JP2006330150A - Color filter for liquid crystal display apparatus - Google Patents

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靖丈 堀内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter for a liquid crystal display apparatus, the filter having color pixels in a plurality of colors on a transparent substrate and having excellent flatness of the surface with a minute level difference, and thereby, to save a polishing process, to stabilize a chromaticity of the color pixels, to reduce processes and to exclude an overcoat layer in an IPS (in-plane switching) system. <P>SOLUTION: A light shielding portion 15 is formed by overlapping a peripheral edge of a color pixel 12 having the peripheral edge 12S having a tapered cross-section form with a peripheral edge of a color pixel 14 in another color which is adjacent to the first pixel and has the peripheral edge 14S with a tapered cross-sectional form. The height H1 (level difference) from the upper face of the color pixel to the upper face of the light shielding part is ≤0.5 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタに関するものであり、特に、表面の段差が微小な、平坦性に優れ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, and more particularly to a color filter for a liquid crystal display device having a small surface level difference and excellent flatness.

図3は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図4は、図3に示すカラーフィルタのX−X’線における断面図である。
図3、及び図4に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板(50)上にブラックマトリックス(51)、着色画素(52)が順次に形成されたものである。
図3、及び図4はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素(52)は12個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角17インチの画面に数百μm程度の着色画素が多数個配列されている。
FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of a color filter used in the liquid crystal display device. 4 is a cross-sectional view of the color filter shown in FIG. 3 taken along line XX ′.
As shown in FIGS. 3 and 4, the color filter used in the liquid crystal display device has a black matrix (51) and colored pixels (52) sequentially formed on a glass substrate (50).
3 and 4 schematically show a color filter, and 12 colored pixels (52) are shown. In an actual color filter, for example, several hundreds of pixels are displayed on a 17-inch diagonal screen. A large number of colored pixels of about μm are arranged.

ブラックマトリックス(51)は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素(52)は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
The black matrix (51) is a matrix having light shielding properties, and the colored pixels (52) have, for example, red, green, and blue filter functions.
The black matrix determines the position of the colored pixels of the color filter, makes the size uniform, and shields unwanted light when used in a display device, making the image of the display device uniform and uniform. In addition, it has a function of making an image with improved contrast.

このブラックマトリックス(51)は、ガラス基板(50)上にブラックマトリックスの材料として樹脂を用いた例である。
このブラックマトリックス(51)は、ガラス基板(50)上に、例えば、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたものであり、樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラックマトリックス(51)と称している。
This black matrix (51) is an example in which a resin is used as a black matrix material on a glass substrate (50).
The black matrix (51) is formed on the glass substrate (50) by, for example, a photolithography method using a black photosensitive resin for forming a black matrix, and the black matrix formed using the resin. Is referred to as a resin black matrix (51).

また、着色画素(52)は、この樹脂ブラックマトリックス(51)が形成されたガラス基板(50)上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗布膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成されている。   The colored pixel (52) is a photolithography method using a negative colored photoresist in which a pigment such as a pigment is dispersed on the glass substrate (50) on which the resin black matrix (51) is formed. That is, it is formed as a colored pixel by exposure to a coating film of a colored photoresist through a photomask and development processing. Red, green, and blue colored pixels are sequentially formed.

樹脂ブラックマトリックスは、例えば、テレビなどのように、高輝度なバックライトを用いた際に、クロムなどの金属をブラックマトリックス(図示せず)として用いたときに起こる液晶表示装置での内部反射を抑制するために、低反射の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合、或いは、例えば、IPS(In Plane Switching)方式に用いたときに起こる液晶表示装置での電界の乱れを抑制するために、高絶縁性の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合などに採用されていた。しかし、ブラックマトリックスは、クロムなどの金属を用いたブラックマトリックスから、次第に樹脂ブラックマトリックスへと移行が進んでいる。   The resin black matrix, for example, causes internal reflection in a liquid crystal display device that occurs when a metal such as chromium is used as a black matrix (not shown) when using a high-brightness backlight such as a television. In order to suppress a low-reflection resin black matrix, or in order to suppress an electric field disturbance in a liquid crystal display device when used in, for example, an IPS (In Plane Switching) system, a high insulation is required. It has been adopted when a functional resin black matrix is required. However, the black matrix is gradually shifting from a black matrix using a metal such as chromium to a resin black matrix.

カラーフィルタを大量に製造する際には、一基の液晶表示装置に対応したカラーフィルタを大サイズのガラス基板に面付けした状態で製造する。例えば、対角17インチのカラーフィルタを650mm×850mm程度の大サイズのガラス基板に4面付けして製造する。
ガラス基板が大サイズ化するに伴い、ブラックマトリックスの材料としてクロムなどの金
属を用い真空装置で薄膜を成膜するブラックマトリックスよりも、黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成する樹脂ブラックマトリックスの方が価格的に有利なものとなり、次第に樹脂ブラックマトリックスへと移行が進んでいる。また、環境に配慮してクロムなどの金属を用いることを回避する傾向にある。
When a large number of color filters are manufactured, a color filter corresponding to a single liquid crystal display device is manufactured in a state where it is applied to a large glass substrate. For example, a 17-inch diagonal color filter is manufactured by attaching four faces to a large glass substrate of about 650 mm × 850 mm.
Resin black matrix formed by photolithography using a black photosensitive resin rather than a black matrix that uses a metal such as chromium as a black matrix material to form a thin film with a vacuum device as the glass substrate becomes larger Is becoming more advantageous in terms of price, and is gradually shifting to a resin black matrix. Moreover, it tends to avoid using metals such as chromium in consideration of the environment.

樹脂ブラックマトリックスは、クロムなどの金属を用いたブラックマトリックスのように、膜厚100nm〜200nm程度の薄膜では高濃度を得ることはできず、例えば、1.0μm〜1.5μm程度の厚さにして必要な高濃度を得るようにしている。
樹脂ブラックマトリックスの膜厚が、例えば、1.0μm程度と厚くなると、図4に示すように、樹脂ブラックマトリックス(51)上にその周縁部を重ねて形成された着色画素(52)は、その周縁部が樹脂ブラックマトリックス(51)の端部上にて突起(53)となる。
The resin black matrix cannot obtain a high concentration in a thin film with a film thickness of about 100 nm to 200 nm, like a black matrix using a metal such as chromium, for example, a thickness of about 1.0 μm to 1.5 μm. To obtain the necessary high concentration.
When the film thickness of the resin black matrix is increased to, for example, about 1.0 μm, as shown in FIG. 4, the colored pixel (52) formed by overlapping the peripheral portion on the resin black matrix (51) The peripheral edge becomes a protrusion (53) on the end of the resin black matrix (51).

この突起(53)の高さは、例えば、厚さ1.3μm程度の樹脂ブラックマトリックス(51)の端部上に、その周縁部を重ねて厚さ1.5μm程度の着色画素(52)を形成した際には1.0μm程度のものとなる。
この突起(53)は、カラーフィルタの表面を凹凸のあるものとし、平坦性を悪化させる。このような突起(53)のある、表面の平坦性が悪化したカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、突起の影響によって液晶分子の配向が乱され表示ムラが発生したり、或いは、この上に透明導電膜を形成すると、対向するパネルの電極に接触しショートを起こしたり、透明導電膜の断線を起こしたり、亀裂から好ましくない成分が流出したりなど表示品質、及び信頼性を低下させることになる。
The height of the protrusion (53) is such that, for example, a colored pixel (52) having a thickness of about 1.5 μm is formed on the end portion of the resin black matrix (51) having a thickness of about 1.3 μm by overlapping the peripheral portion thereof. When formed, the thickness is about 1.0 μm.
This protrusion (53) makes the surface of the color filter uneven, and deteriorates flatness. When a color filter having such protrusions (53) with a deteriorated surface flatness is used in a liquid crystal display device, the alignment of liquid crystal molecules is disturbed due to the influence of the protrusions, or display unevenness occurs. When the transparent conductive film is formed, the display quality and reliability are lowered, such as contact with the electrode of the opposing panel, causing a short circuit, disconnection of the transparent conductive film, or undesired components flowing out from the crack. Become.

液晶表示装置の表示品質に悪影響を与えない突起、すなわち、液晶分子の配向が乱されない突起の高さは、着色画素の上面から突起の上面までの高さ(段差)で略0.5μm以下のものである。
このような突起が形成されてしまうのを回避する技法、或いはカラーフィルタの表面を平坦化する技法としては、以下に示す技法が提案されている。
The height of the projection that does not adversely affect the display quality of the liquid crystal display device, that is, the projection that does not disturb the alignment of the liquid crystal molecules, is approximately 0.5 μm or less from the top surface of the colored pixel to the top surface of the projection. Is.
As a technique for avoiding the formation of such protrusions or a technique for flattening the surface of the color filter, the following techniques have been proposed.

1)例えば、特開平10−96809号公報は、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板の裏面側から、着色感光性樹脂にフォトマスクを介した露光を与えることによりブラックマトリックス端部に突起が生じることを回避した技法である。
露光の際に、着色感光性樹脂の塗布膜上部での光の減衰による硬化不足を補うために、塗布膜上面にガラス基板の裏面側からの紫外光を反射させる反射板を設けている。
しかし、この技法は、減衰分の補足が十分に行われず、硬化が十分でないことに難点がある。
1) For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-96809, protrusions are generated at the end of a black matrix by giving exposure to the colored photosensitive resin through a photomask from the back side of the glass substrate on which the black matrix is formed. This technique avoids the problem.
At the time of exposure, a reflection plate for reflecting ultraviolet light from the back surface side of the glass substrate is provided on the upper surface of the coating film in order to compensate for insufficient curing due to light attenuation on the upper coating film of the colored photosensitive resin.
However, this technique suffers from insufficient attenuation and insufficient curing.

2)特開平9−43412号公報は、樹脂ブラックマトリックスの形成に用いる黒色感光性樹脂に含有させる黒色顔料の含有量を増加させることによって、樹脂ブラックマトリックスの厚みを薄くしたものである。
この技法は、突起の高さを低減させる効果が不十分であることに難点がある。
2) Japanese Patent Laid-Open No. 9-43412 discloses a resin black matrix having a reduced thickness by increasing the content of a black pigment contained in the black photosensitive resin used for forming the resin black matrix.
This technique has a drawback in that the effect of reducing the height of the protrusion is insufficient.

3)特開2002−228826号公報は、樹脂ブラックマトリックス、着色画素が形成されたガラス基板上に、ポジ型感光性樹脂を用いて過剰な厚みを有するオーバーコート層を設け、露光を与えることによって現像液に可溶なものとし、所望する厚みまで現像処理を行い平坦化する技法である。
この技法は、オーバーコート層を設ける工程が追加されてしまうことに難点がある。
3) Japanese Patent Laid-Open No. 2002-228826 discloses that an overcoat layer having an excessive thickness is provided on a glass substrate on which a resin black matrix and colored pixels are formed using a positive photosensitive resin, and exposure is given. This is a technique of making the film soluble in a developer and flattening it by developing it to a desired thickness.
This technique has a drawback in that a step of providing an overcoat layer is added.

従って、多くの場合、カラーフィルタ表面への研磨によって形成されてしまった突起の高さを低減している。
しかし、カラーフィルタ表面への研磨を、例えば、高さ1.0μm程度の突起を、液晶分子の配向が乱されない突起の高さ(段差)である、前記略0.5μm以下まで行うと、着色画素にもある程度の研磨がおよび、その色度に変化をもたらし、また研磨量の増大によって生産性に低下をもたらすことになる。
Therefore, in many cases, the height of the protrusion formed by polishing on the surface of the color filter is reduced.
However, when the color filter surface is polished, for example, when a protrusion having a height of about 1.0 μm is performed to the height (step) of the protrusion that does not disturb the alignment of liquid crystal molecules, the color filter surface is colored. A certain amount of polishing is applied to the pixel, and the chromaticity is changed, and the productivity is reduced by increasing the polishing amount.

また、IPS方式に用いられるカラーフィルタにおいては、着色画素などを形成する材料として感光性の顔料分散樹脂組成物を用いた際には、形成した着色画素などからの微量のアルカリ金属イオン、硝酸イオン、塩素イオンなどが、或いは、例えば、着色画素を画素として形成するパターニング工程において用いた材料の残留物からの微量のアルカリ金属イオンなどが、液晶材料中に溶出し、液晶の作動に支障をきたし表示品質に悪影響を及ぼすことがある。   In addition, in a color filter used in the IPS system, when a photosensitive pigment dispersion resin composition is used as a material for forming a colored pixel or the like, a trace amount of alkali metal ions or nitrate ions from the formed colored pixel or the like is used. Chlorine ions or the like, or, for example, trace amounts of alkali metal ions from the residue of the material used in the patterning process for forming colored pixels as pixels, are eluted in the liquid crystal material, which hinders the operation of the liquid crystal. Display quality may be adversely affected.

従って、IPS方式に用いられるカラーフィルタには、着色画素の形成後に、溶出物のバリアとして着色画素上の保護層(オーバーコート層)を設けることが多い。
このオーバーコート層には、突起が形成されたカラーフィルタ表面を平坦にする機能をもたせることができるので、IPS方式に用いられるカラーフィルタには、突起の高さを低減するための研磨は施さずに、平坦性をもたせることと、溶出物のバリアを兼ねてオーバーコート層が設けられる。
特開平10−96809号公報 特開平9−43412号公報 特開2002−228826号公報
Therefore, in color filters used in the IPS system, a protective layer (overcoat layer) on the colored pixels is often provided as an eluent barrier after the colored pixels are formed.
Since this overcoat layer can have a function of flattening the surface of the color filter on which the protrusions are formed, the color filter used in the IPS system is not polished to reduce the height of the protrusions. In addition, an overcoat layer is provided so as to provide flatness and also serve as a barrier for the eluate.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-96809 Japanese Patent Laid-Open No. 9-43412 JP 2002-228826 A

本発明は、透明基板上に複数色の着色画素が設けられた液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、その表面の段差が微小な、平坦性に優れた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。
これにより、研磨を施す必要がなくなり、着色画素の色度が安定し、工程を削減することが可能となる。また、IPS方式に用いられるカラーフィルタにては、オーバーコート層を省くことが可能となる。すなわち、廉価な液晶表示装置用カラーフィルタを提供することができる。
It is an object of the present invention to provide a color filter for a liquid crystal display device in which a plurality of colored pixels are provided on a transparent substrate, and having a fine step on the surface and excellent in flatness. is there.
This eliminates the need for polishing, stabilizes the chromaticity of the colored pixels, and reduces the number of steps. Further, in the color filter used in the IPS system, it is possible to omit the overcoat layer. That is, an inexpensive color filter for a liquid crystal display device can be provided.

本発明は、透明基板上に複数色の着色画素が設けられたカラーフィルタにおいて、断面形状がテーパー状の周縁部を有する着色画素の該周縁部に、断面形状がテーパー状の周縁部を有する隣接する他色の着色画素の該周縁部を重ねた遮光部が形成さ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 in which a plurality of colored pixels are provided on a transparent substrate, and adjacent to a peripheral portion of a colored pixel having a peripheral portion having a tapered cross section, and having a peripheral portion having a tapered cross section. A color filter for a liquid crystal display device, characterized in that a light shielding portion is formed by overlapping the peripheral portions of colored pixels of other colors.

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、前記着色画素の上面から前記遮光部の上面までの高さ(段差)が、0.5μm以下であ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。   In the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, the height (step) from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the light shielding portion is 0.5 μm or less. This is a device color filter.

本発明は、断面形状がテーパー状の周縁部を有する着色画素の該周縁部に、断面形状がテーパー状の周縁部を有する隣接する他色の着色画素の該周縁部を重ねた遮光部が形成されているので、表面の段差は微小な、平坦性に優れたカラーフィルタとなる。
また、本発明は、着色画素の上面から遮光部の上面までの高さ(段差)が、0.5μm以
下であるので、液晶分子の配向が乱されず、液晶表示装置の表示品質に悪影響を与えることはない。
これにより、研磨を施す必要がなくなり、着色画素の色度が安定し、工程を削減することが可能となる。また、IPS方式に用いられるカラーフィルタにては、オーバーコート層を省くことが可能となる。すなわち、廉価な液晶表示装置用カラーフィルタを提供することができる。
According to the present invention, a light-shielding portion is formed by superimposing the peripheral portions of adjacent colored pixels having a tapered cross-sectional shape on the peripheral portion of a colored pixel having a peripheral portion having a tapered cross-sectional shape. As a result, the surface step is minute and the color filter has excellent flatness.
In the present invention, since the height (step) from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the light shielding portion is 0.5 μm or less, the alignment of the liquid crystal molecules is not disturbed, and the display quality of the liquid crystal display device is adversely affected. Never give.
This eliminates the need for polishing, stabilizes the chromaticity of the colored pixels, and reduces the number of steps. Further, in the color filter used in the IPS system, it is possible to omit the overcoat layer. That is, an inexpensive color filter for a liquid crystal display device can be provided.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を模式的に示した断面図である。図1は、第一色目の着色画素と第二色目の着色画素間の部分を拡大して示したものである。
図1に示すように、一実施例として示す、この液晶表示装置用カラーフィルタの部分は、ガラス基板(10)上に第一色目の着色画素(12)が形成され、次に第二色目の着色画素(14)が形成されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 1 is an enlarged view of a portion between a first color pixel and a second color pixel.
As shown in FIG. 1, the color filter portion for a liquid crystal display device shown as an example has a first color pixel (12) formed on a glass substrate (10), and then a second color. Colored pixels (14) are formed.

第一色目の着色画素(12)は、断面形状がテーパー状の周縁部(12S)を有しており、第二色目の着色画素(14)は、断面形状がテーパー状の周縁部(14S)を有している。第一色目の着色画素(12)に隣接する第二色目の着色画素(14)は、ガラス基板(10)上に形成された第一色目の着色画素(12)の周縁部(12S)上に、その周縁部(14S)を重ねた状態で形成されており、この重なり部分が遮光部(15)となっている。
すなわち、遮光部(15)は、第一色目の着色画素(12)の周縁部(12S)と、第二色目の着色画素(14)の周縁部(14S)で構成されている。
The colored pixel (12) of the first color has a peripheral portion (12S) having a tapered cross section, and the colored pixel (14) of the second color has a peripheral portion (14S) having a tapered cross section. have. The second color pixel (14) adjacent to the first color pixel (12) is on the peripheral edge (12S) of the first color pixel (12) formed on the glass substrate (10). The peripheral edge portion (14S) is overlapped, and the overlapping portion is a light shielding portion (15).
That is, the light-shielding portion (15) includes a peripheral portion (12S) of the first color pixel (12) and a peripheral portion (14S) of the second color pixel (14).

図1中、符号(A)は、第一色目の着色画素(12)の領域を示しており、符号(B)は、液晶表示装置に用いられた際の第一色目の着色画素(12)の表示領域となる。同様に、符号(A’)は、第二色目の着色画素(14)の領域を示しており、符号(B’)は、液晶表示装置に用いられた際の第二色目の着色画素(14)の表示領域となる。   In FIG. 1, reference numeral (A) indicates the region of the first color pixel (12), and reference numeral (B) indicates the first color pixel (12) when used in the liquid crystal display device. Display area. Similarly, the symbol (A ′) indicates the region of the colored pixel (14) of the second color, and the symbol (B ′) indicates the colored pixel (14 of the second color when used in the liquid crystal display device. ) Display area.

着色画素(12、14)の領域(A、A’)が200μm程度の際に、遮光部(15)の幅(W1)は、例えば、20μm程度のものであり、第一色目の着色画素(12)の厚さ(T1)及び第二色目の着色画素(14)の厚さ(T2)は、1.5μm程度のものである。第一色目の着色画素(12)のテーパー角(θ)は2°〜45°程度のものである。
第一色目の着色画素(12)または第二色目の着色画素(14)の上面から遮光部(15)の上面までの高さ(段差)(H1)は微小なものである。この高さ(段差)(H1)は0.5μm以下であることが好ましい。
When the area (A, A ′) of the colored pixels (12, 14) is about 200 μm, the width (W1) of the light shielding portion (15) is, for example, about 20 μm, and the first color pixel ( The thickness (T1) of 12) and the thickness (T2) of the colored pixel (14) of the second color are about 1.5 μm. The first color pixel (12) has a taper angle (θ) of about 2 ° to 45 °.
The height (step) (H1) from the upper surface of the colored pixel (12) of the first color or the colored pixel (14) of the second color to the upper surface of the light shielding portion (15) is very small. This height (step) (H1) is preferably 0.5 μm or less.

一方、図5は、図4に示す突起(53)の近傍を拡大した断面図であるが、図5に示すように、厚さ1.3μm程度、幅(W2)20μm程度の樹脂ブラックマトリックス(51)が設けられ、着色画素(52)の厚さ(T11)及び着色画素(52’)の厚さ(T12)を1.5μm程度とするカラーフィルタにおいては、突起(53)の高さ(段差)(H2)は、前記1.0μm程度のものとなっている。   On the other hand, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the protrusion (53) shown in FIG. 4, but as shown in FIG. 5, a resin black matrix having a thickness of about 1.3 μm and a width (W2) of about 20 μm ( 51), and in the color filter in which the thickness (T11) of the colored pixel (52) and the thickness (T12) of the colored pixel (52 ′) are about 1.5 μm, the height of the protrusion (53) ( The step (H2) is about 1.0 μm.

すなわち、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタには、樹脂ブラックマトリックスは設けられておらず、その部位に断面形状がテーパー状の周縁部を有する着色画素の該周縁部に、断面形状がテーパー状の周縁部を有する隣接する他色の着色画素の該周縁部を重ねた遮光部が形成されているので、突起に相当する段差(H1)は微小なものとなる。図1に示すように、各々の断面形状がテーパー状の周縁部の厚さは、その先端に向かって
薄くなるような関係のテーパー状になっている。
従って、研磨を施す必要がなくなり、着色画素の色度が安定し、工程を削減することが可能となる。また、IPS方式に用いられるカラーフィルタにては、オーバーコート層を省くことが可能となる。すなわち、廉価な液晶表示装置用カラーフィルタを提供することができる。
That is, the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention is not provided with a resin black matrix, and the cross-sectional shape is tapered at the peripheral portion of the colored pixel having a peripheral portion having a tapered cross-sectional shape at that portion. Since the light-shielding portion is formed by overlapping the peripheral portions of adjacent colored pixels having other peripheral portions, the step (H1) corresponding to the protrusion is very small. As shown in FIG. 1, the thickness of the peripheral portion having a tapered cross-sectional shape is such that the thickness decreases toward the tip.
Accordingly, it is not necessary to perform polishing, the chromaticity of the colored pixels is stabilized, and the number of processes can be reduced. Further, in the color filter used in the IPS system, it is possible to omit the overcoat layer. That is, an inexpensive color filter for a liquid crystal display device can be provided.

図2(a)〜(d)は、本発明によ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断面図である。図2(a)は、第一色目の着色画素(12)を形成するためのフォトマスク(PM1)を介した露光を行う状態を示したものである。ガラス基板(10)上には、第一色目の着色画素(12)用のネガ型の着色フォトレジスト(20)が塗布されている。
第一色目の着色画素(12)の形成に用いるフォトマスク(PM1)の遮光部の濃度は、符号(D)で示す高さで表している。
2A to 2D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 2A shows a state in which exposure is performed through a photomask (PM1) for forming the colored pixels (12) of the first color. On the glass substrate (10), a negative colored photoresist (20) for the colored pixel (12) of the first color is applied.
The density of the light-shielding portion of the photomask (PM1) used for forming the first color pixel (12) is represented by the height indicated by the symbol (D).

フォトマスク(PM1)の上方からの一様な照射光(L)は、フォトマスク(PM1)の遮光部の端部で回折するので、露光後の現像処理に得られる第一色目の着色画素(12)の周縁部(12S)は、図2(b)に示すように、断面形状がテーパー状となる。
図2(a)においては、回折光を得るために、ネガ型の着色フォトレジスト(20)とフォトマスク(PM1)の間に間隔が設けてある。この間隔(G)を調節することによって、第一色目の着色画素(12)の周縁部(12S)の幅(W1)を設定する。
Since the uniform irradiation light (L) from above the photomask (PM1) is diffracted at the end of the light-shielding portion of the photomask (PM1), the colored pixels (first color) obtained in the development processing after exposure ( The peripheral portion (12S) of 12) has a tapered cross section as shown in FIG.
In FIG. 2A, in order to obtain diffracted light, an interval is provided between the negative colored photoresist (20) and the photomask (PM1). By adjusting this gap (G), the width (W1) of the peripheral portion (12S) of the colored pixel (12) of the first color is set.

図2(c)は、第一色目の着色画素(12)が形成されたガラス基板(10)上に、第二色目の着色画素(14)を形成するためのフォトマスク(PM2)を介した露光を行う状態を示したものである。
ガラス基板(10)上には、第二色目の着色画素(14)用のネガ型の着色フォトレジスト(30)が塗布されている。
第二色目の着色画素(14)の形成に用いるフォトマスク(PM2)は、図2(c)中、斜線で示すように、上記フォトマスク(PM1)の濃度と同様な濃度を有している。
In FIG. 2C, the photomask (PM2) for forming the second color pixel (14) is formed on the glass substrate (10) on which the first color pixel (12) is formed. It shows a state where exposure is performed.
On the glass substrate (10), a negative colored photoresist (30) for the colored pixel (14) of the second color is applied.
The photomask (PM2) used for forming the second color pixel (14) has a density similar to that of the photomask (PM1) as shown by the hatched lines in FIG. 2 (c). .

フォトマスク(PM2)の上方からの一様な照射光(L)は、フォトマスク(PM2)の遮光部の端部で回折するので、露光後の現像処理によって得られる第二色目の着色画素(14)の周縁部(14S)は、図2(d)に示すように、断面形状がテーパー状となる。
図2(c)においては、回折光を得るために、ネガ型の着色フォトレジスト(30)とフォトマスク(PM2)の間に間隔が設けてある。この間隔(G)を調節することによって、第二色目の着色画素(14)の周縁部(14S)の幅(W1)を設定する。
The uniform irradiation light (L) from above the photomask (PM2) is diffracted at the end of the light-shielding portion of the photomask (PM2), so that the colored pixels (second color) obtained by the development processing after exposure ( As for the peripheral part (14S) of 14), as shown in FIG.2 (d), a cross-sectional shape becomes a taper shape.
In FIG. 2C, a space is provided between the negative colored photoresist (30) and the photomask (PM2) in order to obtain diffracted light. By adjusting this interval (G), the width (W1) of the peripheral portion (14S) of the colored pixel (14) of the second color is set.

第一色目の着色画素(12)の周縁部(12S)と第二色目の着色画素(14)の周縁部(14S)で構成される遮光部(15)の下方には樹脂ブラックマトリックスは存在しないので、前記突起に相当する段差(H1)は微小なものとなり、容易に0.5μm以下のものを得ることができる。   There is no resin black matrix below the light shielding portion (15) formed by the peripheral portion (12S) of the first color pixel (12) and the peripheral portion (14S) of the second color pixel (14). Therefore, the level difference (H1) corresponding to the protrusion is very small, and a thickness of 0.5 μm or less can be easily obtained.

本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically one Example of the color filter for liquid crystal display devices by this invention. (a)〜(d)は、本発明によ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断面図である。(A)-(d) is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices by this invention. 液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically an example of the color filter used for a liquid crystal display device. 図3に示すカラーフィルタのX−X’線における断面図である。It is sectional drawing in the X-X 'line | wire of the color filter shown in FIG. 図4に示す突起の近傍を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the vicinity of the protrusion shown in FIG. 4 was expanded.

符号の説明Explanation of symbols

10、50・・・ガラス基板
12・・・本発明における第一色目の着色画素
12S・・・第一色目の着色画素の周縁部
14・・・本発明における第二色目の着色画素
14S・・・第二色目の着色画素の周縁部
15・・・遮光部
20、30・・・ネガ型の着色フォトレジスト
51・・・ブラックマトリックス
52・・・着色画素
53・・・突起(段差)
A・・・第一色目の着色画素の領域
A’・・・第二色目の着色画素の領域
B・・・第一色目の着色画素の表示領域
B’・・・第二色目の着色画素の表示領域
D・・・フォトマスクの遮光部の濃度を表わす高さ
G・・・フォトマスクと着色フォトレジストとの間隔
L・・・照射光
H1・・・本発明における微小な段差
H2・・・突起の高さ(段差)
PM1・・・第一色目の着色画素用のフォトマスク
PM2・・・第二色目の着色画素用のフォトマスク
T1・・・第一色目の着色画素の厚さ
T2・・・第二色目の着色画素の厚さ
T11、T12・・・着色画素の厚さ
W1・・・遮光部の幅
W2・・・樹脂ブラックマトリックスの幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 50 ... Glass substrate 12 ... Colored pixel 12S of the 1st color in this invention ... Peripheral part 14 of the colored pixel of the 1st color ... Colored pixel 14S of the 2nd color in this invention ... The peripheral edge 15 of the colored pixel of the second color ... the light shielding part 20, 30 ... the negative colored photoresist 51 ... the black matrix 52 ... the colored pixel 53 ... the protrusion (step)
A ... Colored pixel area A '... Colored pixel area B of second color ... Colored pixel display area B' of first color ... Colored pixel of second color Display area D: Height G representing the density of the light-shielding portion of the photomask ... Distance L between the photomask and the colored photoresist ... Irradiation light H1 ... Small step H2 in the present invention ... Height of protrusion (step)
PM1 ... Photomask PM2 for the first color pixel ... Photomask T1 for the second color pixel ... T1 thickness of the first color pixel T2 ... Second color Pixel thickness T11, T12 ... Colored pixel thickness W1 ... Shading width W2 ... Resin black matrix width

Claims (2)

透明基板上に複数色の着色画素が設けられたカラーフィルタにおいて、断面形状がテーパー状の周縁部を有する着色画素の該周縁部に、断面形状がテーパー状の周縁部を有する隣接する他色の着色画素の該周縁部を重ねた遮光部が形成さ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。   In a color filter in which a plurality of colored pixels are provided on a transparent substrate, the peripheral portion of the colored pixel having a peripheral portion having a tapered cross-sectional shape is adjacent to another color having a peripheral portion having a tapered cross-sectional shape. A color filter for a liquid crystal display device, characterized in that a light shielding portion is formed by overlapping the peripheral edge portions of the colored pixels. 前記着色画素の上面から前記遮光部の上面までの高さ(段差)が、0.5μm以下であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。   2. The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a height (step) from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the light shielding portion is 0.5 [mu] m or less.
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