JP2005321495A - Color filter for liquid crystal display device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタに関するものであり、特に、スペーサー機能を有するフォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタに関する。 The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device, and more particularly to a color filter for a liquid crystal display device provided with a photo spacer having a spacer function.
従来の液晶表示装置の技術に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)を散布している。このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光が漏れてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光漏れを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有している。 In the conventional liquid crystal display device technology, transparent spherical particles (beads) of glass or synthetic resin called spacers are dispersed to form a gap between substrates. Since this spacer is a transparent particle, if there is a spacer in the pixel with liquid crystal, light leaks through the spacer during black display, and between the substrates where the liquid crystal material is sealed Due to the presence of the spacer, the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacer is disturbed, light leakage occurs in this portion, and the contrast is lowered, which adversely affects the display quality.
このような問題を解決する技術として、例えば、感光性樹脂を用い、部分的なパターン露光〜現像というフォトファブリケーション法により画素間の遮光層の位置にスペーサー機能を有する突起部を形成する方法が提案されている。
図1は、このような例を示す液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図1において、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)は、透明基板(11)上に、格子状の遮光層(12)、カラーフィルタ機能を有する着色画素(13)、透明導電膜(14)が形成され、この格子状の遮光層(12)上方の透明導電膜(14)上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー(15)が形成されているものである。
このようなフォトスペーサー(15)は、水平方向の断面積が同一面積で、また高さが同一高さのものが面内に多数個形成されている。尚、符号(16)は、画素としての開口部を表している。
As a technique for solving such a problem, for example, there is a method in which a photosensitive resin is used and a protrusion having a spacer function is formed at a position of a light shielding layer between pixels by a photofabrication method of partial pattern exposure to development. Proposed.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a color filter for a liquid crystal display device showing such an example. In FIG. 1, a color filter (10) for a liquid crystal display device has a lattice-shaped light shielding layer (12), a colored pixel (13) having a color filter function, and a transparent conductive film (14) on a transparent substrate (11). A photo spacer (15) as a projection having a spacer function is formed on the transparent conductive film (14) above the lattice-shaped light shielding layer (12).
A number of such photospacers (15) having a horizontal sectional area of the same area and the same height are formed in the plane. Reference numeral (16) represents an opening as a pixel.
図2は、このような液晶表示装置用カラーフィルタ(10)を液晶表示装置に使用した例を示す液晶表示装置の部分断面図である。
図2において、液晶表示装置(50)は、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)と、例えば、透明基板(21)上に透明導電膜(24)が形成された対向基板(20)が貼り合わされて構成されているものである。
このような液晶表示装置(50)においては、フォトスペーサー(15)は画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられることに加え、液晶表示装置としての耐衝撃性が向上したものとなる。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display device showing an example in which such a color filter (10) for a liquid crystal display device is used in a liquid crystal display device.
In FIG. 2, the liquid crystal display device (50) includes a liquid crystal display device color filter (10) and a counter substrate (20) in which a transparent conductive film (24) is formed on a transparent substrate (21), for example. It is configured.
In such a liquid crystal display device (50), since the photospacer (15) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, in addition to the improvement in the contrast, the impact resistance as a liquid crystal display device is obtained. Will be improved.
液晶表示装置用カラーフィルタ(10)と対向基板(20)を貼り合わせてパネルとするパネル組み立て工程では、周辺部にシール部(図示せず)を設け、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)と対向基板(20)のギャップができるだけ平行になるようにして、上下定盤間に荷重を加えシール部及びフォトスペーサーを圧着し貼り合わせる。 In the panel assembling process in which the color filter (10) for the liquid crystal display device and the counter substrate (20) are bonded to form a panel, a seal portion (not shown) is provided at the peripheral portion, With the gap of the counter substrate (20) as parallel as possible, a load is applied between the upper and lower surface plates, and the seal portion and the photo spacer are pressed and bonded.
図3(a)は、フォトスペーサーが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を示す平面図である。この一例は、着色画素としてストライプ状着色画素が、図3(a)中、上下方向に形成された液晶表示装置用カラーフィルタの例である。また、図3(b)は、(a)のY−Y’線断面を拡大して示す断面図である。
図3(a)、(b)に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板(11)上に、格子状の遮光層(12)、カラーフィルタ機能を有する着色画素(13)、及び透明導電膜(14)が順次に形成され、更に、格子状の遮光層(12)上方の着色画素(13)を介した透明導電膜(14)上に、フォトスペーサー(15S )が形成されたも
のである。
FIG. 3A is a plan view showing an example of a color filter for a liquid crystal display device provided with a photospacer. This example is an example of a color filter for a liquid crystal display device in which striped colored pixels are formed as colored pixels in the vertical direction in FIG. Moreover, FIG.3 (b) is sectional drawing which expands and shows the YY 'line cross section of (a).
As shown in FIGS. 3A and 3B, this color filter for a liquid crystal display device has a lattice-shaped light shielding layer (12) and a colored pixel (13) having a color filter function on a transparent substrate (11). And a transparent conductive film (14) are sequentially formed, and a photospacer (15S) is formed on the transparent conductive film (14) via the colored pixels (13) above the lattice-shaped light shielding layer (12). It has been done.
このフォトスペーサー(15S )は、ストライプ状着色画素が形成された際のフォトスペーサーである。着色画素(13)は、赤色のストライプ状着色画素(13RS )、緑色のストライプ状着色画素(13GS )、青色のストライプ状着色画素(13BS )で構成され、各色のストライプ状着色画素は、図3(a)中、上下方向をストライプ長手にし、左右方向に赤色、緑色、青色の順に配列されている。開口部(16)上に位置する各色のストライプ状着色画素がカラーフィルタとして機能する。
図3(b)中、透明導電膜(14)表面からフォトスペーサー(15S )上端までの高さ(H1)が、パネルとして組み立てられた際の基板間ギャップとなる。
This photospacer (15S) is a photospacer when stripe-like colored pixels are formed. The colored pixel (13) is composed of a red striped colored pixel (13RS), a green striped colored pixel (13GS), and a blue striped colored pixel (13BS). In (a), the vertical direction is the stripe length, and red, green, and blue are arranged in this order in the left-right direction. The striped colored pixels of each color located on the opening (16) function as a color filter.
In FIG. 3B, the height (H1) from the surface of the transparent conductive film (14) to the upper end of the photospacer (15S) is the inter-substrate gap when assembled as a panel.
また、図4(a)は、フォトスペーサーが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの他の例の部分を示す平面図である。この一例は、着色画素として矩形状着色画素が、図4(a)中、各開口部(16)上を覆うように形成された液晶表示装置用カラーフィルタの例である。また、図4(b)は、(a)のY−Y’線断面を拡大して示す断面図である。図4(a)、(b)に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板(11)上に、格子状の遮光層(12)、カラーフィルタ機能を有する着色画素(13)、及び透明導電膜(14)が順次に形成され、更に、格子状の遮光層(12)上に透明導電膜(14)を介しフォトスペーサー(15K )が形成されたものである。 FIG. 4A is a plan view showing another example of a color filter for a liquid crystal display device provided with a photo spacer. This example is an example of a color filter for a liquid crystal display device in which rectangular colored pixels are formed as colored pixels so as to cover each opening (16) in FIG. 4A. FIG. 4B is an enlarged sectional view taken along the line Y-Y ′ in FIG. As shown in FIGS. 4A and 4B, this color filter for a liquid crystal display device has a lattice-shaped light shielding layer (12) and a colored pixel (13) having a color filter function on a transparent substrate (11). And a transparent conductive film (14) are sequentially formed, and a photospacer (15K) is formed on the lattice-shaped light shielding layer (12) via the transparent conductive film (14).
このフォトスペーサー(15K )は、着色画素(13)を介さずに透明導電膜(14)上に設けられており、矩形状着色画素が形成された際のフォトスペーサーである。着色画素(13)は、赤色の矩形状着色画素(13RK )、緑色の矩形状着色画素(13GK )、青色の矩形状着色画素(13BK )で構成され、各色の矩形状着色画素は、図4(a)中、上下方向に各開口部(16)上を覆うように、左右方向に赤色、緑色、青色の順に配設されている。
図4(b)中、透明導電膜(14)表面からフォトスペーサー(15K )上端までの高さ(H2)が、パネルとして組み立てられた際の基板間ギャップとなる。
This photo spacer (15K) is provided on the transparent conductive film (14) without the colored pixel (13), and is a photo spacer when a rectangular colored pixel is formed. The colored pixel (13) is composed of a red rectangular colored pixel (13RK), a green rectangular colored pixel (13GK), and a blue rectangular colored pixel (13BK). The rectangular colored pixels of each color are shown in FIG. In (a), it arrange | positions in order of red, green, and blue in the left-right direction so that each opening part (16) may be covered to an up-down direction.
In FIG. 4B, the height (H2) from the surface of the transparent conductive film (14) to the upper end of the photo spacer (15K) is the inter-substrate gap when assembled as a panel.
このフォトスペーサー(15S 、15K )の大きさ及び形状は、水平断面が13×19μm程度の角丸の矩形、或いは、対角長(20×20μm)〜(15×15μm)程度の角丸の菱形のものが多く用いられていた。
近年、液晶表示装置の高精細化、高品位化に伴い、フォトスペーサーの大きさも精細なものが要望され、その大きさ及び形状は、12×12μm程度の水平断面が円形、8×8μm程度の円形へと推移している。
The size and shape of the photo spacers (15S, 15K) are rounded rectangles with a horizontal cross section of about 13 × 19 μm, or rounded diamonds with diagonal lengths (20 × 20 μm) to (15 × 15 μm). Many were used.
In recent years, with high definition and high quality of liquid crystal display devices, photo spacers are also required to have a fine size. The size and shape of the liquid crystal display device are circular with a horizontal cross section of about 12 × 12 μm and about 8 × 8 μm. It has changed to a circle.
しかし、フォトスペーサーの大きさ及び形状が、略8×8μm程度の円形より小さくになると透明導電膜との密着力が低下し、フォトスペーサーを形成後の洗浄工程、検査工程、或いは液晶表示装置のパネル組み立て工程における洗浄処理にて、フォトスペーサーの一部が透明導電膜から剥がれてしまうことがある。 However, when the size and shape of the photo spacer becomes smaller than a circle of about 8 × 8 μm, the adhesion with the transparent conductive film is reduced, and the cleaning step, the inspection step, or the liquid crystal display device after forming the photo spacer is reduced. In the cleaning process in the panel assembling process, a part of the photo spacer may be peeled off from the transparent conductive film.
また、パネル組み立て工程においては、フォトスペーサーが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタに荷重をかけて圧着する際に、荷重が不均一となり、局部的に強い荷重がかかることがある。この局部的に強い荷重は、フォトスペーサーを着色画素に押し込み、フォトスペーサーが押し込まれた着色画素は塑性変形を経て破壊されてしまうことになる。 Further, in the panel assembling process, when a pressure is applied to the color filter for a liquid crystal display device provided with a photo spacer, the load becomes uneven and a locally strong load may be applied. This locally strong load pushes the photo spacer into the colored pixel, and the colored pixel into which the photo spacer is pushed in is destroyed through plastic deformation.
図5は、このような状況を説明する断面図である。図5に示すように、白太矢印で示す強い荷重がフォトスペーサー(15S )にかかると、赤色のストライプ状着色画素(13RS )は押しつぶされ、前記透明導電膜(14)表面からフォトスペーサー(15S )上
端までの高さ(H1)は、押しつぶされた分だけ低い高さ(H3)のものとなってしまう。
この高さの変化が基板間ギャップを不均一なものとし、液晶表示装置に色ムラなどを発生させてしまうことになる。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining such a situation. As shown in FIG. 5, when a strong load indicated by a white thick arrow is applied to the photospacer (15S), the red striped colored pixel (13RS) is crushed, and the photospacer (15S) from the surface of the transparent conductive film (14). ) The height (H1) up to the upper end becomes a height (H3) that is lower by the amount crushed.
This change in height makes the gap between the substrates non-uniform and causes color unevenness in the liquid crystal display device.
また、液晶表示装置の使用時には、その表面に指などが接触し局部的に強い荷重がかかると、フォトスペーサーが押し込まれた着色画素は、同様に押しつぶされ、局部的な色ムラなどが発生することがある。
このような、使用時の局部的に強い荷重による色ムラなどの発生を回避するために、フォトスペーサーに絡む耐圧荷重を強くすることが望まれている。
Also, when using a liquid crystal display device, if a finger touches the surface of the liquid crystal display device and a strong load is applied locally, the colored pixels into which the photo spacer has been pressed are similarly crushed and local color unevenness occurs. Sometimes.
In order to avoid the occurrence of color unevenness due to a locally strong load during use, it is desired to increase the pressure resistance load associated with the photo spacer.
尚、上記荷重による色ムラの現象は、図3に示す構成の液晶表示装置用カラーフィルタにおいて発生するもであり、図4に示す構成の液晶表示装置用カラーフィルタにおいては発生しない。
すなわち、図3に示すように、この際のフォトスペーサー(15S )は、透明基板(11)上に、格子状の遮光層(12)、着色画素(13)、及び透明導電膜(14)が順次に形成され、格子状の遮光層(12)上方の着色画素(13)を介した透明導電膜(14)上に形成されているからである。
The phenomenon of color unevenness due to the load occurs in the color filter for liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 3, and does not occur in the color filter for liquid crystal display device having the configuration shown in FIG.
That is, as shown in FIG. 3, the photo spacer (15S) at this time has a lattice-shaped light shielding layer (12), a colored pixel (13), and a transparent conductive film (14) on a transparent substrate (11). This is because they are sequentially formed and formed on the transparent conductive film (14) through the colored pixels (13) above the lattice-shaped light shielding layer (12).
一方、図4に示す構成では、フォトスペーサー(15K )の下方に着色画素(13)は存在せず、また格子状の遮光層(12)は十分に硬く、上記強い荷重によってフォトスペーサー(15K )が押し込まれることはない。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、フォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、フォトスペーサーの大きさ及び形状が、略8×8μm程度の円形になってもフォトスペーサー形成後の洗浄工程にて、透明導電膜から剥がれてしまうことはなく、また、パネル組み立て工程において、着色画素が押しつぶされて基板間ギャップを不均一なものとし、液晶表示装置に色ムラなどを発生させることのない、且つ、液晶表示装置の使用時に、局部的に強い荷重がかかっても色ムラなどを発生させることのない液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とするものである。また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and in a color filter for a liquid crystal display device provided with a photospacer, even if the size and shape of the photospacer is a circle of about 8 × 8 μm. In the cleaning process after the formation of the photospacer, the transparent conductive film is not peeled off, and in the panel assembly process, the colored pixels are crushed to make the gap between the substrates non-uniform, resulting in uneven color in the liquid crystal display device. It is an object of the present invention to provide a color filter for a liquid crystal display device that does not generate color unevenness and the like even when a strong load is applied locally when the liquid crystal display device is used. It is. Another object of the present invention is to provide a method for producing the color filter for a liquid crystal display device.
本発明は、透明基板上に、格子状の遮光層、ストライプ状着色画素、透明導電膜、フォトスペーサーが順次に形成された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該遮光層上のストライプ状着色画素がフォトスペーサー用のスルーホールを有し、該スルーホールにフォトスペーサーが設けられていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device in which a lattice-shaped light shielding layer, a stripe colored pixel, a transparent conductive film, and a photospacer are sequentially formed on a transparent substrate. A color filter for a liquid crystal display device having a through hole for a photo spacer, wherein the photo spacer is provided in the through hole.
また、本発明は、透明基板上に、格子状の遮光層、矩形状着色画素、透明導電膜、フォトスペーサーが順次に形成された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該遮光層上で隣接する矩形状着色画素の相互の端部が共に延長されてなるフォトスペーサー用のスルーホールを有し、該スルーホールにフォトスペーサーが設けられていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 The present invention also relates to a color filter for a liquid crystal display device in which a lattice-shaped light shielding layer, a rectangular colored pixel, a transparent conductive film, and a photospacer are sequentially formed on a transparent substrate. A color filter for a liquid crystal display device having a through hole for a photo spacer formed by extending both end portions of shape-colored pixels, and the photo spacer is provided in the through hole.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタが、配向制御用突起を
有することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
The present invention also provides a color filter for a liquid crystal display device, wherein the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention has an alignment control protrusion.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記配向制御用突起及びフォトスペーサーが同一材料を用いて、同時に形成されたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 The present invention also provides the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the alignment control protrusion and the photo spacer are formed simultaneously using the same material.
また、本発明は、透明基板上に、格子状の遮光層、ストライプ状着色画素、透明導電膜、フォトスペーサーが順次に形成され、該遮光層部上のストライプ状着色画素がフォトスペーサー用のスルーホールを有し、該スルーホールにフォトスペーサーが設けられている液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、1)格子状の遮光層が形成された透明基板上にストライプ状着色画素を形成する際に、遮光層上のフォトスペーサーが設けられる位置のストライプ状着色画素に、フォトスペーサー用のスルーホールを形成し、
2)該スルーホールが形成された透明基板上の全面に透明導電膜を形成し、
3)上記スルーホールに透明導電膜を介してフォトスペーサーを設け、
カラーフィルタを製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
Further, according to the present invention, a grid-like light shielding layer, a stripe colored pixel, a transparent conductive film, and a photospacer are sequentially formed on a transparent substrate, and the stripe colored pixel on the light shielding layer is a through hole for the photospacer. In a method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device having a hole and a photo spacer provided in the through hole, 1) When forming a stripe-shaped colored pixel on a transparent substrate on which a lattice-shaped light shielding layer is formed In addition, a through hole for the photo spacer is formed in the stripe-like colored pixel at the position where the photo spacer is provided on the light shielding layer,
2) forming a transparent conductive film on the entire surface of the transparent substrate in which the through holes are formed;
3) A photo spacer is provided in the through hole via a transparent conductive film,
A color filter manufacturing method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
また、本発明は、透明基板上に、格子状の遮光層、矩形状着色画素、透明導電膜、フォトスペーサーが順次に形成され、該遮光層上で隣接する矩形状着色画素の相互の端部が共に延長されてなるフォトスペーサー用のスルーホールを有し、該スルーホールにフォトスペーサーが設けられている液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
1)格子状の遮光層が形成された透明基板上に矩形状着色画素を形成する際に、遮光層上のフォトスペーサーが設けられる位置に、遮光層上で隣接する矩形状着色画素の相互の端部が共に延長されてなるフォトスペーサー用のスルーホールを形成し、
2)該スルーホールが形成された透明基板上の全面に透明導電膜を形成し、
3)上記スルーホールに透明導電膜を介してフォトスペーサーを設け、
カラーフィルタを製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
In the present invention, a lattice-shaped light shielding layer, a rectangular colored pixel, a transparent conductive film, and a photospacer are sequentially formed on a transparent substrate, and mutually adjacent end portions of rectangular colored pixels on the light shielding layer. In the method for producing a color filter for a liquid crystal display device, which has a through hole for a photo spacer formed by extending both, and the photo spacer is provided in the through hole.
1) When a rectangular colored pixel is formed on a transparent substrate on which a lattice-shaped light shielding layer is formed, the rectangular colored pixels adjacent to each other on the light shielding layer are arranged at positions where photo spacers are provided on the light shielding layer. Form a through-hole for the photospacer with both ends extended,
2) forming a transparent conductive film on the entire surface of the transparent substrate in which the through holes are formed;
3) A photo spacer is provided in the through hole via a transparent conductive film,
A color filter manufacturing method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記3)上記スルーホールにフォトスペーサーを設ける前又は後に、配向制御用突起を設けることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 According to the present invention, in the method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, 3) the liquid crystal display device is characterized in that an alignment control protrusion is provided before or after the photo spacer is provided in the through hole. It is a manufacturing method of a color filter.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記3)上記スルーホールにフォトスペーサーを設ける際に、配向制御用突起用の感光性樹脂組成物を用い、フォトスペーサーと配向制御用突起を同時に形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 The present invention also provides a method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein 3) when a photo spacer is provided in the through hole, a photosensitive resin composition for alignment control protrusion is used, and the photo spacer And a protrusion for controlling the alignment are simultaneously formed. A method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
本発明は、遮光層上のストライプ状着色画素がフォトスペーサー用のスルーホールを有し、このスルーホールにフォトスペーサーが設けられている、或いは、遮光層上で隣接する矩形状着色画素の相互の端部が共に延長されてなるフォトスペーサー用のスルーホールを有し、このスルーホールにフォトスペーサーが設けられている液晶表示装置用カラーフィルタであるので、フォトスペーサーの大きさ及び形状が、略8×8μm程度の円形になってもフォトスペーサー形成後の洗浄工程にて、透明導電膜から剥がれてしまうことはなく、また、パネル組み立て工程において、着色画素が押しつぶされて基板間ギャップを不均一なものとし、液晶表示装置に色ムラなどを発生させることのない、且つ、液晶表示装置の使用時に、局部的に強い荷重がかかっても色ムラなどを発生させることのない液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 In the present invention, the striped colored pixels on the light shielding layer have through holes for photo spacers, and the photo spacers are provided in the through holes, or the adjacent rectangular colored pixels on the light shielding layer are mutually connected. Since it is a color filter for a liquid crystal display device having a through hole for a photospacer with both ends extended, and the photospacer is provided in this throughhole, the size and shape of the photospacer is approximately 8 Even if it becomes a circle of about 8 μm, it will not be peeled off from the transparent conductive film in the cleaning process after the formation of the photo spacer, and the colored pixels are crushed in the panel assembling process to make the gap between the substrates uneven. Shall not cause color unevenness in the liquid crystal display device, and a locally strong load when the liquid crystal display device is used. A color filter for a liquid crystal display device that does not cause color unevenness even when applied.
また、本発明は、上記液晶表示装置用カラーフィルタが、配向制御用突起を有し、或いは、配向制御用突起及びフォトスペーサーが同一材料を用いて、同時に形成された液晶表示装置用カラーフィルタであるので、均一な配向制御用突起が得られ、或いは、均一な配向制御用突起を形成するコストが大幅に削減され、フォトスペーサー及び配向制御用突起が設けられている廉価な液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 In addition, the present invention provides the color filter for a liquid crystal display device, wherein the color filter for the liquid crystal display device has an alignment control protrusion, or the alignment control protrusion and the photo spacer are formed simultaneously using the same material. As a result, uniform alignment control protrusions can be obtained, or the cost for forming uniform alignment control protrusions can be greatly reduced, and an inexpensive color for liquid crystal display devices provided with photo spacers and alignment control protrusions. It becomes a filter.
以下に本発明による液晶表示装置用カラーフィルタを、その一実施例に基づいて詳細に説明する。
図6(a)は、フォトスペーサーを設けた、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの部分を模式的に示した断面図である。また、図6(b)は、平面図である。この部分は、図3(a)に示す一例におけるY−Y’線断面に相当する部分である。すなわち、着色画素としてストライプ状着色画素が、図3(a)中のように、上下方向に形成されたものである。
Hereinafter, a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail based on an embodiment thereof.
FIG. 6A is a cross-sectional view schematically showing a portion of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention provided with a photo spacer. FIG. 6B is a plan view. This part is a part corresponding to the YY ′ line cross section in the example shown in FIG. That is, striped colored pixels are formed as colored pixels in the vertical direction as shown in FIG.
図6(a)、(b)に示すように、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板(11)上に、格子状の遮光層(12)、ストライプ状着色画素(13’RS )、透明導電膜(14)、及びフォトスペーサー(25S )が順次に形成されたものである。図6に示すストライプ状着色画素(13’RS )は、赤色のストライプ状着色画素であり、ストライプ状着色画素(13’RS )は、フォトスペーサー用のスルーホール(17)を有し、このスルーホール(17)に透明導電膜を介してフォトスペーサー(25S )が設けられている。
図6(a)中、透明導電膜(14)表面からフォトスペーサー(25S )上端までの高さ(H4)が、パネルとして組み立てられた際の基板間ギャップとなる。
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention has a lattice-shaped light shielding layer (12), stripe colored pixels (13′RS) on a transparent substrate (11). ), A transparent conductive film (14), and a photospacer (25S) are sequentially formed. The striped colored pixel (13'RS) shown in FIG. 6 is a red striped colored pixel, and the striped colored pixel (13'RS) has a through hole (17) for a photospacer. A photospacer (25S) is provided in the hole (17) through a transparent conductive film.
In FIG. 6A, the height (H4) from the surface of the transparent conductive film (14) to the upper end of the photo spacer (25S) is the inter-substrate gap when assembled as a panel.
図6に示す液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、まず、格子状の遮光層(12)が形成された透明基板上に赤色のストライプ状着色画素(13’RS )を形成する際、例えば、赤色のストライプ状着色画素(13’RS )の形成に用いる感光性樹脂組成物がネガ型の場合には、フォトマスクとしてスルーホール(17)に対応した部位に遮光部を有するフォトマスクを用い、フォトマスクを介した露光、現像処理によって、遮光層上のストライプ状着色画素のフォトスペーサーが設けられる位置に、フォトスペーサー用のスルーホール(17)を形成する。
次に、スルーホール(17)が形成された透明基板上の全面に透明導電膜(14)を形成し、続いて、スルーホール(17)にフォトスペーサー(25S )を設け、液晶表示装置用カラーフィルタを製造するといった製造方法である。
In the method of manufacturing the color filter for the liquid crystal display device shown in FIG. 6, first, when the red stripe colored pixels (13′RS) are formed on the transparent substrate on which the lattice-shaped light shielding layer (12) is formed, for example, When the photosensitive resin composition used for forming the red striped colored pixel (13'RS) is negative, a photomask having a light-shielding portion at a portion corresponding to the through hole (17) is used as the photomask. A through-hole (17) for a photospacer is formed at a position where a photospacer of a striped colored pixel on the light shielding layer is provided by exposure through a photomask and development processing.
Next, a transparent conductive film (14) is formed on the entire surface of the transparent substrate on which the through hole (17) is formed, and subsequently, a photo spacer (25S) is provided in the through hole (17) to provide a color for a liquid crystal display device. This is a manufacturing method for manufacturing a filter.
図6に示すように、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタは、フォトスペーサー(25S )が、遮光層(12)上の赤色のストライプ状着色画素(13’RS )に形成されたスルーホール(17)に設けられているので、スルーホール(17)はアンカーとしての作用をする。 従って、フォトスペーサー形成後の洗浄工程にて、透明導電膜(14)から剥がれてしまうことはない。 As shown in FIG. 6, in the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, a photospacer (25S) is a through hole (13'RS) formed in a red striped colored pixel (13'RS) on a light shielding layer (12). 17), the through hole (17) acts as an anchor. Therefore, it does not peel off from the transparent conductive film (14) in the cleaning step after the formation of the photospacer.
従来、フォトスペーサー形成後の洗浄工程には、例えば、周波数40kHz、60Wの超音波装置が用いられており、図3に示すような、スルーホールが設けられていない赤色のストライプ状着色画素上に透明導電膜を介して設けられた、直径8μm、高さ5μm程度のフォトスペーサーは、水溶性洗剤にての15分間、及び純水にての5分間程度の洗浄処理にてフォトスペーサーの剥がれが生じていた。
図6に示すフォトスペーサー(25S )においては、上記条件にて、フォトスペーサーの剥がれは皆無であることが実施例によって確かめられている。
Conventionally, for example, an ultrasonic device having a frequency of 40 kHz and 60 W has been used in the cleaning process after the formation of the photospacer. On the red stripe-like colored pixels having no through holes as shown in FIG. Photo spacers with a diameter of 8 μm and a height of about 5 μm provided through a transparent conductive film are peeled off by washing treatment with a water-soluble detergent for 15 minutes and with pure water for about 5 minutes. It was happening.
In the photo spacer (25S) shown in FIG. 6, it is confirmed by the example that the photo spacer is not peeled off under the above conditions.
また、図6に示す、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタは、フォトスペーサー(25S )が、硬い遮光層(12)上に赤色のストライプ状着色画素(13’RS )を介さずに設けられているので、パネル組み立て工程において、着色画素が押しつぶされて基板間ギャップを不均一なものとし、液晶表示装置に色ムラなどを発生させることはない。また、液晶表示装置の使用時に、局部的に強い荷重がかかっても色ムラなどを発生させることはない。 Further, in the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention shown in FIG. 6, the photospacer (25S) is provided on the hard light-shielding layer (12) without the red striped colored pixel (13'RS). Therefore, in the panel assembling process, the colored pixels are crushed to make the gap between the substrates non-uniform, and the liquid crystal display device does not cause color unevenness. Further, when the liquid crystal display device is used, color unevenness does not occur even when a strong load is applied locally.
図7(a)は、請求項2に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの一例の部分を模式的に示した断面図である。また、図7(b)は断面図である。この部分は、図4(a)に示す、他の例におけるY−Y’線断面に相当する部分である。すなわち、着色画素として矩形状着色画素が、図4(a)中のように、各開口部上を覆うように上下方向に形成されたものである。 FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing an example of a color filter for a liquid crystal display device according to claim 2. FIG. 7B is a cross-sectional view. This portion corresponds to a cross section taken along line Y-Y ′ in another example shown in FIG. That is, rectangular colored pixels as the colored pixels are formed in the vertical direction so as to cover each opening as shown in FIG.
図7(a)、(b)に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板(11)上に、格子状の遮光層(12)、矩形状着色画素(13’RK )、透明導電膜(14)、及びフォトスペーサー(25K )が順次に形成されたものである。
図7に示す矩形状着色画素(13’RK )は、赤色の矩形状着色画素であり、赤色の矩形状着色画素(13’RK )は、フォトスペーサー用のスルーホール(17)を有し、このスルーホール(17)に透明導電膜(14)を介してフォトスペーサー(25K )が設けられている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, this color filter for a liquid crystal display device has a lattice-shaped light shielding layer (12), a rectangular colored pixel (13′RK), a transparent substrate (11), A transparent conductive film (14) and a photospacer (25K) are sequentially formed.
The rectangular colored pixel (13′RK) shown in FIG. 7 is a red rectangular colored pixel, and the red rectangular colored pixel (13′RK) has a through hole (17) for a photospacer. A photospacer (25K) is provided in the through hole (17) through a transparent conductive film (14).
このスルーホール(17)は、図4に示す、遮光層(12)上で隣接する赤色の矩形状着色画素(13RK )の相互の端部(A)が、共に延長されて形成されたスルーホールである。延長されてスルーホール(17)を形成した端部(A)以外の部分の端部は、図7中、符号(18)で示すように、相互にさらに延長されて矩形状着色画素の境界となっている。
図7(b)中、透明導電膜(14)表面からフォトスペーサー(25K )上端までの高さ(H5)が、パネルとして組み立てられた際の基板間ギャップとなる。
This through hole (17) is a through hole formed by extending both ends (A) of the red rectangular colored pixels (13RK) adjacent to each other on the light shielding layer (12) shown in FIG. It is. The ends of the portions other than the end portion (A) extended to form the through holes (17) are further extended to each other as shown by reference numeral (18) in FIG. It has become.
In FIG. 7B, the height (H5) from the surface of the transparent conductive film (14) to the upper end of the photospacer (25K) is the inter-substrate gap when assembled as a panel.
図7に示す液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、まず、格子状の遮光層(12)が形成された透明基板上に赤色の矩形状着色画素(13’RK )を形成する際、例えば、赤色の矩形状着色画素(13’RK )の形成に用いる感光性樹脂組成物がネガ型の場合には、フォトマスクとしてスルーホル(17)を形成するように端部(A)に対応した部位を延長した遮光部を有するフォトマスクを用い、フォトマスクを介した露光、現像処理によって、遮光層上のフォトスペーサーが設けられる位置に、遮光層上で隣接する矩形状着色画素の相互の端部が共に延長されてなるフォトスペーサー用のスルーホール(17)を形成する。
次に、スルーホール(17)が形成された透明基板上の全面に透明導電膜(14)を形成し、続いて、スルーホール(17)にフォトスペーサー(25K )を設け、液晶表示装置用カラーフィルタを製造するといった製造方法である。
In the manufacturing method of the color filter for the liquid crystal display device shown in FIG. 7, first, when the red rectangular colored pixel (13′RK) is formed on the transparent substrate on which the lattice-shaped light shielding layer (12) is formed, for example, When the photosensitive resin composition used to form the red rectangular colored pixel (13′RK) is negative, the portion corresponding to the end (A) so as to form the through hole (17) as a photomask. Using a photomask having a light-shielding portion extending from the light-shielding layer, the end portions of the rectangular colored pixels adjacent to each other on the light-shielding layer at the position where the photospacer on the light-shielding layer is provided by exposure and development processing through the photomask The through-hole (17) for the photo spacer is formed by extending both of the two.
Next, a transparent conductive film (14) is formed on the entire surface of the transparent substrate on which the through hole (17) is formed, and subsequently, a photo spacer (25K) is provided in the through hole (17) to provide a color for a liquid crystal display device. This is a manufacturing method for manufacturing a filter.
図7に示すように、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタは、フォトスペーサー(25K )が、遮光層(12)上の赤色の矩形状着色画素(13’RK )に形成されたスルーホール(17)に設けられているので、図6に示すスルーホール(17)と同様に、スルーホール(17)はアンカーとしての作用をする。従って、フォトスペーサー形成後の洗浄工程にて、透明導電膜(14)から剥がれてしまうことはない。 As shown in FIG. 7, in the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, a photo spacer (25K) is a through hole (13'RK) formed in a red rectangular colored pixel (13'RK) on a light shielding layer (12). 17), the through hole (17) acts as an anchor in the same manner as the through hole (17) shown in FIG. Therefore, it does not peel off from the transparent conductive film (14) in the cleaning step after the formation of the photospacer.
また、図7に示液晶表示装置用カラーフィルタは、フォトスペーサー(25K )が、元々、硬い遮光層(12)上に赤色のストライプ状着色画素(13’RK )を介さずに設けられているので、パネル組み立て工程において、着色画素が押しつぶされて基板間ギャッ
プを不均一なものとし、液晶表示装置に色ムラなどを発生させることはない。また、液晶表示装置の使用時に、局部的に強い荷重がかかっても色ムラなどを発生させることはない。
In the color filter for a liquid crystal display device shown in FIG. 7, the photo spacer (25K) is originally provided on the hard light-shielding layer (12) without the red stripe colored pixels (13′RK). Therefore, in the panel assembling process, the colored pixels are crushed to make the gap between the substrates non-uniform, and the liquid crystal display device does not cause color unevenness. Further, when the liquid crystal display device is used, color unevenness does not occur even when a strong load is applied locally.
図8は、スルーホールとして、下部の直径が、上部の直径より小さい、すなわち、スルーホールの側壁が斜面であるテーパー・スルーホール(17’)の例を示す説明図である。
このテーパー・スルーホール(17’)を赤色のストライプ状着色画素(13’RS )に形成し、このテーパー・スルーホール(17’)にフォトスペーサー(25S )を設けることにより、白太矢印で示す、フォトスペーサー(25S )上方からの荷重によって発生する横方向の歪みに伴う応力を赤色のストライプ状着色画素(13’RS )に分散させることができ、フォトスペーサーに絡む耐圧荷重は強いものとなる。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a tapered through hole (17 ′) having a lower diameter smaller than an upper diameter, that is, a side wall of the through hole as a slope.
This tapered through hole (17 ') is formed in a red stripe-shaped colored pixel (13'RS), and a photo spacer (25S) is provided in the tapered through hole (17') to indicate by a white arrow. The stress accompanying the lateral strain generated by the load from above the photospacer (25S) can be dispersed in the red stripe-shaped colored pixel (13'RS), and the withstand pressure load associated with the photospacer becomes strong. .
また、本発明は、上記液晶表示装置用カラーフィルタが、配向制御用突起を有することを特徴としている。
従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、多くの液晶表示装置に用いられているTN型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストの良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
In addition, the present invention is characterized in that the color filter for a liquid crystal display device has an alignment control protrusion.
In conventional liquid crystal display devices, in order to uniformly align the liquid crystal molecules, polyimide is applied in advance on the transparent conductive film provided on both substrates sandwiching the liquid crystal, and the surface is uniformly rubbed. Process it.
However, in TN type liquid crystal used in many liquid crystal display devices, in principle, it is difficult to obtain a wide viewing angle. In a halftone display state, light leaks at an oblique viewing angle, and the contrast is lowered and displayed. Quality deteriorates. That is, there is a problem that the viewing angle with good contrast is narrow.
このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し、複数の方向で均一な中間調表示をするようにした、すなわち視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置(MVA、Multi−domain Vertical Alignment−LCD)が開発された。 As one technique for solving such a problem, the liquid crystal molecules in one pixel are controlled so that the alignment direction of the liquid crystal molecules is not a single direction but a plurality of directions, and uniform halftone display is performed in a plurality of directions. In other words, an alignment-divided vertical alignment liquid crystal display (MVA, Multi-domain Vertical Alignment-LCD) having a wide viewing angle has been developed.
図9は、このMVA−LCDの原理を説明するものである。電圧印加時の状態では、白太矢印で示すように、一画素内で配向制御用突起(22a)〜配向制御用突起(23)間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御用突起(23)〜配向制御用突起(22b)間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。
図9に示す例では、一画素が2分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が2方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
FIG. 9 explains the principle of this MVA-LCD. In the state at the time of voltage application, as shown by the white arrow, the liquid crystal molecules between the alignment control protrusion (22a) and the alignment control protrusion (23) in one pixel are inclined diagonally to the left in the figure, and the alignment control is performed. The liquid crystal molecules between the protrusions (23) and the alignment control protrusions (22b) are inclined obliquely to the right. That is, the alignment of the liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of the rubbing treatment.
In the example shown in FIG. 9, one pixel is divided into two, and the tilt direction of liquid crystal molecules is two in one pixel, and the liquid crystal display device is excellent in viewing angle characteristics.
図10(a)、(b)は、MVA−LCDに用いられるカラーフィルタの一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例では、配向制御用突起(83)は、一画素内で90°屈曲させてある。
また、図11(a)、(b)は、別な例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。図11(a)、(b)に示すように、この別な例は、平面形状が円形の配向制御用突起(93)が形成されたカラーフィルタである。
このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、電圧印加時に液晶分子は、いわば無限の方向に傾斜する、すなわち、一画素が無限に分割されたものとなり、図11(c)に示すように、視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
10A and 10B are an enlarged plan view and a cross-sectional view illustrating one pixel of an example of a color filter used in the MVA-LCD. In this example, the alignment control protrusion (83) is bent 90 ° within one pixel.
FIGS. 11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view showing an enlarged view of one pixel of another example. As shown in FIGS. 11A and 11B, another example is a color filter in which an
In the liquid crystal display device using such a color filter, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are inclined in an infinite direction, that is, one pixel is divided infinitely, as shown in FIG. Thus, a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics is obtained.
上記平面形状がストライプ状の配向制御用突起(83)のA−A’線の断面形状は、例えば、三角形、かまぼこ状であり、その幅(W2)は6〜20μm程度、高さ(H6)は1.2〜1.4μm程度である。また、平面形状が円形の配向制御用突起(93)の幅(W3)、高さ(H7)は、ストライプ状の配向制御用突起(83)の各々と同程度である
。
The cross-sectional shape of the alignment control projection (83) having the planar shape of stripe shape along the line AA ′ is, for example, a triangle or a kamaboko shape, and its width (W2) is about 6 to 20 μm and height (H6). Is about 1.2 to 1.4 μm. Further, the width (W3) and the height (H7) of the alignment control protrusion (93) having a circular planar shape are approximately the same as each of the stripe-shaped alignment control protrusions (83).
図12は、配向制御用突起を有する、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す断面図である。この液晶表示装置用カラーフィルタは、請求項1に係わる、図6に示す液晶表示装置用カラーフィルタに配向制御用突起(35)が設けられたものである。
配向制御用突起(35)の下方には、スルーホールが設けられていないが、配向制御用突起(35)の高さ(H8)は、前記のように、1.2〜1.4μm程度の高さであるので、配向制御用突起を形成した後の洗浄処理によって剥がれてしまうことはない。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention having alignment control protrusions. This color filter for a liquid crystal display device is the color filter for a liquid crystal display device shown in FIG. 6 according to claim 1 and provided with alignment control projections (35).
A through hole is not provided below the alignment control protrusion (35), but the height (H8) of the alignment control protrusion (35) is about 1.2 to 1.4 μm as described above. Since it is high, it will not be peeled off by the cleaning process after forming the alignment control protrusion.
この配向制御用突起(35)の形成に用いる塗布液には、例えば、特開2003−330011号公報に開示されている配向制御用突起用の感光性樹脂組成物を使用することが好ましい。
従来、配向制御用突起の形成は、ポジ型レジストを用い断面形状が矩形のパターンを形成し、この矩形のパターンを熱溶融にてリフローさせてカマボコ形状を得ていたが、この方法によると均一な配向制御用突起を得ることは困難である。
上記感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤を主成分とする感光性樹脂組成物である。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル系樹脂が、光重合性モノマーとしては、多官能アクリレートの一群が推奨され、特に光重合開始剤としては、チオキサンソン系光重合開始剤をα−アミノケトン系光重合開始剤と併用することが推奨されている。これにより、配向制御用突起のカマボコ状の断面形状を良好に形成することが可能である。
For the coating liquid used for forming the alignment control protrusions (35), for example, a photosensitive resin composition for alignment control protrusions disclosed in JP-A-2003-330011 is preferably used.
Conventionally, the alignment control protrusions were formed by forming a pattern with a rectangular cross-section using a positive resist and reflowing this rectangular pattern by heat melting to obtain a uniform shape. It is difficult to obtain a simple alignment control protrusion.
The photosensitive resin composition is a photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator as main components. As the alkali-soluble resin, a (meth) acrylic resin is recommended, and as the photopolymerizable monomer, a group of polyfunctional acrylates is recommended. In particular, as the photopolymerization initiator, a thioxanthone photopolymerization initiator is used as an α-aminoketone-based light. It is recommended to use it together with a polymerization initiator. Thereby, it is possible to satisfactorily form the cross-sectional shape of the alignment control projection.
図13(a)〜(d)は、請求項7に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、すなわち、図12に示す配向制御用突起(35)が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一例を説明する工程図である。
この製造方法は、図13(a)に示すように、まず、格子状の遮光層(12)、スルーホールが設けられた赤色のストライプ状着色画素(13’RS )、及び透明導電膜(14)が形成された透明基板(11)上に、上記配向制御用突起用の感光性樹脂組成物の塗布膜(30)を設ける。
13 (a) to 13 (d) show a method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 7, that is, a color filter for a liquid crystal display device provided with alignment control protrusions (35) shown in FIG. It is process drawing explaining an example of this manufacturing method.
In this manufacturing method, as shown in FIG. 13A, first, a grid-like light shielding layer (12), a red stripe colored pixel (13′RS) provided with a through hole, and a transparent conductive film (14). The coating film (30) of the photosensitive resin composition for the alignment control protrusions is provided on the transparent substrate (11) on which is formed.
次に、配向制御用突起に対応した部位を透過部とするフォトマスク(PM1)を介した露光、現像処理を行い配向制御用突起(35)を設ける(図13(b)〜(c))。
続いて、フォトスペーサー用の感光性樹脂組成物を用い塗布膜を設け、フォトマスク(図示せず)を介した露光、現像処理を行いフォトスペーサー(25S )を設ける(図13(d))といった製造方法である。
Next, exposure and development are performed through a photomask (PM1) having a portion corresponding to the alignment control protrusion as a transmission portion, thereby providing alignment control protrusions (35) (FIGS. 13B to 13C). .
Subsequently, a coating film is formed using a photosensitive resin composition for a photospacer, and exposure and development are performed through a photomask (not shown) to provide a photospacer (25S) (FIG. 13 (d)). It is a manufacturing method.
また、請求項8に係わる発明は、スルーホールにフォトスペーサーを設ける際に、配向制御用突起用の感光性樹脂組成物を用い、フォトスペーサーと配向制御用突起を同時に形成することを特徴とする。すなわち、図12に示す、配向制御用突起(35)が設けられた液晶表示装置用カラーフィルタのフォトスペーサー(25S )と配向制御用突起(35)を同時に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
The invention according to
図14は、請求項8に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において用いられるフォトマスクの一例を説明する断面図である。図14に示すフォトマスク(PM2)は、UV光が透過するパターン部(a)と、半透過するパターン部(b)と、UV光が遮光される遮光部(c)とで構成されている。
透明基板(31)上の透過するパターン部(a)には、薄膜は形成されておらず、半透過するパターン部(b)には、例えば、波長365nmのi線の透過率が10%以下となるITO膜(32)が形成されており、また、遮光部(c)には、上記ITO膜(32)及
びクロム膜(33)が形成されているものである。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a photomask used in the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to an eighth aspect. The photomask (PM2) shown in FIG. 14 includes a pattern part (a) that transmits UV light, a pattern part (b) that transmits semi-transparent light, and a light shielding part (c) that blocks UV light. .
No thin film is formed on the transparent pattern portion (a) on the transparent substrate (31), and the transmissible pattern portion (b) has, for example, a transmittance of i-line with a wavelength of 365 nm of 10% or less. The ITO film (32) is formed, and the ITO film (32) and the chromium film (33) are formed in the light shielding part (c).
フォトスペーサー(25S )を形成する部位に対応して、透過するパターン部(a)が設けられ、配向制御用突起(35)を形成する部位に対応して、半透過するパターン部(b)が設けられている。
従って、白太矢印で示すように、透過するパターン部(a)は照射された強度のUV光が透過し、半透過するパターン部(b)は、白細矢印で示すように、減衰したUV光が透過するようになっている。
A pattern portion (a) that is transmissive is provided corresponding to the portion where the photospacer (25S) is formed, and a pattern portion (b) that is semi-transmissive is provided corresponding to the portion where the alignment control protrusion (35) is formed. Is provided.
Accordingly, as shown by the white thick arrow, the transmitted pattern portion (a) transmits the UV light having the intensity irradiated, and the semi-transmitted pattern portion (b) is attenuated UV as shown by the white thin arrow. Light is transmitted.
図15は、請求項8に係わる製造方法の一例を説明する工程図である。
まず、図15(a)に示すように、格子状の遮光層(12)、スルーホールが設けられた赤色のストライプ状着色画素(13’RS )、及び透明導電膜(14)が形成された透明基板(11)上に、上記配向制御用突起用の感光性樹脂組成物の塗布膜(30)を設ける。
次に、フォトスペーサーに対応した部位を透過部とし、配向制御用突起に対応した部位を半透過部とするフォトマスク(PM2)を介した露光、現像処理を行いフォトスペーサー(25S )及びフォトスペーサーより高さの低い配向制御用突起(35)を同時に設ける(図15(b)〜(c))といった製造方法である。
FIG. 15 is a process diagram for explaining an example of the manufacturing method according to the eighth aspect.
First, as shown in FIG. 15A, a grid-like light shielding layer (12), a red stripe-like colored pixel (13'RS) provided with a through hole, and a transparent conductive film (14) were formed. On the transparent substrate (11), the coating film (30) of the photosensitive resin composition for the orientation controlling protrusion is provided.
Next, exposure and development are performed through a photomask (PM2) having a portion corresponding to the photospacer as a transmissive portion and a portion corresponding to the alignment control projection as a semitransmissive portion, and the photospacer (25S) and the photospacer are processed. In this manufacturing method, the orientation control projections (35) having a lower height are simultaneously provided (FIGS. 15B to 15C).
上記のように、請求項8に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によれば、配向制御用突起(35)は、フォトスペーサー(25S )を形成する製造工程にて、フォトスペーサー(25S )の形成と同時に形成されるので、配向制御用突起(35)を形成するコストが大幅に削減される。すなわち、フォトスペーサー及び配向制御用突起が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタを廉価に製造することが可能となる。
As described above, according to the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to
7、10・・・フォトスペーサーを有する液晶表示装置用カラーフィルタ
11、21、31、40・・・透明基板
12、41・・・遮光層
13、42・・・着色画素
13RS ・・・赤色のストライプ状着色画素
13GS ・・・緑色のストライプ状着色画素
13BS ・・・青色のストライプ状着色画素
13RK ・・・赤色の矩形状着色画素
13GK ・・・緑色の矩形状着色画素
13BK ・・・青色の矩形状着色画素
13’RS ・・・スルーホールを有する赤色のストライプ状着色画素
13’RK ・・・スルーホールを有する赤色の矩形状着色画素
14、24、43・・・透明導電膜
15・・・フォトスペーサー
15S ・・・ストライプ状着色画素が形成された際のフォトスペーサー
15K ・・・矩形状状着色画素が形成された際のフォトスペーサー
16・・・開口部
17・・・スルーホール
17’・・・テーパー・スルーホール
18・・・隣接する赤色の矩形状着色画素が相互に延長された境界
20・・・対向基板
22a、22b、23、35、83、93・・・配向制御用突起
25S ・・・本発明におけるストライプ状着色画素が形成された際のフォトスペーサー
25K ・・・本発明における矩形状状着色画素が形成された際のフォトスペーサー
27・・・液晶分子
30・・・配向制御用突起用の感光性樹脂組成物の塗布膜
32・・・ITO膜
33・・・クロム膜
50、80・・・液晶表示装置
A・・・隣接する赤色の矩形状着色画素の相互の端部
H1・・・図3の液晶表示装置用カラーフィルタにおける基板間ギャップ
H2・・・図4の液晶表示装置用カラーフィルタにおける基板間ギャップ
H3・・・図5の液晶表示装置用カラーフィルタにおけるフォトスペーサーが押しつぶされた基板間ギャップ
H4・・・図6の液晶表示装置用カラーフィルタにおける基板間ギャップ
H5・・・図7の液晶表示装置用カラーフィルタにおける基板間ギャップ
H6・・・ストライプ状の配向制御用突起の高さ
H7・・・円形状の配向制御用突起の高さ
H8・・・本発明における配向制御用突起の高さ
PM1・・・請求項7に係わるフォトマスク
PM2・・・請求項8に係わるフォトマスク
W2・・・ストライプ状の配向制御用突起の幅
W3・・・円形状の配向制御用突起の幅
a・・・UV光が透過するパターン部
b・・・UV光が半透過するパターン部
c・・・UV光が遮光される遮光部
7, 10...
Claims (8)
1)格子状の遮光層が形成された透明基板上にストライプ状着色画素を形成する際に、遮光層上のフォトスペーサーが設けられる位置のストライプ状着色画素に、フォトスペーサー用のスルーホールを形成し、
2)該スルーホールが形成された透明基板上の全面に透明導電膜を形成し、
3)上記スルーホールに透明導電膜を介してフォトスペーサーを設け、
カラーフィルタを製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 On the transparent substrate, a lattice-shaped light shielding layer, a stripe colored pixel, a transparent conductive film, and a photo spacer are sequentially formed, and the stripe colored pixel on the light shielding layer has a through hole for the photo spacer, In the method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device in which a photo spacer is provided in the through hole,
1) When forming a striped colored pixel on a transparent substrate on which a lattice-shaped light shielding layer is formed, a through hole for the photospacer is formed in the striped colored pixel at a position where the photo spacer is provided on the light shielding layer. And
2) forming a transparent conductive film on the entire surface of the transparent substrate in which the through holes are formed;
3) A photo spacer is provided in the through hole via a transparent conductive film,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising producing a color filter.
1)格子状の遮光層が形成された透明基板上に矩形状着色画素を形成する際に、遮光層上のフォトスペーサーが設けられる位置に、遮光層上で隣接する矩形状着色画素の相互の端部が共に延長されてなるフォトスペーサー用のスルーホールを形成し、
2)該スルーホールが形成された透明基板上の全面に透明導電膜を形成し、
3)上記スルーホールに透明導電膜を介してフォトスペーサーを設け、
カラーフィルタを製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 A lattice-shaped light shielding layer, rectangular colored pixels, a transparent conductive film, and a photospacer are sequentially formed on a transparent substrate, and both end portions of adjacent rectangular colored pixels are extended on the light shielding layer. In the method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device having a through hole for a photo spacer, and the photo spacer is provided in the through hole,
1) When a rectangular colored pixel is formed on a transparent substrate on which a lattice-shaped light shielding layer is formed, the rectangular colored pixels adjacent to each other on the light shielding layer are arranged at positions where photo spacers are provided on the light shielding layer. Form a through-hole for the photospacer with both ends extended,
2) forming a transparent conductive film on the entire surface of the transparent substrate in which the through holes are formed;
3) A photo spacer is provided in the through hole via a transparent conductive film,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising producing a color filter.
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