JP2006293228A - 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記着色層が前記透明樹脂層の端部領域上で非連続であることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタについて説明する。本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、上記透明基板と上記透明樹脂層と上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記着色層が上記透明樹脂層の端部領域上で非連続であることを特徴とするものである。
まず、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層について説明する。本発明に用いられる着色層は、後述する透明基板および後述する透明樹脂層を覆うように形成されるものであり、上記透明樹脂層の端部領域上で非連続となるように形成されるものである。
次に、本発明に用いられる透明樹脂層について説明する。本発明に用いられる透明樹脂層は、後述する透明基板上にパターン状に形成されるものであり、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタのうち、反射光用領域として用いられる領域に形成されるものである。
次に、本発明に用いられる透明基板について説明する。本発明に用いられる透明基板は、上記透明樹脂層及び上記着色層を形成可能であり、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。
次に、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタについて説明する。本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、上記透明基板と、透明樹脂層と、着色層とを有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば遮光部や保護層等、必要に応じて適宜有するものであってもよい。
次に、本発明の半透過型液晶表示装置につい説明する。本発明の半透過型液晶表示装置は、上述した半透過型液晶表示置用カラーフィルタを有することを特徴とするものであれば、特に限定されるものではなく、通常の半透過型液晶表示装置と同様の構成とすることができる。具体的には、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタと、対向して配置される対向基板と、その対向基板との間に封入された液晶と、パターン状に形成された、外光を反射するための反射板とを有するもの等とすることができる。
次に、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層とを有するカラーフィルタ用基板上に、着色層形成用塗工液を塗布し、着色層形成用層を形成する着色層形成用塗工液塗布工程と、上記透明樹脂層の端部領域上を遮光して、上記着色層形成用層を露光する露光工程と、上記着色層形成用層を現像する現像工程と、上記着色層形成用層を加熱するポストベーク工程とを有することを特徴とするものである。
以下、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について、各工程ごとに詳しく説明する。
まず、本発明の着色層形成用塗工液塗布工程について説明する。本発明における着色層形成用塗工液塗布工程は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層とを有するカラーフィルタ用基板上に、着色層形成用塗工液を塗布し、着色層形成用層を形成する工程であり、上記カラーフィルタ用基板上に上記着色層形成用塗工液を塗布することが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。このような塗布方法としては、例えばスピンコート法等により塗布する方法が挙げられる。
次に、本発明における露光工程について説明する。本発明における露光工程は、上記透明樹脂層の端部領域上を遮光して、上記着色層形成用層を露光する工程である。本工程においては、例えば上記透明樹脂層の端部領域を遮光するような遮光部を有するフォトマスク等を用いて、露光することにより行うことができる。ここで、本工程においては、上述したように、上記端部領域を全部遮光して露光を行ってもよく、また上記端部領域を一部遮光して露光を行ってもよい。また、上記端部領域と、端部領域以外の領域の一部とを遮光するフォトマスク等を用いて露光を行ってもよい。
次に、本発明における現像工程について説明する。本発明における現像工程は、上記着色層形成用層を現像する工程であり、上記露光工程において露光されていない着色層形成用層を除去することが可能であれば、その方法等は特に限定されるものではない。本工程により現像を行うことにより、上記透明樹脂層の端部領域上に塗布された着色層形成用層についても除去することが可能となるのである。
次に、本発明のポストベーク工程について説明する。本発明におけるポストベーク工程は、上記着色層形成用層を加熱する工程であり、一般的なカラーフィルタにおける着色層の製造の際に用いられる方法と同様の方法とすることができる。なお本発明においては、本工程における加熱によって、上記着色層形成用層がメルトフローし、着色層形成用層が平坦化されることが好ましい。
(ブラックマトリクスの形成)
透明基板として、300mm×400mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製1317ガラス)を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄し、透明基板の片側にスパッタ法によりクロム薄膜(厚み1600Å)を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製OFPR‐800)を塗布し、所定のマスクを介して露光し、レジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとしてクロム薄膜をエッチングし、線幅10μm、ピッチ60μmのブラックマトリクスを形成した。
続いて、上記透明基板上に、下記組成の透明樹脂層形成用塗工液を塗布し、乾燥させた。この透明樹脂層形成用塗工液を所定のフォトマスクを介して露光し、現像を行った。その後、230℃で、30分間焼成し、透明樹脂層を形成した。この際、透明樹脂層の中心部における膜厚は、3.5μmであった。
・メタクリル酸メチル−スチレン−メタクリル酸共重合体 ・・・42重量部
・エピコート180s70(三菱油化シェル(株)製) ・・・18重量部
・ペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・32重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)・・ 8重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・・・・・300重量部
上記ブラックマトリクスおよび上記透明樹脂を覆うように、上記透明基板上に、下記組成の赤色着色層用の着色層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)をスピンコート法により塗布した。続いて、上記赤色パターン用のフォトマスク(透明樹脂層端部2μmに対応する部分に遮光部を有するフォトマスク)を用いて露光、現像した。その後、焼成することにより赤色着色層を形成した。なお、透過光用領域における赤色着色層の膜厚は1μmであった。これにより、例えば図4(a)に示すように、透過光用領域tと反射光用領域rとの間の透明樹脂層2の端部領域において、赤色着色層3Rが非連続なものとされた。
この際の、非連続部分の長さ(図4(a)においてbで表される長さ)、および透明樹脂層の中心部の膜厚(図4(a)においてcで表される高さ)を1とした際の着色層が非連続である領域の透過光用領域t側の高さ(図4(a)においてdで表される高さ)について表1に記載する。
・赤色顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
・・・4.8重量部
・黄色顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) ・・・1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) ・・・3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) ・・・4.0重量部
・ポリマーI ・・・5.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)・・・1.4重量部
・(2、2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル‐1,2´−ビイミダゾール) ・・・0.6重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・80.0重量部
※ポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2‐メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。
上記赤色着色層が形成された透明基板上に、下記組成の緑色着色層用の着色層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)を用いて、赤色着色層と同様の方法により緑色着色層を形成した。この際の、非連続部分の長さ、および透明樹脂層の中心部の膜厚を1とした際の緑色着色層が非連続である領域の透過光用領域側の高さについて、表1に記載する。
・緑色顔料(アビシア社製 モナストラルグリーンθY−C) ・・・4.2重量部
・黄色顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) ・・・1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) ・・・3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) ・・・4.0重量部
・ポリマーI ・・・5.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)・・・1.4重量部
・(2、2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル‐1,2´−ビイミダゾール) ・・・0.6重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・80.0重量部
上記赤色着色層および緑色着色層が形成された透明基板上に、下記組成の青色着色層用の着色層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)を用いて、赤色着色層と同様の方法により青色着色層を形成した。
これにより、例えば図4(b)に示すように、赤色着色層3R、緑色着色層3G、青色着色層3Bのそれぞれの透過光用領域(tで示される領域)と、反射光用領域(rで示される領域)との間に、着色層形3が形成されていない領域(sで示される領域)を有するカラーフィルタが作製された。この際の、非連続部分の長さ、および透明樹脂層の中心部の膜厚を1とした際の青色着色層が非連続である領域の透過光用領域側の高さを表1に記載する。
・青色顔料(BASF社製 ヘイオゲンブルーL6700F) ・・・6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース6000) ・・・0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) ・・・2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) ・・・4.0重量部
・ポリマーI ・・・5.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)・・・1.4重量部
・(2、2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル‐1,2´−ビイミダゾール) ・・・0.6重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・80.0重量部
着色層形成用のフォトマスクの、透明樹脂層端部に対応する部分に形成される遮光部の幅を表1に示すように変更し、非連続部分の長さ、および着色層が非連続とされている領域の高さを表1に示すようなものとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを作製した。
着色層形成用フォトマスクの、透明樹脂層端部に対応する部分に遮光部を形成せず、透明樹脂層端部において着色層を連続して形成した以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを作製した。
上記実施例1〜8、および比較例により作製されたカラーフィルタ上にスパッタリング法により透明電極(ITO)膜を形成した。この際、上記透明電極(ITO)の膜厚は、1200Åとした。さらに、柱状スペーサ形成用材料(JSR製 オプトマーNN780)を塗布し、反射光用領域側に柱状スペーサを形成した。上記柱状スペーサの膜厚は2.5μmであった。
さらに、背面電極基板を準備し、上記柱状スペーサが形成されたカラーフィルタと、上記背面電極基板とにそれぞれ配向膜を塗布し、ラビングした。その後、外周シール部にシール材を塗布し、上記背面電極基板とカラーフィルタとを重ね合わせ、液晶物質としてネマチック液晶を封入した。続いて、封入口を封止し、偏光板および位相差板を組み合わせて半透過型カラーフィルタ液晶表示装置を組み立てた。
作製された各半透過型カラーフィルタ液晶表示装置のD65光源での透過領域のR、G、Bそれぞれの色座標からWの色座標を算出した。この結果を表2に示す。
2…透明樹脂層
3…着色層
t…透過光用領域
r…反射光用領域
Claims (4)
- 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記着色層が前記透明樹脂層の端部領域上で非連続であることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記着色層が、前記透明樹脂層の端部領域のうち、前記透明樹脂層の中心部の膜厚を1とした際、前記透明樹脂層の膜厚が0.2〜1の範囲内である領域上に形成されていない部分を有することを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 請求項1または請求項2に記載の半透過型液晶表示置用カラーフィルタを有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
- 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層とを有するカラーフィルタ用基板上に、着色層形成用塗工液を塗布し、着色層形成用層を形成する着色層形成用塗工液塗布工程と、
前記透明樹脂層の端部領域上を遮光して、前記着色層形成用層を露光する露光工程と、
前記着色層形成用層を現像する現像工程と、
前記着色層形成用層を加熱するポストベーク工程と
を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
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