfied for each color. More preferably, the chromaticity difference δ for one color or all colors satisfies the following expression.

【0014】 δ=(x−x0)2+(y−y0)2≦1×10-3 ここでいう透過用領域8の色度とは、上述のカラーフィ
ルター透過用領域8を顕微分光光度計などで測定したと
きに得られる分光スペクトルから求められるものであ
り、反射用領域7の色度とは該領域中の着色領域11の
分光スペクトル、透明領域12の分光スペクトルをそれ
ぞれ各波長で自乗し、通常膜厚領域11と透明領域12
との面積についての加重平均を取ることにより求められ
るものである。
Δ = (x−x0) 2 + (y−y0) 2 ≦ 1 × 10 −3 Here, the chromaticity of the transmission region 8 means that the above-mentioned color filter transmission region 8 is a microspectrophotometer. The chromaticity of the reflective area 7 is obtained by squaring the spectral spectrum of the colored area 11 and the spectral spectrum of the transparent area 12 in each area at each wavelength. , Normal film thickness region 11 and transparent region 12
Is obtained by taking a weighted average of the areas of

【0015】色度の計算は、光源の違いを考慮に入れる
ため、透過用領域はC光源、2波長型光源、3波長型光
源の内のいずれかで、反射用領域はD65光源で行うこ
とが好ましい。2波長型光源としては、青色LED+黄
色蛍光体が、3波長型光源としては、3波長型蛍光管、
RGB−LED、紫外光LED+RGB蛍光体、有機E
L光源などがある。
The calculation of the chromaticity takes into account the difference between the light sources. Therefore, the transmission area should be selected from a C light source, a two-wavelength light source, and a three-wavelength light source, and the reflection area should be calculated using a D65 light source. Is preferred. As a two-wavelength light source, a blue LED + yellow phosphor is used. As a three-wavelength light source, a three-wavelength fluorescent tube is used.
RGB-LED, UV LED + RGB phosphor, Organic E
L light source and the like.

【0016】通常カラーフィルターは赤、緑、青の3色
からなるが、この場合に透過用領域と反射用領域の色度
差δを小さくする検討を行った。その結果、赤画素につ
いていえば、2%以上25%以下、より好ましくは5%
以上20%以下、緑画素についていえば、10%以上5
0%以下、より好ましくは20%以上35%以下、青画
素についていえば、20%以下、より好ましくは2%以
上13%以下であるのがよい。
Normally, a color filter is composed of three colors of red, green and blue. In this case, a study was made to reduce the chromaticity difference δ between the transmissive area and the reflective area. As a result, regarding the red pixel, 2% or more and 25% or less, more preferably 5%
20% or less and 10% or more 5 for green pixels
It is preferably 0% or less, more preferably 20% or more and 35% or less, and as for the blue pixel, it is 20% or less, more preferably 2% or more and 13% or less.

【0017】透明領域は複数の副領域に分割することも
可能である。図2に本発明の構成を有し副領域を2つ有
するカラーフィルターの模式図を示す。複数の副領域が
ある場合は一画素内の各副領域の合計の体積を透明領域
の体積とすればよい。透明領域の膜厚d0−d1が大きい
場合には、透明領域の断面積の合計すなわち低膜厚領域
の断面積の合計A1を小さくし、d0−d1が小さい場合
にはA1を大きくすることにより調整できる。透明領域
をどれだけ細かく分割するかには任意性がある。加工に
は精度の限界があるので、あまり小さく分割すると透明
領域がうまく形成されない場合がある。一方、あまり大
きいと、表面の平坦性が損なわ易い、表示がざらついて
見えてしまう、などの現象が生じ好ましくない。副領域
の面積として好ましくは20〜2000μm2 の範囲内
であるのがよい。隣接する副領域間の距離が近すぎる
と、加工の際に副領域同士がつながってしまい、好まし
い副領域の面積を超えてしまうおそれがある。加工の精
度の点から副領域の端部から隣接する他の副領域の端部
までが10μm以上離れていれば互いに干渉することな
く副領域を形成できることが分かった。
The transparent area can be divided into a plurality of sub-areas. FIG. 2 is a schematic view of a color filter having the configuration of the present invention and having two sub-regions. When there are a plurality of sub-regions, the total volume of each sub-region in one pixel may be set as the volume of the transparent region. When the thickness d 0 -d 1 of the transparent region is large, the total cross-sectional area of the transparent region, that is, the total A 1 of the cross-sectional areas of the low-thickness region is reduced, and when d 0 -d 1 is small, A 1 It can be adjusted by increasing 1 . How finely the transparent area is divided is arbitrary. Since there is a limit in the accuracy of the processing, if the division is made too small, the transparent region may not be formed well. On the other hand, if it is too large, phenomena such as flatness of the surface is likely to be impaired, and the display may appear rough, which is not preferable. The area of the sub-region is preferably in the range of 20 to 2000 μm 2 . If the distance between adjacent sub-regions is too short, the sub-regions may be connected during processing, and may exceed the preferred area of the sub-region. From the viewpoint of processing accuracy, it was found that the sub-regions could be formed without interference if the distance from the end of the sub-region to the end of another adjacent sub-region was 10 μm or more.

【0018】透明領域をどのような形状にするかには任
意性があり、基本的にはどんな形状でも良い。ただし、
あまり細い部分を含む形状だと、その部分がうまく形成
されない場合があるので、円形、正方形、長方形など
の、細い部分を含まない形状が好ましい。
The shape of the transparent region is arbitrary, and may be basically any shape. However,
If the shape includes a very thin portion, the portion may not be formed well. Therefore, a shape that does not include a thin portion, such as a circle, a square, or a rectangle, is preferable.

【0019】透明領域の副領域を、反射用領域内にどの
ように配置するかにも任意性がある。基本的にはどのよ
うに配置しても良いが、集中させずに全体にまんべんな
く配置するのが表示の均一性の点で好ましい。上述した
ように副領域の面積および厚み、透明領域全体の体積、
副領域間の距離には制限があるので、それらの制限を満
たす範囲内で配置すればよい。
The arrangement of the sub-regions of the transparent region in the reflection region also has arbitraryness. Basically, any arrangement may be used, but it is preferable to arrange them evenly over the whole area without concentration, from the viewpoint of display uniformity. As described above, the area and thickness of the sub-region, the volume of the entire transparent region,
Since there is a restriction on the distance between the sub-regions, the sub-regions may be arranged within a range satisfying those restrictions.

【0020】赤、緑、青全ての色についてピンホールを
形成する場合、色度差δを小さくするためには、光源の
選択に寄らず、緑における透明領域率を他の色よりも大
きくする必要があることが分かった。
When pinholes are formed for all the colors of red, green and blue, in order to reduce the chromaticity difference δ, the transparent area ratio in green is made larger than that in other colors, regardless of the selection of the light source. I found it necessary.

【0021】透明領域の形成によって、表面の平坦性が
損なわれる可能性があるので、色材料の上に平坦化層と
してオーバーコート層を形成するのが好ましい。オーバ
ーコート層の材質としては、エポキシ膜、アクリルエポ
キシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイ
ミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサ
ン膜等が挙げられる。
Since the surface flatness may be impaired by the formation of the transparent region, it is preferable to form an overcoat layer as a flattening layer on the color material. Examples of the material of the overcoat layer include an epoxy film, an acrylic epoxy film, an acrylic film, a siloxane polymer-based film, a polyimide film, a silicon-containing polyimide film, and a polyimidesiloxane film.

【0022】フォトリソグラフィーによる着色層のパタ
ーニングにおいてマスク露光の露光量を調整することに
より反射用領域中に通常膜厚領域と低膜厚領域を同時に
形成できる。例えば3種類の透過率を有するフォトマス
クを用いて露光、現像する方法がある。3種類の透過率
領域とは透過率0%の遮光領域、透過率100%の完全
透過領域、透過率0〜100%の半透過領域である。露
光において、遮光領域は全く未露光、完全透過領域は完
全露光、半透過領域は未露光と完全露光の中間の露光状
態となるように半透過領域における露光量の平均値を調
整すれば、現像液に対する溶解度が互いに異なる3種類
の領域を形成できる。例えばポジ型のレジストを用いた
場合には、完全露光領域は全溶解し、半透過領域は一部
が溶解し、未露光部よりも塗膜の膜厚が小さくなる。す
なわち塗膜のハーフエッチングにより低膜厚領域を形成
できる。フォトマスク中に半透過領域を形成する方法と
しては、フォトマスクの一部をスリットあるいは網目に
する方法が上げられる。
In the patterning of the colored layer by photolithography, the normal film thickness region and the low film thickness region can be simultaneously formed in the reflection region by adjusting the exposure amount of the mask exposure. For example, there is a method of exposing and developing using a photomask having three types of transmittance. The three types of transmittance regions are a light-shielding region having a transmittance of 0%, a complete transmission region having a transmittance of 100%, and a semi-transmission region having a transmittance of 0 to 100%. In exposure, if the average value of the amount of exposure in the semi-transmissive area is adjusted so that the light-shielded area is completely unexposed, the completely transmissive area is completely exposed, and the semi-transmissive area is in the middle between unexposed and fully exposed, development Three types of regions having different solubilities in a liquid can be formed. For example, when a positive resist is used, the completely exposed region is completely dissolved, the semi-transmissive region is partially dissolved, and the thickness of the coating film is smaller than that of the unexposed portion. That is, a low-thickness region can be formed by half-etching the coating film. As a method of forming a semi-transmissive region in a photomask, there is a method of slitting or meshing a part of the photomask.

【0023】本発明でいう基板は実質的に透明で剛性を
持つものであれば材質はどのようなものであってもかま
わない。例えば無アルカリガラス、ソーダガラス、プラ
スティック基板等が用いられる。
The substrate used in the present invention may be of any material as long as it is substantially transparent and has rigidity. For example, non-alkali glass, soda glass, a plastic substrate, or the like is used.

【0024】本発明でいう反射膜は、入射光の一部を反
射するものであれば何でも良い。通常はアルミニウムの
薄膜、銀・パラジウム・銅合金の薄膜などが用いられ
る。
The reflecting film according to the present invention may be any as long as it reflects a part of incident light. Usually, an aluminum thin film, a silver / palladium / copper alloy thin film, or the like is used.

【0025】本発明でいう色材料とは任意の色の光を透
過する性能を有する材料であればその材質はどのような
ものであってもかまわない。色材料の具体的材質として
は、顔料および染料分散された高分子膜、染色処理され
たPVA(ポリビニルアルコール)、任意の光のみを透
過するように膜厚制御されたSiO2 膜等があるが、顔
料分散された高分子膜であることが好ましく、高分子膜
はポリイミド膜またはアクリル膜であることがさらに好
ましい。他の材料で色材料を形成する場合と比べて同等
若しくはより簡便なプロセスで色材料を形成できること
に加えて、耐熱性、耐光性、耐薬品性においてより優れ
ているからである。なかでもポリイミド膜はパターン加
工性がよく、透明領域の形成には有利である。顔料また
は染料分散された高分子膜を色材料に使用する場合、ペ
ースト状にした色材料を均一に塗布し、その後、露光、
現像などを含むフォトリソ加工を行ってパターン形成す
る。
The color material used in the present invention may be any material as long as it has a property of transmitting light of any color. Specific examples of the color material include a polymer film in which pigments and dyes are dispersed, a dyed PVA (polyvinyl alcohol), and a SiO 2 film whose film thickness is controlled to transmit only arbitrary light. Preferably, the polymer film is a pigment-dispersed polymer film, and the polymer film is more preferably a polyimide film or an acrylic film. This is because the color material can be formed by a process that is equal to or simpler than the case where a color material is formed with another material, and further, the heat resistance, the light resistance, and the chemical resistance are more excellent. Above all, a polyimide film has good pattern workability and is advantageous for forming a transparent region. When using a pigment or dye-dispersed polymer film as a color material, apply the paste-like color material uniformly, and then expose,
A pattern is formed by performing photolithography including development.

【0026】現在主流の顔料分散された高分子膜を色材
料とする場合、色材料はフォトリソ加工によりパターン
形成されるため、透明領域の形成はフォトマスクに透明
領域を形成しておくことで容易に可能となる。本発明で
いう顔料には特に制限はないが、顔料の中でも耐光性、
耐熱性、耐薬品性に優れたものが望ましい。代表的な顔
料の具体的な例を以下にカラーインデックス(CI)ナ
ンバーで示す。
When a polymer film in which a pigment is dispersed is used as a color material, since the color material is patterned by photolithography, a transparent region can be easily formed by forming a transparent region on a photomask. Becomes possible. The pigment referred to in the present invention is not particularly limited, but among the pigments, light resistance,
Those having excellent heat resistance and chemical resistance are desirable. Specific examples of typical pigments are shown below by color index (CI) numbers.

【0027】黄色顔料の例としてはピグメントイエロー
13,17,20、24、83、86、93、94、1
09、110、117、125、137、138、13
9、147、148、150、153、154、16
6、173、180などがあげられる。橙色顔料の例と
してはピグメントオレンジ13、31、36、38、4
0、42、43、51、55、59、61、64、6
5、71などが挙げられる。赤色顔料の例としてはピグ
メントレッド9、97、122、123、144、14
9、166、168、177、180、192、20
6、207、209、215、216、224、24
2、254などが挙げられる。紫色顔料の例としてはピ
グメントバイオレット19、23、29、32、33、
36、37、38などが挙げられる。青色顔料の例とし
てはピグメントブルー15(15:3、15:4、1
5:6など)、21,22、60、64などが挙げられ
る。緑色顔料の例としてはピグメントグリーン7、1
0、36、47などが挙げられる。なお、顔料は必要に
応じて、ロジン処理,酸性基処理,塩基性基処理などの
表面処理が施されているものを使用してもよい。
Examples of yellow pigments include Pigment Yellow 13, 17, 20, 24, 83, 86, 93, 94, 1
09, 110, 117, 125, 137, 138, 13
9, 147, 148, 150, 153, 154, 16
6, 173, 180 and the like. Pigment oranges 13, 31, 36, 38, 4 are examples of orange pigments.
0, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 6
5, 71 and the like. Examples of red pigments include Pigment Red 9, 97, 122, 123, 144, and 14
9, 166, 168, 177, 180, 192, 20
6, 207, 209, 215, 216, 224, 24
2, 254 and the like. Examples of purple pigments include Pigment Violet 19, 23, 29, 32, 33,
36, 37, 38 and the like. Examples of blue pigments include Pigment Blue 15 (15: 3, 15: 4, 1).
5: 6), 21, 22, 60, 64 and the like. Examples of green pigments include Pigment Green 7, 1
0, 36, 47 and the like. The pigment may be subjected to a surface treatment such as a rosin treatment, an acidic group treatment, or a basic group treatment, if necessary.

【0028】各画素の間にはブラックマトリックスを形
成しても良い。これは、液晶表示装置のコントラストを
向上させることを目的とした遮光領域である。ブラック
マトリックスとしては通常Cr、Al、Niなどの金属
薄膜(厚さ 約0.1〜0.2μm)や樹脂中に遮光材
を分散させてなる樹脂ブラックマトリックスが用いられ
るが、本発明に用いる場合、反射領域に対する遮光膜に
もなるように、反射のない樹脂ブラックマトリックスが
用いられるのが普通である。樹脂としては、耐熱性、耐
薬品性等の点からポリイミドやアクリルが好ましい。遮
光材としての黒色顔料の例としてはピグメントブラック
7、チタンブラックなどが挙げられるが、これらに限定
されず、種々の顔料を使用することができる。なお、顔
料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性基
処理などの表面処理が施されているものを使用してもよ
い。
A black matrix may be formed between each pixel. This is a light-shielding region for the purpose of improving the contrast of the liquid crystal display device. As the black matrix, a metal thin film of Cr, Al, Ni or the like (thickness of about 0.1 to 0.2 μm) or a resin black matrix obtained by dispersing a light-shielding material in a resin is usually used. In general, a resin black matrix having no reflection is used so as to serve as a light-shielding film for the reflection area. As the resin, polyimide or acrylic is preferable in terms of heat resistance, chemical resistance and the like. Examples of the black pigment as the light shielding material include Pigment Black 7 and Titanium Black, but are not limited thereto, and various pigments can be used. In addition, pigments that have been subjected to surface treatment such as rosin treatment, acid group treatment, and basic group treatment may be used as necessary.

【0029】次に、このカラーフィルターを用いて作成
した液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフ
ィルター上に、透明保護膜を形成し、さらにその上にI
TO膜などの透明電極を製膜する。透明導電膜として
は、ディッピング法、化学気相成長法、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。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、カラー表示を損なわないことが好まし
く、0.5μm以下であることが好ましい。次に、この
カラーフィルター基板と、金属蒸着膜などの反射電極が
形成された反射電極基板とを、さらにそれらの基板上に
設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶
配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを
介して、対向させて貼りあわせる。なお、反射電極基板
上には、反射電極以外に、光拡散用の突起物、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液晶表示装置を作成することができる。
次に、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。つぎに、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, an example of a liquid crystal display device produced using this color filter will be described. A transparent protective film is formed on the color filter,
A transparent electrode such as a TO film is formed. The transparent conductive film is manufactured through a method such as a dipping method, a chemical vapor deposition method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, and an ion plating method. To show 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 preferably does not impair color display, and is preferably 0.5 μm or less. Next, this color filter substrate and a reflective electrode substrate on which a reflective electrode such as a metal vapor-deposited film is formed, and a liquid crystal alignment film further subjected to a rubbing treatment for liquid crystal alignment provided on those substrates, and The substrates are bonded to each other via a spacer for maintaining a cell gap. In addition, on the reflective electrode substrate, in addition to the reflective electrode, a projection for light diffusion, a thin film transistor (TFT) element, a thin film diode (TFD) element, a scanning line, a signal line, and the like are provided. A TFD liquid crystal display device can be created.
Next, after injecting liquid crystal from an injection port provided in the seal portion, the injection port is sealed. Next, a module is completed by mounting an IC driver and the like.

【0030】[0030]

【実施例】以下、好ましい実施態様を用いて本発明をさ
ら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。
EXAMPLES 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.

【0031】実施例1 (カラーフィルターの設計)赤画素、緑画素、青画素に
おいて反射用領域中に厚み1μmの透明領域を形成し、
透明領域率すなわち透明領域の体積(d0−d1)×A1
が反射用領域全体の体積d0×(A1+A0)に占める割
合がをそれぞれ、12%、26%、6%とした。透明領
域の副領域の大きさは赤:17μmφ(=227μm
2 )、緑:24μmφ(=452μm2 )、青:17μ
mφ(=227μm2 )の円形とした。副領域を反射領
域中にランダムに形成した。副領域と隣接副領域との距
離は3μmであった。
Example 1 (Design of Color Filter) A transparent region having a thickness of 1 μm is formed in a reflection region in each of red, green and blue pixels.
Transparent area ratio, that is, the volume of the transparent area (d 0 −d 1 ) × A 1
Are 12%, 26%, and 6%, respectively, in the volume d 0 × (A 1 + A 0 ) of the entire reflection area. The size of the sub-region of the transparent region is red: 17 μmφ (= 227 μm
2 ), green: 24 μmφ (= 452 μm 2 ), blue: 17 μm
mφ (= 227 μm 2 ). Sub-regions were randomly formed in the reflective region. The distance between the sub-region and the adjacent sub-region was 3 μm.

【0032】(樹脂ブラックマトリックス用ブラックペ
ーストの作成)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。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、ブラックミルベースを得、これをポ
リイミド前駆体溶液で希釈してブラックペーストとし
た。
(Preparation of black paste for resin black matrix) 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether and bis (3-aminopropyl) tetramethyl Disiloxane is reacted with N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to obtain a polyimide precursor (polyamic acid)
A solution was obtained. The carbon black mill base was dispersed at 7000 rpm for 30 minutes using a homogenizer, and the glass beads were filtered to obtain a black mill base, which was diluted with a polyimide precursor solution to obtain a black paste.

【0033】(色材料形成用着色ペーストの作成)赤の
顔料として、ピグメントレッド209で示される顔料と
ピグメントオレンジ38で示される顔料を85対15の
割合で混合した顔料を用意した。緑の顔料として、ピグ
メントグリーン36で示される顔料とピグメントイエロ
ー138で示される顔料を75対25の割合で混合した
顔料を用意した。青の顔料として、ピグメントブルー1
5:6で示される顔料を用意した。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 Coloring Paste for Forming Color Material) As a red pigment, a pigment prepared by mixing a pigment represented by Pigment Red 209 and a pigment represented by Pigment Orange 38 at a ratio of 85 to 15 was prepared. As a green pigment, a pigment prepared by mixing a pigment represented by Pigment Green 36 and a pigment represented by Pigment Yellow 138 at a ratio of 75:25 was prepared. Pigment Blue 1 as a blue pigment
A pigment represented by 5: 6 was prepared. The pigments were mixed and dispersed in a polyimide precursor solution to obtain three kinds of colored pastes of red, green and blue.

【0034】(カラーフィルターの作成)無アルカリガ
ラス基板(コーニング製“1737材”)上にAl反射
膜がパターン形成された基板上に、上記ブラックペース
トをカーテンフローコーターで塗布し、ホットプレート
で130℃、10分間乾燥し、黒色の樹脂塗膜を形成し
た。ポジ型フォトレジスト(シプレー社製“SRC−1
00”)をリバースロールコーターで塗布、ホットプレ
ートで100℃、5分間プリベイクし、大日本スクリー
ン(株)製露光機“XG−5000”を用い、フォトマ
スクを介して、100mJ/cm2 の紫外線を照射して
露光した後、2.25%のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹
脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成、メ
チルセロソルブアセテートでレジスト剥離し、ホットプ
レートで290℃、10分間加熱することでイミド化さ
せ、ブラックマトリックスを形成した。ブラックマトリ
ックスの膜厚を測定したところ、1.10μmであり、
OD値は3.0であった。
(Preparation of Color Filter) The above black paste was applied by a curtain flow coater on a substrate having an Al reflection film formed on a non-alkali glass substrate (“1737 material” manufactured by Corning), and the hot plate was applied. C. for 10 minutes to form a black resin coating film. Positive photoresist ("SRC-1" manufactured by Shipley Co., Ltd.)
00 ”) with a reverse roll coater, prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes, and using an exposure machine“ XG-5000 ”manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd., through a photomask, to emit 100 mJ / cm 2 ultraviolet light. After exposure, the development of the photoresist and the etching of the resin coating film are simultaneously performed using a 2.25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to form a pattern, the resist is peeled off with methylcellosolve acetate, and hot The plate was heated at 290 ° C. for 10 minutes to be imidized to form a black matrix, and the thickness of the black matrix was measured to be 1.10 μm.
The OD value was 3.0.

【0035】次に、樹脂ブラックマトリックス基板上に
赤ペーストをカーテンフローコーターで塗布し、ホット
プレートで130℃、10分乾燥、上記赤色の樹脂塗膜
を形成した。この後、ブラックペーストの時と同様に、
ポジ型フォトレジストをリバースロールコーターで塗
布、ホットプレートで100℃、5分間プリベイクし
た。その後ブラックペーストの場合と同じ露光機と反射
用領域中に13μmφ中に5μm間隔のスリットを配す
ることにより半透過領域を形成したフォトマスクを介し
て100mJ/cm2 の紫外線を照射して露光した。
2.25%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッ
チングを同時に行い、反射領域中に通常膜厚領域と低膜
厚領域を有する塗膜パターンを形成した。パターンを形
成、メチルセロソルブアセテートでレジスト剥離し、ホ
ットプレートで280℃、10分加熱することでイミド
化させ、赤画素を形成した。膜厚を測定したところ1.
2μmであった。
Next, a red paste was applied on a resin black matrix substrate by a curtain flow coater, and dried on a hot plate at 130 ° C. for 10 minutes to form the above-mentioned red resin coating film. After this, as with the black paste,
A positive photoresist was applied by a reverse roll coater and prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes. Thereafter, exposure was performed by irradiating 100 mJ / cm 2 of ultraviolet light through a photomask in which a semi-transmissive region was formed by arranging slits at intervals of 5 μm in 13 μm φ in the reflective region and the reflective region as in the case of black paste. .
Using a 2.25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the development of the photoresist and the etching of the resin coating were simultaneously performed to form a coating pattern having a normal thickness region and a low thickness region in the reflection region. . A pattern was formed, the resist was stripped with methyl cellosolve acetate, and heated at 280 ° C. for 10 minutes on a hot plate to be imidized to form a red pixel. The film thickness was measured.
It was 2 μm.

【0036】水洗後、樹脂ブラックマトリックス上に赤
画素を形成した基板に上記緑ペーストを塗布し、20μ
mφ中に5μm間隔のスリットを配することにより半透
過領域を形成したフォトマスクにより赤画素と同様にパ
ターン加工して緑画素を形成した。膜厚を測定したとこ
ろ1.3μmであった。さらに、水洗後、樹脂ブラック
マトリックス層上に赤、緑の画素を形成した基板上に上
記青ペーストを塗布し、13μmφ中に5μm間隔のス
リットを配することにより半透過領域を形成したフォト
マスクによりパターン加工して青画素を形成した。青画
素の膜厚を測定したところ1.2μmであった。最後
に、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシランの加水
分解物と、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物とを反応させることにより得られる
硬化性組成物の溶液を、基板にスピンコートし260℃
で10分間熱処理し、画素外領域で膜厚1.0μmのオ
ーバーコート層を形成した。このときの画素内でのオー
バーコート層を含めたトータル膜厚は、赤、緑、青すべ
て2.4μmであった。
After washing with water, the above-mentioned green paste was applied to a substrate having a red pixel formed on a resin black matrix,
Green pixels were formed by patterning in the same manner as red pixels using a photomask in which a semi-transmissive region was formed by arranging slits at 5 μm intervals in mφ. When the film thickness was measured, it was 1.3 μm. Further, after washing with water, the above-mentioned blue paste is applied on a substrate having red and green pixels formed on a resin black matrix layer, and slits are formed at intervals of 5 μm in 13 μmφ to form a semi-transmissive region. A blue pixel was formed by pattern processing. When the film thickness of the blue pixel was measured, it was 1.2 μm. Finally, a solution of the curable composition obtained by reacting the hydrolyzate of γ-aminopropylmethyldiethoxysilane with 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride is Spin coating on substrate 260 ° C
For 10 minutes to form an overcoat layer having a thickness of 1.0 μm in a region outside the pixel. At this time, the total film thickness including the overcoat layer in the pixel was 2.4 μm for all of red, green and blue.

【0037】(色度評価)透過用領域の分光透過率特性
を、大塚電子製顕微分光光度計“MCPD−2000”
で測定した。それを使用して、透過用領域が2波長型L
ED光源、反射用領域がD65光源を前提として色度を
評価した。
(Evaluation of Chromaticity) The spectral transmittance characteristics of the transmission area were measured using a microspectrophotometer “MCPD-2000” manufactured by Otsuka Electronics.
Was measured. Using it, the transmission area is a two-wavelength L
The chromaticity was evaluated on the assumption that the ED light source and the reflection area were D65 light sources.

【0038】実施例2 フォトマスクの半透過領域のスリットの間隔を2μmと
し、赤、青、緑の低膜厚領域の膜厚d1をともに0.7
μmとし、それ以外は実施例1の場合と同様とした。膜
厚は、赤、青で1.2μm、緑で1.3μm、オーバー
コート層を含めたトータル膜厚は全色で2.4μmであ
った。
Example 2 The interval between the slits in the semi-transmissive region of the photomask was set to 2 μm, and the thickness d 1 of each of the red, blue and green low-thickness regions was set to 0.7.
μm, and the other conditions were the same as in Example 1. The film thickness was 1.2 μm for red and blue, 1.3 μm for green, and the total film thickness including the overcoat layer was 2.4 μm for all colors.

【0039】比較例1 従来のカラーフィルターの通り、全色について、透過用
領域と反射用領域で同一材料、同一膜厚とし、フォトマ
スクのスリットを無くして透明領域の膜厚を赤、青で
1.2μm、緑で1.3μmすなわち完全に貫通したピ
ンホールを形成し、それ以外は実施例1の場合と同様と
した。膜厚は、赤、青で1.2μm、緑で1.3μm、
オーバーコート層を含めたトータル膜厚は全色で2.4
μmであった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 As in the conventional color filter, for all colors, the same material and the same thickness were used in the transmission region and the reflection region, and the slits in the photomask were eliminated, and the film thickness in the transparent region was changed to red and blue. 1.2 μm, green formed 1.3 μm, that is, a completely penetrated pinhole, and the other conditions were the same as in Example 1. The film thickness is 1.2 μm for red and blue, 1.3 μm for green,
The total film thickness including the overcoat layer is 2.4 for all colors
μm.

【0040】実施例3 透明領域の膜厚を赤、青、緑ともに0.2μm、とし、
それ以外は実施例1の場合と同様とした。膜厚は、赤、
青で1.2μm、緑で1.3μm、オーバーコート層を
含めたトータル膜厚は全色で2.4μmであった。
Example 3 The thickness of the transparent region was set to 0.2 μm for each of red, blue and green.
The other conditions were the same as in Example 1. The film thickness is red,
Blue was 1.2 μm, green was 1.3 μm, and the total film thickness including the overcoat layer was 2.4 μm for all colors.

【0041】実施例4 透明領域率すなわち透明領域の体積(d0−d1)×A1
が反射用領域全体の体積d0×(A1+A0)に占める割
合がをそれぞれ、2%、15%、3%とし、それ以外は
実施例1の場合と同様とした。膜厚は、赤、青で1.2
μm、緑で1.3μm、オーバーコート層を含めたトー
タル膜厚は全色で2.4μmであった。
Example 4 Transparent area ratio, that is, the volume of the transparent area (d 0 −d 1 ) × A 1
Are 2%, 15%, and 3%, respectively, in the volume d 0 × (A 1 + A 0 ) of the entire reflection area, and otherwise are the same as in Example 1. The film thickness is 1.2 for red and blue
μm, 1.3 μm for green, and 2.4 μm for all colors including the overcoat layer.

【0042】実施例1では、透過用領域と反射用領域の
色度差δが極めて小さいカラーフィルターが得られ、液
晶表示装置に用いた場合にも良好な表示特性が得られ
た。実施例2は実施例1と同様の表示特性を示した。比
較例1はカラーフィルターの色特性としては実施例1と
同様であったが平坦性が0.5μm程度と低く、液晶表
示装置に用いた場合には液晶の配向が乱れ、表示ムラが
発生した。実施例3においては、オーバーコート塗布後
のCFの表面は十分平坦化されており、色度差δは小さ
かったが、緑において隣接する透明副領域間の距離が5
μmと狭くなったため、副領域同士がつながり副領域が
面積が2000μm2より大きくなった。このため、表
示品位は実施例1の場合より低下した。実施例4では、
オーバーコート塗布後のCFの表面は十分に平坦化され
ていたが、反射用領域における色補正効果が不十分なた
め、色度差δが大きかった。
In Example 1, a color filter having an extremely small chromaticity difference δ between the transmission area and the reflection area was obtained, and good display characteristics were obtained even when used in a liquid crystal display device. Example 2 exhibited the same display characteristics as Example 1. In Comparative Example 1, the color characteristics of the color filter were the same as those in Example 1, but the flatness was as low as about 0.5 μm, and when used in a liquid crystal display device, the orientation of the liquid crystal was disturbed and display unevenness occurred. . In Example 3, the surface of CF after overcoat application was sufficiently flattened and the chromaticity difference δ was small, but the distance between adjacent transparent sub-regions in green was 5
Since the width was reduced to μm, the sub-regions were connected to each other and the area of the sub-region was larger than 2000 μm 2 . For this reason, the display quality was lower than that of the first embodiment. In Example 4,
Although the surface of the CF after the overcoat was sufficiently flattened, the chromaticity difference δ was large because the color correction effect in the reflection area was insufficient.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、反射用領域中に透明領
域を形成することによって、透過用領域と反射用領域の
色度の差を小さくでき、かつ工程を増やさず安価なカラ
ーフィルターを提供することができる。
According to the present invention, by forming a transparent region in a reflection region, a difference in chromaticity between a transmission region and a reflection region can be reduced, and an inexpensive color filter can be provided without increasing the number of steps. Can be provided.

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

【図1】本発明の液晶表示素子の構成例1(断面図)FIG. 1 is a configuration example 1 (cross-sectional view) of a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子の構成例2(断面図)FIG. 2 is a configuration example 2 (cross-sectional view) of the liquid crystal display element of the present invention.

【図3】従来の液晶表示素子の構成例1(断面図)FIG. 3 is a configuration example 1 (cross-sectional view) of a conventional liquid crystal display element.

【図4】従来の液晶表示素子の構成例2(断面図)FIG. 4 is a configuration example 2 (cross-sectional view) of a conventional liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :色材料 2 :反射膜 3 :バックライト光源 4 :自然光 5 :反射表示光 6 :透過表示光 7 :反射用領域 8 :透過用領域 9 :画素領域 10:低膜厚領域 11:通常膜厚領域 12:透明領域 1: color material 2: reflective film 3: backlight light source 4: natural light 5: reflective display light 6: transmissive display light 7: reflective region 8: transmissive region 9: pixel region 10: low film thickness region 11: normal film Thick area 12: Transparent area

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一色の画素内に反射用領域と
透過用領域を有し、反射用領域と透過用領域は同一材料
により形成され、反射用領域の着色層の一部に低膜厚領
域を設けたカラーフィルターにおいて、該低膜厚領域の
膜厚d1、通常膜厚領域の膜厚d0とするとき、d1が0
μmより大きくd0−d1が2μmより小さいことを特徴と
する半透過型液晶表示素子用カラーフィルター。
At least one color pixel has a reflection area and a transmission area, the reflection area and the transmission area are formed of the same material, and a part of a colored layer of the reflection area has a low film thickness area. In the color filter provided with, when the film thickness d 1 in the low film thickness region and the film thickness d 0 in the normal film thickness region, d 1 is 0.
A color filter for a transflective liquid crystal display device, wherein d 0 -d 1 is larger than μm and smaller than 2 μm.
【請求項2】 低膜厚領域の面積をA1、通常膜厚領域
の面積をA0と表す時、赤画素における低膜厚化により
生じた透明領域の体積(d0−d1)×A1が反射用領域
全体の体積d0×(A1+A0)に占める割合が2%以上
25%以下であることを特徴とする請求項1記載のカラ
ーフィルター。
Wherein the area of A 1 of TeimakuAtsu area, when the area of the normal thickness region represented as A 0, the volume of the transparent regions caused by low membrane thickening in the red pixel (d 0 -d 1) × the color filter of claim 1, wherein the ratio of a 1 occupied volume d 0 × overall reflection area (a 1 + a 0) is 25% or less than 2%.
【請求項3】 低膜厚領域の面積をA1、通常膜厚領域
の面積をA0と表す時、緑画素における低膜厚化により
生じた透明領域の体積(d0−d1)×A1が反射用領域
全体の体積d0×(A1+A0)に占める割合が10%以
上50%以下であることを特徴とする請求項1記載のカ
ラーフィルター。
3. TeimakuAtsu area of A 1 of the area, when the area of the normal thickness region represented as A 0, the volume of the transparent regions caused by low membrane thickening in the green pixel (d 0 -d 1) × the color filter of claim 1, wherein the a 1 is a percentage of the volume d 0 × overall reflection area (a 1 + a 0) is 50% or less than 10%.
【請求項4】 低膜厚領域の面積をA1、通常膜厚領域
の面積をA0と表す時、青画素における低膜厚化により
生じた透明領域の体積(d0−d1)×A1が反射用領域
全体の体積d0×(A1+A0)に占める割合が20%以
下であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィル
ター。
4. The area of TeimakuAtsu regions A 1, usually when the area of the film thickness region represented as A 0, the volume of the transparent regions caused by low membrane thickening in the blue pixel (d 0 -d 1) × the color filter of claim 1, wherein the ratio of a 1 occupied volume d 0 × overall reflection area (a 1 + a 0) is 20% or less.
【請求項5】 低膜厚領域が一画素内に1つ以上存在
し、各々の低膜厚領域の面積が20μm2以上2000
μm2 以下であることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載のカラーフィルター。
5. One or more low-thickness regions exist in one pixel, and each low-thickness region has an area of 20 μm 2 or more and 2000 μm or more.
The color filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the color filter is not more than μm 2 .
【請求項6】 低膜厚領域が一画素内に2つ以上存在
し、隣接する低膜厚領域間の距離が10μm以上である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のカラ
ーフィルター。
6. The method according to claim 1, wherein two or more low-thickness regions are present in one pixel, and a distance between adjacent low-thickness regions is 10 μm or more. Color filter.
【請求項7】 反射用領域全体の体積d0×(A1
0)に占める透明領域の体積(d0−d1)×A1の割合
が緑画素において最も大きいことを特徴とする請求項2
〜6のいずれかに記載のカラーフィルター。
7. A volume d 0 × (A 1 +
The ratio of the volume of the transparent region (d 0 −d 1 ) × A 1 occupying A 0 ) is the largest in the green pixel.
7. The color filter according to any one of items 1 to 6.
【請求項8】 着色層の上にオーバーコート層を形成し
たことを特徴とする請求項1〜7のいずれかにに記載の
液晶表示素子用カラーフィルター。
8. The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein an overcoat layer is formed on the coloring layer.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のカラー
フィルターを用いた半透過型液晶表示装置。
9. A transflective liquid crystal display device using the color filter according to claim 1. Description:
【請求項10】 画素内に反射用領域と透過用領域を有
し、少なくとも一色について、反射用領域と透過用領域
は同一材料により着色され、反射用領域の着色層の一部
を低膜厚化することにより反射用領域中に透明領域を部
分的に形成することを特徴とするカラーフィルターの製
造方法。
10. A pixel has a reflective region and a transmissive region, and for at least one color, the reflective region and the transmissive region are colored by the same material, and a part of the colored layer of the reflective region is formed to have a small thickness. A method for producing a color filter, wherein a transparent region is partially formed in a reflection region by forming a transparent region.
【請求項11】 フォトリソグラフィーによる着色層の
パターニングにおいて、フォトマスクの一部を網目もし
くはスリットにすることによりハーフエッチングを行
い、該低膜厚領域の形成を行うことを特徴とする請求項
10記載のカラーフィルターの製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein in the patterning of the coloring layer by photolithography, half etching is performed by forming a part of the photomask into meshes or slits to form the low-thickness region. Method for manufacturing color filters.
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