JP2007010820A - Color filter and liquid crystal display using same - Google Patents

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JP2007010820A JP2005189253A JP2005189253A JP2007010820A JP 2007010820 A JP2007010820 A JP 2007010820A JP 2005189253 A JP2005189253 A JP 2005189253A JP 2005189253 A JP2005189253 A JP 2005189253A JP 2007010820 A JP2007010820 A JP 2007010820A
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Shuichi Hariguchi
秀一 播口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter and a liquid crystal display wherein a display defect caused by rubbing and a display defect caused by cell gap unevenness hardly occur. <P>SOLUTION: In the color filter and the liquid crystal display using a resin black matrix and having a spacer as a cell gap controlling means, the black matrix wherein a light shielding agent is dispersed in a resin is provided on a transparent substrate. A recess and a colored layer formed on the peripheral part of the resin black matrix are formed on the periphery of the spacer by providing an opening of the black matrix and overlaps with coloring layers at a part in a resin black matrix region on the periphery of the spacer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタ及び液晶表示装置に関する。特に、樹脂ブラックマトリクスが形成された液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a color filter and a liquid crystal display device. In particular, the present invention relates to a liquid crystal display device in which a resin black matrix is formed.

通常の液晶表示装置は、液晶層の厚み(セルギャップ)を保持するために、一般に、カラーフィルタ基板と対向する基板との間にプラスチックビーズまたはガラス繊維をスペーサーとして有する。このスペーサー部材は基板上に篩で散布する乾式法、あるいはアルコールやクロロホルム中にスペーサー部材を分散し塗布する湿式法などによりできるだけ均一に散布される。しかしながら、この方式においては、以下の問題点がある。
(1)液晶浸透時にスペーサー部材が移動して分布が偏り、ギャップムラが生じ、表示ムラの原因となる。
(2)スペーサーが存在する位置が制御できないので、非表示部のみならず表示部上にも乗ってしまい画質の低下を招く。特にこれは投射型ディスプレイのライトバルブとして用いたり、空間変調素子として用いるとスペーサーが拡大され著しく画質が低下する。
(3)一般にスペーサーと液晶の表面張力およびガラスの剛性によりセルギャップが一定に規制されるが、特に15インチ以上の大面積ではセルギャップのムラが大きくなり、表示ムラの原因となる。
In order to maintain the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer, a normal liquid crystal display device generally has plastic beads or glass fibers as a spacer between the color filter substrate and the opposite substrate. The spacer member is dispersed as uniformly as possible by a dry method in which the spacer member is sprayed on the substrate or a wet method in which the spacer member is dispersed and applied in alcohol or chloroform. However, this method has the following problems.
(1) When the liquid crystal penetrates, the spacer member moves and the distribution is biased, causing gap unevenness and causing display unevenness.
(2) Since the position where the spacer is present cannot be controlled, it rides not only on the non-display portion but also on the display portion, thereby degrading the image quality. In particular, when this is used as a light valve of a projection display or as a spatial modulation element, the spacer is enlarged and the image quality is remarkably lowered.
(3) In general, the cell gap is regulated to be constant by the surface tension of the spacer and the liquid crystal and the rigidity of the glass. However, in particular, in a large area of 15 inches or more, the unevenness of the cell gap becomes large, causing display unevenness.

これらの問題点を解決する方法として、フォトリソ法により基板上に適切な形状のスペーサーを形成する方法がある(例えば、特許文献1、特許文献2)。しかしながら、この方式においては、以下の問題点がある。
(4)ラビング時にラビングロールに付着する不純物がスペーサーに堆積し、堆積した不純物がさらに画素内に飛散し、表示不良の原因となる。
(5)ラビング時にスペーサーに大きな力がかかり、スペーサーが欠落してギャップムラが生じ、表示不良の原因となる。
(6)特に平坦化層を設けたカラーフィルタにおいて、平坦化層の流れ込みのばらつきによってスペーサーの土台となる領域の形状がばらつき、結果としてセルギャップのムラが生じ、表示不良の原因となる。
As a method for solving these problems, there is a method of forming a spacer having an appropriate shape on a substrate by a photolithography method (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). However, this method has the following problems.
(4) Impurities adhering to the rubbing roll during rubbing are deposited on the spacers, and the deposited impurities are further scattered in the pixels, causing display defects.
(5) A large force is applied to the spacer during rubbing, the spacer is lost, gap unevenness occurs, and this causes display defects.
(6) Especially in a color filter provided with a flattening layer, the shape of the region serving as the base of the spacer varies due to variations in the flow of the flattening layer, resulting in uneven cell gaps and display defects.

上記(5)及び(6)の問題点を解決する方法として、スペーサーの土台領域周縁部の樹脂ブラックマトリクスに着色層との重なりを設ける方法がある(例えば、特許文献3)が、上記(4)の問題点に関しては必ずしも解決されない。
特開平10−82909号公報(第12頁、図1) 特開平10−20314号公報(第5頁、図1) 特開2003−98531号公報(第6頁、図5)
As a method of solving the problems (5) and (6), there is a method of providing an overlap with a colored layer on the resin black matrix at the periphery of the base region of the spacer (for example, Patent Document 3). ) Is not necessarily solved.
JP-A-10-82909 (page 12, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 10-20314 (5th page, FIG. 1) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-98531 (page 6, FIG. 5)

上記問題点に鑑み、本発明は、スペーサーをセルギャップ制御手段として設けたカラーフィルタおよび液晶表示装置において、ラビングに起因する表示不良の発生を防止し、かつ、スペーサーの土台となる領域の形状ばらつきに起因する表示不良の発生を防止することをその課題とする。   In view of the above problems, the present invention prevents the occurrence of display defects due to rubbing in a color filter and a liquid crystal display device provided with a spacer as a cell gap control means, and the shape variation of a region serving as a base of the spacer It is an object of the present invention to prevent the occurrence of display defects due to the problem.

本発明者らは、上記問題点を鋭意検討した結果、上記課題を解決するためには、スペーサーの土台領域の樹脂ブラックマトリクス領域と着色層との重なり領域の幅を十分考慮する必要があることを見いだし本発明を完成させた。すなわち、本発明のカラーフィルタおよび液晶表示装置は以下の構成から成る。
(1)透明基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成る樹脂ブラックマトリクスと、該樹脂ブラックマトリクスの開口部および該開口部の周縁部の該樹脂ブラックマトリクス上に赤、緑、青のそれぞれの着色層を設け、該樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーを設けたカラーフィルタにおいて、該樹脂ブラックマトリクス上の開口部周縁部に積層された着色層に対して凹部となる領域を該スペーサーの周囲に有し、かつ凹部の底部幅が1.5〜3.0μmであり、凹部における底部と該樹脂ブラックマトリクスの開口部周縁部に積層された着色層の頂部との段差が0.2〜2.0μmであることを特徴とするカラーフィルタ。
(2)前記スペーサー底部面積が、50〜400μmであることを特徴とする(1)に記載のカラーフィルタ。
(3)表示領域の少なくとも一部に平坦化層が設けられていることを特徴とする(1)または(2)に記載のカラーフィルタ。
(4)(1)〜(3)のいずれかに記載のカラーフィルタを用いた液晶表示装置。
As a result of earnestly examining the above problems, the present inventors need to fully consider the width of the overlapping region between the resin black matrix region of the base region of the spacer and the colored layer in order to solve the above problem. And the present invention was completed. That is, the color filter and the liquid crystal display device of the present invention have the following configurations.
(1) A resin black matrix in which a light-shielding agent is dispersed in a resin on a transparent substrate, and red, green, and blue on the resin black matrix at the opening of the resin black matrix and at the periphery of the opening In the color filter in which each colored layer is provided and a spacer is provided on the resin black matrix, a region that becomes a recess with respect to the colored layer laminated on the peripheral edge of the opening on the resin black matrix is formed around the spacer. And the bottom width of the recess is 1.5 to 3.0 [mu] m, and the level difference between the bottom of the recess and the top of the colored layer laminated on the peripheral edge of the opening of the resin black matrix is 0.2-2. A color filter characterized by being 0 μm.
(2) The color filter according to (1), wherein the spacer bottom area is 50 to 400 μm 2 .
(3) The color filter according to (1) or (2), wherein a flattening layer is provided in at least a part of the display region.
(4) A liquid crystal display device using the color filter according to any one of (1) to (3).

本発明のカラーフィルタは、スペーサーをセルギャップ制御手段として有し、かつ、ラビングに起因する不良を抑制する機能を備えている。該カラーフィルタを用いて作製した液晶表示装置は、ラビングによって生じた不純物がスペーサーの周囲の凹部にトラップされるため、不純物に起因する表示不良が防止され、優れた画質を表示できる。同時に、該カラーフィルタを用いて作製した液晶表示装置は、ラビング時にスペーサーにかかる力がスペーサー周囲の凸部によって緩和されることでスペーサー欠落が防止されるため、スペーサー欠落によって生じるセルギャップムラに起因する表示不良が防止され、優れた画質を表示できる。また、平坦化層を設けた場合においては、スペーサーの周囲の凸部が堰となって土台領域への平坦化層の流れ込みが安定して土台領域形状ばらつきが低減するため、土台領域形状ばらつきによって生じるセルギャップムラに起因する表示不良が防止され、優れた画質を表示できる。   The color filter of the present invention has a spacer as a cell gap control means and has a function of suppressing defects caused by rubbing. In the liquid crystal display device manufactured using the color filter, impurities generated by rubbing are trapped in the recesses around the spacers, so that display defects due to the impurities are prevented and excellent image quality can be displayed. At the same time, the liquid crystal display device manufactured using the color filter has a cell gap unevenness caused by the missing spacer because the force applied to the spacer during rubbing is relaxed by the convex portions around the spacer to prevent the missing spacer. Display defects can be prevented, and excellent image quality can be displayed. In addition, in the case where the planarizing layer is provided, the convex portions around the spacer serve as weirs, and the flow of the planarizing layer into the foundation region is stabilized and the variation in the foundation region shape is reduced. Display defects due to the generated cell gap unevenness are prevented, and excellent image quality can be displayed.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリクス層を設け、さらにその上に3原色から成る各着色層を塗布、パターン加工して開口部およびスペーサーの土台領域の周縁部を含むブラックマトリクス上の一部に積層せしめ、さらに該土台領域上に直接あるいは平坦化層および/または透明電極を介してスペーサーを設けて成る。   In the color filter of the present invention, a black matrix layer formed by dispersing a light-shielding agent in a resin is provided on a transparent substrate, and further, each colored layer composed of three primary colors is applied and patterned to form openings and spacers. The substrate is laminated on a part of the black matrix including the peripheral portion of the base region, and a spacer is provided on the base region directly or via a flattening layer and / or a transparent electrode.

本発明に用いられる透明基板としては、特に限定されるものではなく、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、有機プラスチックのフィルムまたはシートなどが好ましく用いられる。   The transparent substrate used in the present invention is not particularly limited, and inorganic glass such as quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda lime glass coated with silica on the surface, organic plastic film or sheet Etc. are preferably used.

ブラックマトリクス層に用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性または非感光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリクス層に用いられる樹脂は、画素や保護膜に用いられる樹脂よりも高い耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、樹脂ブラックマトリクス形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持つ樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。   The resin used for the black matrix layer is not particularly limited, but a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, or a polyolefin resin is preferable. Used. The resin used for the black matrix layer is preferably a resin having higher heat resistance than the resin used for the pixel or the protective film, and is preferably a resin having resistance to an organic solvent used in a process after the resin black matrix is formed. Therefore, a polyimide resin is particularly preferably used.

ここで、ポリイミド系樹脂としては、特に限定されるものではないが、通常下記一般式(I)で表される構造単位を主成分とするポリイミド前駆体(n=1〜2)を加熱または適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いられる。   Here, the polyimide resin is not particularly limited, but usually a polyimide precursor (n = 1 to 2) mainly composed of a structural unit represented by the following general formula (I) is heated or appropriate. Those imidized with a suitable catalyst are preferably used.

Figure 2007010820
Figure 2007010820

また、ポリイミド系樹脂には、イミド結合の他に、アミド結合、スルホン結合、エーテル結合、カルボニル結合などのイミド結合以外の結合が含まれていても差し支えない。   Further, the polyimide resin may contain bonds other than imide bonds such as amide bonds, sulfone bonds, ether bonds, and carbonyl bonds in addition to imide bonds.

上記一般式(I)中、R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有する3価または4価の有機基である。耐熱性の面から、R1は環状炭化水素、芳香族または芳香族複素環を含有し、かつ、炭素数6〜30の3価または4価の基が好ましい。R1の例としてフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチル基などが挙げられるがこれらに限定されない。   In the general formula (I), R1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least two carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R1 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic or an aromatic heterocycle, and is preferably a trivalent or tetravalent group having 6 to 30 carbon atoms. Examples of R1 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenylsulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, cyclobutyl group, cyclopentyl group and the like. It is not limited to these.

R2は少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基であるが、耐熱性の面から、R2は環状炭化水素、芳香族環または芳香族樹脂環を含有し、かつ炭素数6〜30の2価の基が好ましい。R2の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニルメタン基、シクロヘキシルメタン基などが挙げられるがこれらに限定されない。構造単位(I)を主成分とするポリマーはR1、R2がこれらのうち各々1種から構成されていてもよいし、各々2種以上から構成される共重合体であってもよい。さらに、基板との接着性を向上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン成分として、シロキサン構造を有するビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどを共重合するのが好ましい。   R2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R2 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic resin ring, and has 6 to 30 carbon atoms. These divalent groups are preferred. Examples of R2 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenylsulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, diphenylmethane group, cyclohexylmethane group and the like. However, it is not limited to these. In the polymer having the structural unit (I) as a main component, R1 and R2 may each be composed of one of these, or may be a copolymer composed of two or more of each. Furthermore, in order to improve the adhesion to the substrate, it is preferable to copolymerize bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane having a siloxane structure as a diamine component within a range that does not lower the heat resistance.

構造単位(I)を主成分とするポリマーの具体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルトリフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物などからなる群から選ばれた1種以上のカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、3,3’−ジアミノフェニルエーテル、4,4’−ジアミノフェニルエーテル、3,4’−ジアミノフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらのポリイミド前駆体は公知の方法、すなわち、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わせて、溶媒中で反応させることにより合成される。   Specific examples of the polymer having the structural unit (I) as a main component include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4, The group consisting of 4′-biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, and the like One or more carboxylic dianhydrides selected from the group consisting of paraphenylenediamine, 3,3'-diaminophenyl ether, 4,4'-diaminophenyl ether, 3,4'-diaminophenyl ether, 3,3'- Diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc. However, it is not limited to these. These polyimide precursors are synthesized by a known method, that is, by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine and reacting them in a solvent.

樹脂ブラックマトリクス用遮光剤としては、カーボンブラック、チタン酸窒化物、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色の顔料の混合物などを用いることができる。この中でも、特にカーボンブラック、チタン酸窒化物は遮光性が優れており、特に好ましい。また、色度調整等のために、遮光剤に他の顔料を混合させて無彩色にするのが好ましい。   As a light-blocking agent for resin black matrix, a mixture of metal oxide powder such as carbon black, titanium oxynitride, titanium oxide and iron tetroxide, metal sulfide powder and metal powder, as well as a mixture of red, blue and green pigments Etc. can be used. Among these, carbon black and titanium oxynitride are particularly preferable because of their excellent light shielding properties. In order to adjust the chromaticity and the like, it is preferable to mix a pigment with the light-shielding agent to make an achromatic color.

ブラックマトリクス用の樹脂がポリイミドの場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒などが好適に使用される。   When the black matrix resin is polyimide, the black paste solvent is usually an amide polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, etc. The lactone polar solvent is preferably used.

遮光剤や、遮光剤に対して他の顔料などを分散させる方法としては、例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤などを混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などがあるが、この方法に特に限定されない。また、遮光剤の分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上のために種々の添加剤が加えられていてもよい。   Examples of the method for dispersing the light-shielding agent and other pigments with respect to the light-shielding agent include, for example, mixing a light-shielding agent or a dispersant in the polyimide precursor solution, and then, for example, three rolls, a sand grinder, or a ball mill. Although there is a method of dispersing in a disperser, it is not particularly limited to this method. Various additives may be added to improve the dispersibility of the light-shielding agent or to improve the coating property and leveling property.

樹脂ブラックマトリクスを形成する方法としては、黒色ペーストを透明基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。黒色ペーストを塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常50〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。   As a method for forming the resin black matrix, patterning is performed after a black paste is applied on a transparent substrate and dried. As a method for applying the black paste, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are preferably used. Thereafter, heat drying (semi-cure) is performed using an oven or a hot plate. Do. Semi-cure conditions vary depending on the resin, solvent, and paste application amount to be used, but it is usually preferable to heat at 50 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

黒色ペースト被膜は感光性または非感光性の樹脂を用いたペーストを使用し、上記手法により形成される。樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常200〜350℃で1〜60分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、透明基板上に樹脂ブラックマトリクスが形成される。   The black paste film is formed by the above method using a paste using a photosensitive or non-photosensitive resin. When the resin is a non-photosensitive resin, after forming a positive type photoresist film thereon, and when the resin is a photosensitive resin, as it is or after forming an oxygen blocking film, Perform exposure and development. If necessary, the positive photoresist or the oxygen blocking film is removed and heat-dried (main cure). In the case of obtaining a polyimide resin from a precursor, the present curing conditions are generally slightly increased depending on the coating amount, but are generally heated at 200 to 350 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a resin black matrix is formed on the transparent substrate.

樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、好ましくは0.5〜2.0μm、より好ましくは0.7〜1.5μmである。この膜厚が0.5μmよりも薄い場合には遮光性が不十分になることからも好ましくない。   The film thickness of the resin black matrix is preferably 0.5 to 2.0 μm, more preferably 0.7 to 1.5 μm. When this film thickness is thinner than 0.5 μm, it is not preferable because the light shielding property becomes insufficient.

樹脂ブラックマトリクス間には開口部が設けられるが、この開口部を少なくとも被覆するように3原色のそれぞれの着色層が複数配列される。すなわち、1つの開口部は、3原色のいずれか1つの着色層により被覆され、各色の着色層が複数配列される。   Openings are provided between the resin black matrices, and a plurality of colored layers of the three primary colors are arranged so as to cover at least the openings. That is, one opening is covered with any one colored layer of the three primary colors, and a plurality of colored layers of each color are arranged.

カラーフィルタを構成する着色層は、少なくとも3原色の色彩を含む。すなわち、加色法によりカラー表示を行う場合は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色が選択される。一般には、これらの3原色を含んだ要素を1単位としてカラー表示の絵素とすることができる。着色層には、着色剤により着色された樹脂が用いられる。   The colored layer constituting the color filter includes at least three primary colors. That is, when performing color display by the additive color method, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are selected. In general, an element including these three primary colors can be used as a unit as a color display picture element. For the colored layer, a resin colored with a colorant is used.

着色層に用いられる着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さらには、紫外線吸収剤、分散材、レベリング剤等の種々の添加剤を添加してもよい。有機顔料としては、フタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が好適に用いられる。   As the colorant used in the colored layer, organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like can be suitably used, and various additives such as ultraviolet absorbers, dispersants, and leveling agents may be added. . As the organic pigment, phthalocyanine, azirake, condensed azo, quinacridone, anthraquinone, perylene, and perinone are preferably used.

着色層に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられ、着色剤をこれらの樹脂中に分散あるいは溶解させて着色することが好ましい。感光性の樹脂としては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂、光重合型樹脂等のタイプがあり、特にエチレン不飽和結合を有するモノマー、オリゴマー又はポリマーと紫外線によりラジカルを発生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミック酸組成物等が好適に用いられる。非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリマー等で現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、透明導電膜の成膜工程や、液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶媒への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。ここで、好ましいポリイミド系樹脂としては、上記した樹脂ブラックマトリクスの材料として好ましく用いられるポリイミド樹脂を挙げることができる。   As the resin used for the colored layer, a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, or a polyolefin resin is preferably used. It is preferable to disperse or dissolve in these resins for coloring. Photosensitive resins include photodegradable resins, photocrosslinkable resins, photopolymerizable resins, and the like, and in particular, monomers, oligomers or polymers having an ethylenically unsaturated bond and an initiator that generates radicals by ultraviolet rays. A photosensitive composition, a photosensitive polyamic acid composition, and the like are preferably used. As the non-photosensitive resin, those that can be developed with the above-mentioned various polymers are preferably used. However, the non-photosensitive resin has heat resistance that can withstand the heat applied in the transparent conductive film forming process and the liquid crystal display manufacturing process. A resin having a property is preferable, and a resin having resistance to an organic solvent used in a manufacturing process of a liquid crystal display device is preferable, and a polyimide resin is particularly preferably used. Here, as a preferable polyimide resin, a polyimide resin preferably used as a material of the above-described resin black matrix can be exemplified.

着色層を形成する方法としては、樹脂ブラックマトリクスを形成した基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。着色剤を分散又は溶解させ着色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミル等の分散機中で分散させる方法等があるが、この方法に特に限定されない。   As a method for forming a colored layer, patterning is performed after coating and drying on a substrate on which a resin black matrix is formed. As a method of dispersing or dissolving a colorant to obtain a colored paste, after mixing a resin and a colorant in a solvent, there is a method of dispersing in a disperser such as a triple roll, sand grinder, ball mill, etc. The method is not particularly limited.

着色ペーストを塗布する方法としては、黒色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常60〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。   As a method for applying the colored paste, as in the case of the black paste, a dip method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, etc. are preferably used, and then an oven or a hot plate is used. Heat drying (semi-cure). Semi-cure conditions vary depending on the resin, solvent, and paste application amount to be used, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

このようにして得られた着色ペースト被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常200〜300℃で1〜60分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、ブラックマトリクスを形成した基板上にパターニングされた着色層が形成される。   When the resin is a non-photosensitive resin, the colored paste film thus obtained is formed after a positive photoresist film is formed thereon, and when the resin is a photosensitive resin. As it is or after forming an oxygen blocking film, exposure and development are performed. If necessary, the positive photoresist or the oxygen blocking film is removed and heat-dried (main cure). Although this curing condition changes with resin, when obtaining polyimide-type resin from a precursor, although it changes a little with coating amounts, it is common to heat at 200-300 degreeC normally for 1 to 60 minutes. Through the above process, a patterned colored layer is formed on the substrate on which the black matrix is formed.

上記のようにブラックマトリクスを形成した基板上に第1色目の着色層を全面にわたって形成した後に、不必要な部分をフォトリソグラフィ法により除去し、所望の第1色目の着色層のパターンを形成する。この場合、ブラックマトリクスの開口部を少なくとも被覆する部分と、ブラックマトリクス上の一部、すなわちブラックマトリクスの開口部周縁部に着色層を残す部分とが形成される。このとき、後の工程でにブラックマトリクス上にスペーサーが形成される部分の周囲には凹部とブラックマトリクスの開口部周縁部の積層された着色層部分が形成されている。   After the first colored layer is formed over the entire surface of the substrate on which the black matrix is formed as described above, unnecessary portions are removed by photolithography to form a desired colored layer pattern of the first color. . In this case, a part that covers at least the opening of the black matrix and a part of the black matrix, that is, a part that leaves the colored layer on the periphery of the opening of the black matrix are formed. At this time, a colored layer portion in which the concave portion and the peripheral edge portion of the opening portion of the black matrix are stacked is formed around a portion where the spacer is formed on the black matrix in a later step.

着色層の上には必要に応じて平坦化層(透明保護膜、オーバーコート)を形成できる。平坦化層に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチンなどが好ましく用いられるが、透明性導電膜の成膜工程や液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造装置で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましく用いられる。   A planarizing layer (transparent protective film, overcoat) can be formed on the colored layer as necessary. As the resin used for the planarization layer, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, gelatin, and the like are preferably used. Resin having heat resistance that can withstand the heat applied in the manufacturing process of the liquid crystal display device is preferable, and resin having resistance to the organic solvent used in the manufacturing device of the liquid crystal display device is preferable. Resins, acrylic resins, and epoxy resins are preferably used.

平坦化層を塗布する方法としては、黒色ペースト、着色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥を行う。このとき、レベリング性向上を目的として、必要に応じて真空乾燥、予備加熱乾燥(セミキュア)を行ってもよい。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常60〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。また、加熱乾燥(本キュア)時のキュア条件は、樹脂および塗布量により若干異なるが、通常200〜300℃で1〜60分加熱するのが一般的である。   As a method for applying the flattening layer, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are preferably used as in the case of a black paste and a colored paste. Heat drying using a hot plate. At this time, for the purpose of improving the leveling property, vacuum drying or preheating drying (semi-cure) may be performed as necessary. Semi-cure conditions vary depending on the resin, solvent, and paste application amount to be used, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes. Moreover, although the curing conditions at the time of heat drying (this curing) differ a little with resin and the application quantity, it is common to heat at 200-300 degreeC normally for 1 to 60 minutes.

平坦化層の膜厚は、前記凸部における最頂部と、前記凹部における底部との段差が0.2〜2.0μmとなるように形成するのが好ましく、0.3〜1.5μmとなるように形成するのがより好ましい。前記段差が0.2μmよりも小さくなると、ラビングによって生じた不純物が凹部にトラップされにくくなるため、表示不良になりやすく、かつ、凸部がラビング時にスペーサーにかかる力を緩和する効果も小さくなるためスペーサーが欠損しやすくなり、セルギャップムラが発生しやすくなるため、好ましくない。また、前記段差が2.0μmよりも大きくなると、スペーサー材料を塗布したときの流れ込みが安定せず、スペーサー高さがばらつき、セルギャップムラが発生しやすくなるため、好ましくない。   The film thickness of the planarizing layer is preferably formed so that the step between the top of the convex part and the bottom of the concave part is 0.2 to 2.0 μm, and is 0.3 to 1.5 μm. It is more preferable to form them as follows. If the level difference is smaller than 0.2 μm, impurities generated by rubbing are not easily trapped in the concave portion, so that a display defect is likely to occur and the effect of the convex portion on reducing the force applied to the spacer during rubbing is also small. This is not preferable because the spacer is easily lost and cell gap unevenness is likely to occur. In addition, if the level difference is larger than 2.0 μm, the flow when the spacer material is applied is not stable, the spacer height varies, and cell gap unevenness is likely to occur, which is not preferable.

必要により、さらに透明導電膜が形成される。導電膜の材料としては特に制限はないが、透明性に優れた材料が好ましく用いられ、特に好ましくはITOが用いられる。   If necessary, a transparent conductive film is further formed. Although there is no restriction | limiting in particular as a material of an electrically conductive film, The material excellent in transparency is used preferably, Especially preferably, ITO is used.

成膜方法に特に制限はなく、真空蒸着法、CVD法、スパッタ法、EB法、導電性微粒子をポリイミドなどの樹脂に分散させた材料を黒色ペーストなどの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーにより塗布、加熱処理する方法などが好適に用いられる。   There is no particular limitation on the film forming method, and the vacuum deposition method, CVD method, sputtering method, EB method, dipping method, roll coater method, as in the case of black paste or the like in which conductive fine particles are dispersed in a resin such as polyimide. A spinner method, a die coating method, a method of applying and heating with a wire bar, and the like are preferably used.

スペーサーを形成するために用いる樹脂としては、樹脂自体に感光性を持たせたもの、あるいは非感光性樹脂を用いてもよい。   As the resin used for forming the spacer, a resin having a photosensitive property or a non-photosensitive resin may be used.

感光性樹脂としては、ポジ型およびネガ型の感光性樹脂のいずれを用いてもよいが、要求される機械的強度などを考慮して選定することができる。   As the photosensitive resin, either positive type or negative type photosensitive resin may be used, but it can be selected in consideration of required mechanical strength and the like.

ポジ型レジストとしては、特に限定されるものではないが、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジスルホン酸エステルとの混合物が好ましく用いられる。   The positive resist is not particularly limited, but a mixture of a novolak resin and a naphthoquinone didisulfonic acid ester is preferably used.

またネガ型レジストとしては、環化ゴムービスアジド系、フェノール樹脂ーアジド系、アクリル系樹脂、化学増感系などが挙げられ、たとえばアクリル系樹脂の場合、分子量1000〜2000のオリゴマーが好適に用いられ、ポリエステルアクリレートまたは、フェノールノボラックエポキシアクリレート、o−クレゾールノボラックエポキシアクリレート等のエポキシアクリレート、あるいは、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴマーアクリレート、アルキドアクリレート、メラミンアクリレート等を挙げることができ、また多官能光重合性アクリレートモノマーとしては、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。   Examples of the negative resist include cyclized rubber-bisazide, phenol resin-azide, acrylic resin, chemical sensitization, and the like. For example, in the case of acrylic resin, an oligomer having a molecular weight of 1000 to 2000 is preferably used. Acrylate or epoxy acrylate such as phenol novolac epoxy acrylate, o-cresol novolac epoxy acrylate, polyurethane acrylate, polyether acrylate, oligomer acrylate, alkyd acrylate, melamine acrylate, etc., and polyfunctional photopolymerizable acrylate Monomers include 1,4-butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, pentae Sri tall triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate.

さらに、上記に示した樹脂のみでは目的の機械的物性が満たせなかった場合、樹脂の中に各種の添加剤を入れて調整しても良い。添加剤としては、たとえば、無機粒子では、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルクなどの体質顔料、および黒、赤、青、緑などの着色顔料、およびアルミナ、ジルコニア、マグネシア、ベリリア、ムライト、コージライトなどのセラミック粉末、およびガラス−セラミックス複合粉末などが用いられる。体質顔料のうち、バライト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカおよびタルクが好ましい。   Furthermore, when the target mechanical properties cannot be satisfied with the above-described resin alone, various additives may be added to the resin for adjustment. As the additive, for example, in inorganic particles, extender pigments such as silica, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, and colored pigments such as black, red, blue, green, and alumina, zirconia, magnesia, beryllia, Ceramic powders such as mullite and cordierite, and glass-ceramic composite powders are used. Of the extender pigments, barite, barium sulfate, calcium carbonate, silica and talc are preferable.

スペーサーを形成する方法としては、たとえば、樹脂を基板上に塗布・乾燥した後に、パターニングを行う方法などがある。樹脂を塗布する方法としては、着色層と同様、ディップ法、ロールコータ法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などがあるが、均一な高さの形状を形成する点からはダイコーティング法が好ましい。この後、真空乾燥を行い、さらにオーブンやホットプレートを用いて加熱しても良い。   As a method of forming the spacer, for example, there is a method of performing patterning after applying and drying a resin on a substrate. As a method for applying the resin, as with the colored layer, there are a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, etc., but from the point of forming a uniform height, die coating The method is preferred. Thereafter, vacuum drying may be performed and further heating may be performed using an oven or a hot plate.

このようにして得られたスペーサーはその後、露光・現像を行い再度加熱する。このとき露光量は樹脂の膜厚、スペーサー底部面積などにより異なる。   The spacer thus obtained is then exposed and developed and heated again. At this time, the exposure amount varies depending on the film thickness of the resin, the spacer bottom area, and the like.

ポジ型フォトレジストの場合、露光量は60〜300mJ/cmが好ましく、より好ましくは80〜160mJ/cmである。また、現像液濃度もスペーサーの形状や高さ、面積により異なるが0.5〜3%がより好ましく、より好ましくは1〜2.5%、さらに好ましくは2〜2.4%である。 In the case of a positive photoresist, the exposure dose is preferably 60 to 300 mJ / cm 2 , more preferably 80 to 160 mJ / cm 2 . Further, the developer concentration varies depending on the shape, height and area of the spacer, but is preferably 0.5 to 3%, more preferably 1 to 2.5%, and still more preferably 2 to 2.4%.

ネガ型フォトレジストの場合、露光量は60〜500mJ/cmが好ましくより好ましくは100〜300mJ/cm である。現像液濃度については0.05〜3%が好ましく、より好ましくは0.1〜1%である。 For negative photoresist, the exposure dose is preferably more preferably 60~500mJ / cm 2 is 100~300mJ / cm 2. The developer concentration is preferably 0.05 to 3%, more preferably 0.1 to 1%.

この後オーブンやホットプレートで再加熱して硬化を完了させる。再加熱の温度は、用いる樹脂の種類に応じて適宜選択すればよいが、たとえばポリイミド系樹脂を用いた場合、好ましくは180〜300℃の範囲であり、より好ましくは250〜290℃の範囲である。またアクリル系樹脂を用いた場合、好ましくは180〜290℃の範囲であり、より好ましくは220〜250℃の範囲である。   After that, it is reheated in an oven or a hot plate to complete the curing. The reheating temperature may be appropriately selected according to the type of resin to be used. For example, when a polyimide resin is used, it is preferably in the range of 180 to 300 ° C, more preferably in the range of 250 to 290 ° C. is there. When acrylic resin is used, it is preferably in the range of 180 to 290 ° C, more preferably in the range of 220 to 250 ° C.

使用する樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの材料が好ましく用いられる。   Although it does not specifically limit as resin to be used, Materials, such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, and a polyolefin resin, are used preferably.

さらに、上記に示した樹脂のみでは目的の機械的物性が満たせなかった場合、樹脂の中に各種の添加剤を入れて調整しても良い。添加剤としては、たとえば、無機粒子では、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルクなどの体質顔料、および黒、赤、青、緑などの着色顔料、およびアルミナ、ジルコニア、マグネシア、ベリリア、ムライト、コージライトなどのセラミック粉末、およびガラス−セラミックス複合粉末などが用いられる。体質顔料のうち、バライト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカおよびタルクが好ましい。   Furthermore, when the target mechanical properties cannot be satisfied with the above-described resin alone, various additives may be added to the resin for adjustment. As the additive, for example, in inorganic particles, extender pigments such as silica, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, and colored pigments such as black, red, blue, green, and alumina, zirconia, magnesia, beryllia, Ceramic powders such as mullite and cordierite, and glass-ceramic composite powders are used. Of the extender pigments, barite, barium sulfate, calcium carbonate, silica and talc are preferable.

非感光性樹脂を用いてスペーサーを形成する方法としては、たとえば、樹脂を基板上に塗布・乾燥した後に、パターニングを行う方法などがある。樹脂を塗布する方法としては、着色層と同様、ディップ法、ロールコータ法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などがあるが、均一な高さの形状を形成する点からはダイコーティング法が好ましい。この後、真空乾燥を行い、さらにオーブンやホットプレートを用いて加熱しても良い。   As a method for forming a spacer using a non-photosensitive resin, for example, there is a method of performing patterning after applying and drying a resin on a substrate. As a method for applying the resin, as with the colored layer, there are a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, etc., but from the point of forming a uniform height, die coating The method is preferred. Thereafter, vacuum drying may be performed and further heating may be performed using an oven or a hot plate.

この様にして得られた非感光性樹脂被膜は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストを除去し、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常200〜300℃で1〜60分加熱するのが一般的である。   The non-photosensitive resin film thus obtained is exposed and developed after a positive photoresist film is formed thereon. If necessary, the positive photoresist is removed and heat-dried (main cure). Although this curing condition changes with resin, when obtaining polyimide-type resin from a precursor, although it changes a little with coating amounts, it is common to heat at 200-300 degreeC normally for 1 to 60 minutes.

スペーサーの形状としては、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、長円系、正方形、長方形、三角形、その他の多角形等適宜選択される。   The shape of the spacer is not particularly limited, and is appropriately selected from a circle, an ellipse, an oval system, a square, a rectangle, a triangle, and other polygons.

スペーサー底部面積はパネルの設計やパネルの製造条件により異なるが50〜400μmが好ましい。スペーサーが円形であれば底面積50〜300μm2がより好ましく、50〜200μmがさらに好ましい。スペーサーが正方形であれば底面積60〜400μmがより好ましく、60〜250μmがさらに好ましい。前記面積が50μmより小さくなると、スペーサーが潰れやすくなり、セルギャップムラになりやすくなるため好ましくない。前記面積が400μmより大きくなると、ラビングロールのスペーサーとの接触が過剰になり、スペーサーが脱落しやすくなるため、好ましくない。 The spacer bottom area varies depending on the panel design and panel manufacturing conditions, but is preferably 50 to 400 μm 2 . If the spacer is circular, the bottom area is more preferably 50 to 300 μm 2 , further preferably 50 to 200 μm 2 . More preferably the bottom area 60~400Myuemu 2 if the spacer is square, more preferably 60~250μm 2. If the area is smaller than 50 μm 2 , the spacer is liable to be crushed and cell gap unevenness is liable to occur. When the area is larger than 400 μm 2 , the contact with the spacer of the rubbing roll becomes excessive, and the spacer tends to fall off, which is not preferable.

スペーサーの高さ、すなわち、スペーサーの底部から頂点までの距離も特に限定されるものではない。適正な高さはパネルの設計やパネルの製造条件により異なるが、0.5〜5.0μmが好ましい。   The height of the spacer, that is, the distance from the bottom of the spacer to the apex is not particularly limited. The appropriate height varies depending on the panel design and panel manufacturing conditions, but is preferably 0.5 to 5.0 μm.

スペーサー周縁部に形成される凹部の底部幅は、1.5〜3.0μmが好ましく、2.0〜2.5μmがより好ましい。   1.5-3.0 micrometers is preferable and, as for the bottom part width | variety of the recessed part formed in a spacer peripheral part, 2.0-2.5 micrometers is more preferable.

なお、本発明で言う「凹部の底部幅」とは、スペーサーが形成された場合のスペーサー底面の最外周部における任意の点から該スペーサー周囲の樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部端までの最短水平距離である。凹部の底部幅が1.5μmよりも小さくなると、スペーサー材料を塗布したときの流れ込みが安定せず、スペーサー高さがばらつき、セルギャップムラが発生しやすくなるため、好ましくない。また、凹部の底部幅が3.0μmよりも大きくなると、凹部が広すぎてラビングによって生じた不純物が凹部にトラップされにくくなるため、表示不良になりやすく、かつ、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部がラビング時にスペーサーにかかる力を緩和する効果も小さくなるためスペーサーが欠損しやすくなり、セルギャップムラが発生しやすくなるため、好ましくない。第2色目および第3色目も同様な操作を繰り返して着色層を形成する。   The “bottom width of the recess” as used in the present invention refers to the top of the colored layer formed on the periphery of the resin black matrix around the spacer from an arbitrary point on the outermost periphery of the bottom surface of the spacer when the spacer is formed. The shortest horizontal distance to the edge. If the bottom width of the recess is smaller than 1.5 μm, the flow when the spacer material is applied is not stable, the spacer height varies, and cell gap unevenness is likely to occur, which is not preferable. Also, if the bottom width of the concave portion is larger than 3.0 μm, the concave portion is too wide and impurities generated by rubbing are difficult to be trapped in the concave portion. Further, the effect of alleviating the force applied to the spacer during rubbing at the top of the colored layer is reduced, so that the spacer is easily lost and cell gap unevenness is likely to occur, which is not preferable. The same operation is repeated for the second color and the third color to form a colored layer.

また、凹部における底部とは、樹脂ブラックマトリクス上のスペーサーと樹脂ブラックマトリクス上に積層された着色層あるいはその上に形成されたオーバーコート層とに囲まれた、凹部における最も低い部分をいい、例えば図5ではブラックマトリクスが露出した部分であり、図6ではスペーサー周辺部のオーバーコート部分のうち最も低い部分を言う。   Further, the bottom portion in the concave portion refers to the lowest portion in the concave portion surrounded by the spacer on the resin black matrix and the colored layer laminated on the resin black matrix or the overcoat layer formed thereon, for example, In FIG. 5, the black matrix is exposed, and in FIG. 6, the lowest portion of the overcoat portion around the spacer is shown.

凹部の平面形状は、カラーフィルタ上面から見た時にスペーサーの平面形状と略相似になることが好ましい。すなわち、凹部の底部幅がスペーサー底面の任意の点においてほぼ等しいことが好ましい。また、スペーサーの配置される位置により、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部を形成する着色層を適宜選択できる。図1、図2、図3、及び図4に基づいて、凹部の形状とスペーサーの形状、及び、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部を形成する着色層とスペーサーの配置される位置について説明する。図1〜図4に示されるカラーフィルタは、透明基板22上に図13に示される樹脂ブラックマトリクス24を形成した後、樹脂ブラックマトリクス24の開口部上及び樹脂ブラックマトリクス24の一部上に設けられた着色層26及びスペーサー30を有し、スペーサー30の周囲に凹部40と樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部41が形成されている。図1に示すとおり、縦横に形成された樹脂ブラックマトリクス24の交点に円形のスペーサー30が形成される場合、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部41は2つの着色層26A、26Bによって凹部40が円状になるように形成される。図2に示すとおり、前記交差点以外に円形のスペーサーが形成される場合、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部41は1つの着色層26Aのみによって凹部40が円状になるように形成される。図3に示すとおり、縦横に形成された樹脂ブラックマトリクス24の交点に正方形のスペーサー30が形成される場合、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部41は2つの着色層26A、26Bによって凹部40が正方形状になるように形成される。図4に示すとおり、前記交差点以外に正方形のスペーサーが形成される場合、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部41は1つの着色層26Aのみによって凹部40が正方形状になるように形成される。   It is preferable that the planar shape of the recess is substantially similar to the planar shape of the spacer when viewed from the upper surface of the color filter. That is, it is preferable that the bottom width of the recess is substantially equal at any point on the bottom surface of the spacer. Moreover, the colored layer which forms the top part of the colored layer formed in the resin black matrix peripheral part can be selected suitably by the position where a spacer is arrange | positioned. Based on FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4, the shape of the concave portion and the shape of the spacer, and the colored layer and the spacer forming the top of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix are arranged. The position will be described. The color filter shown in FIGS. 1 to 4 is provided on the opening of the resin black matrix 24 and on a part of the resin black matrix 24 after the resin black matrix 24 shown in FIG. 13 is formed on the transparent substrate 22. The colored layer 26 and the spacer 30 are formed, and the concave portion 40 and the top 41 of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix are formed around the spacer 30. As shown in FIG. 1, when the circular spacer 30 is formed at the intersection of the resin black matrix 24 formed vertically and horizontally, the top portion 41 of the colored layer formed at the peripheral portion of the resin black matrix has two colored layers 26A and 26B. Thus, the recess 40 is formed in a circular shape. As shown in FIG. 2, when a circular spacer is formed in addition to the intersection, the top portion 41 of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix is formed so that the concave portion 40 is circular with only one colored layer 26A. It is formed. As shown in FIG. 3, when the square spacer 30 is formed at the intersection of the resin black matrix 24 formed vertically and horizontally, the top 41 of the colored layer formed at the peripheral edge of the resin black matrix has two colored layers 26A and 26B. Thus, the recess 40 is formed in a square shape. As shown in FIG. 4, when a square spacer is formed in addition to the intersection, the top portion 41 of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix is formed so that the concave portion 40 becomes a square shape by only one colored layer 26A. It is formed.

3原色の膜厚は、前記樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部における最頂部と、前記凹部における底部との段差が0.2〜2.0μmとなるように形成するのが好ましく、0.3〜1.5μmとなるように形成するのがより好ましい。前記段差が0.2μmよりも小さくなると、ラビングによって生じた不純物が凹部にトラップされにくくなるため、表示不良になりやすく、かつ、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の頂部がラビング時にスペーサーにかかる力を緩和する効果も小さくなるためスペーサーが欠損しやすくなり、セルギャップムラが発生しやすくなるため、好ましくない。また、前記段差が2.0μmよりも大きくなると、スペーサー材料を塗布したときの流れ込みが安定せず、スペーサー高さがばらつき、セルギャップムラが発生しやすくなるため、好ましくない。   The film thicknesses of the three primary colors are preferably formed such that the step between the top of the colored layer formed on the peripheral edge of the resin black matrix and the bottom of the recess is 0.2 to 2.0 μm. More preferably, the thickness is 0.3 to 1.5 μm. If the level difference is less than 0.2 μm, impurities generated by rubbing are not easily trapped in the recesses, so that display defects are likely to occur, and the top of the colored layer formed on the periphery of the resin black matrix is a spacer during rubbing. The effect of alleviating the force applied to the film becomes small, so that the spacer is easily lost and cell gap unevenness is likely to occur. In addition, if the level difference is larger than 2.0 μm, the flow when the spacer material is applied is not stable, the spacer height varies, and cell gap unevenness is likely to occur, which is not preferable.

以下、好ましい実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明するが、下記実施例によって本発明の効力は何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on a preferable Example, the efficacy of this invention is not restrict | limited at all by the following Example.

実施例1
(樹脂ブラックマトリクスの作成)
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、及び、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。
Example 1
(Create resin black matrix)
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4′-diaminodiphenyl ether, and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent It was made to react and the polyimide precursor (polyamic acid) solution was obtained.

表1の組成を有するカーボンブラックミルベースをホモジナイザ−を用いて、7000rpmで30分分散し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調整した。   A carbon black mill base having the composition shown in Table 1 was dispersed with a homogenizer at 7000 rpm for 30 minutes, and the glass beads were filtered to prepare a black paste.

Figure 2007010820
Figure 2007010820

ガラス基板(コーニング製、1737材)に上記ブラックペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで140℃、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(クラリアント社製、AZ RFP250SA)をカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで110℃、5分間プリベイクし、超高圧水銀灯を用いて120mJ/cm紫外線照射してマスク露光した後、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、ブラックマトリクス層を形成した。 The black paste was applied to a glass substrate (Corning, 1737 material) with a curtain flow coater and dried on a hot plate at 140 ° C. for 10 minutes to form a black resin coating film. A positive photoresist (manufactured by Clariant, AZ RFP250SA) was applied with a curtain flow coater, pre-baked on a hot plate at 110 ° C. for 5 minutes, exposed to 120 mJ / cm 2 ultraviolet rays using an ultra-high pressure mercury lamp, and exposed to mask 2 Using a 25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, simultaneously develop the photoresist and etch the resin coating to form a pattern, strip the resist with methyl cellosolve acetate, and heat at 290 ° C. for 10 minutes on a hot plate This was imidized to form a black matrix layer.

このとき、樹脂ブラックマトリクス層の膜厚は1.25μmであった。
(着色層の形成)
次に、赤、緑、青の顔料として各々Color index No.65300 Pigment Red 177で示されるジアントラキノン系顔料、Color index No.74265 Pigment Green 36 で示されるフタロシアニングリーン系顔料、Color index No.74160 Pigment Blue 15-4で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。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。
At this time, the film thickness of the resin black matrix layer was 1.25 μm.
(Formation of colored layer)
Next, as red, green and blue pigments, dianthraquinone pigment represented by Color index No. 65300 Pigment Red 177, phthalocyanine green pigment represented by Color index No. 74265 Pigment Green 36, Color index No. 74160 Pigment A phthalocyanine blue pigment represented by Blue 15-4 was prepared. The above pigments were mixed and dispersed in the polyimide precursor solution to obtain three types of colored pastes of red, green and blue.

次に、樹脂ブラックマトリクスを形成した基板上に赤ペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで120℃、10分乾燥、赤色の樹脂塗膜を形成した。この後、ポジ型フォトレジスト(クラリアント社製、AZ RFP250SA)をカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで120℃、5分間プリベイクし、超高圧水銀灯を用いて120mJ/cm紫外線照射してマスク露光した後、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280℃、10分加熱することでイミド化させ、赤色着色層を形成した。 Next, a red paste was applied on the substrate on which the resin black matrix was formed with a curtain flow coater, and dried on a hot plate at 120 ° C. for 10 minutes to form a red resin coating film. Thereafter, a positive type photoresist (manufactured by Clariant, AZ RFP250SA) was applied with a curtain flow coater, pre-baked with a hot plate at 120 ° C. for 5 minutes, and exposed to a mask with 120 mJ / cm 2 UV irradiation using an ultra-high pressure mercury lamp. Thereafter, using a 2.25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, development of the photoresist and etching of the resin coating were simultaneously performed to form a pattern, the resist was stripped with methyl cellosolve acetate, and 280 ° C., 10 ° C. with a hot plate. It was made to imidize by heating for a part, and the red colored layer was formed.

水洗後同様にして、樹脂ブラックマトリクス、赤色着色層を形成した基板に、緑ペーストを塗布、パターン加工し、緑色着色層を形成した。   In the same manner after washing with water, a green paste was applied to a substrate on which a resin black matrix and a red colored layer were formed, and patterned to form a green colored layer.

さらに水洗後同様にして樹脂ブラックマトリクス、赤、緑の着色層を形成した基板上に青ペーストを塗布、パターン加工し、青色着色層を形成した。   Further, after washing with water, a blue paste was applied to a substrate on which a resin black matrix, red and green colored layers were formed, and patterned to form a blue colored layer.

このとき、赤色、緑色、青色着色層は、スペーサーが形成される位置には着色層を形成しないようにパターン加工した。   At this time, the red, green, and blue colored layers were patterned so that the colored layers were not formed at the positions where the spacers were formed.

また、赤色、緑色、青色着色層の膜厚はそれぞれ1.5μmであった。
(透明導電膜の形成)
水洗後、次にスパッタリング法によりITO膜をマスク成膜した。
The film thicknesses of the red, green, and blue colored layers were each 1.5 μm.
(Formation of transparent conductive film)
After washing with water, an ITO film was then formed as a mask by sputtering.

このとき、ITO膜の膜厚は、140nmであり、表面抵抗は20Ω/□であった。
(スペーサーの形成)
さらに水洗後に、感光性アクリル樹脂オプトマNN−810(JSR製)をカーテンフローコーターで塗布し、80℃で加熱しながら真空乾燥を実施した。さらに、高圧水銀灯を用いて300mJ/cm紫外線照射してマスク露光を実施した後、0.3%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現像し、ホットプレートで240℃、10分間加熱して反応を完了させ、円形のスペーサーを形成した。
At this time, the thickness of the ITO film was 140 nm and the surface resistance was 20Ω / □.
(Spacer formation)
Further, after washing with water, photosensitive acrylic resin Optoma NN-810 (manufactured by JSR) was applied with a curtain flow coater, and vacuum drying was performed while heating at 80 ° C. Furthermore, after performing mask exposure by irradiating 300 mJ / cm 2 ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp, developing using a 0.3% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, heating on a hot plate at 240 ° C. for 10 minutes. The reaction was completed and a circular spacer was formed.

このとき、スペーサーの高さは1.5μmであった。また、スペーサー周囲の凹部の底部幅は2μmであり、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の最頂部と凹部の底部の段差は1.4μmであった。また、スペーサー底部面積は80μm2であった。   At this time, the height of the spacer was 1.5 μm. The bottom width of the concave portion around the spacer was 2 μm, and the step between the top of the colored layer formed on the peripheral edge of the resin black matrix and the bottom of the concave portion was 1.4 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2.

以上によって、図5の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。
(液晶表示装置の作製と評価)
得られたカラーフィルタ上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に、対向する液晶表示素子用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この2枚の基板を樹脂ブラックマトリクスにかかるようにシール剤を塗布し貼り合わせた。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注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせることによって液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、ラビング起因の表示不良は発生せず、セルギャップばらつきも良好であった。
Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 5 was obtained.
(Production and evaluation of liquid crystal display devices)
A polyimide-based alignment film was provided on the obtained color filter and rubbed. Similarly, a polyimide alignment film was provided on the opposing liquid crystal display element substrate, and a rubbing treatment was performed. A sealant was applied and bonded to the two substrates so as to cover the resin black matrix. Next, after injecting liquid crystal from the injection port provided in the seal portion, the injection port was sealed, and a polarizing plate was bonded to the outside of the substrate to produce a liquid crystal display device. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, no display failure due to rubbing occurred, and the cell gap variation was also good.

実施例2
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクス、および、着色層を形成した後、アクリル系樹脂溶液をカーテンフローコーターで塗布し、ホットプレートで260℃、10分加熱して平坦化層を形成した。
Example 2
After forming a resin black matrix and a colored layer in the same manner as in Example 1, an acrylic resin solution was applied with a curtain flow coater and heated on a hot plate at 260 ° C. for 10 minutes to form a planarization layer.

このとき、素ガラス上の平坦化層の膜厚を測定したところ1.5μmであった。   At this time, it was 1.5 micrometers when the film thickness of the planarization layer on raw glass was measured.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層最頂部と凹部底部の段差は0.3μmであった。また、スペーサー周囲の凹部の底部幅は2μmであった。また、スペーサー底部面積は80μmであった。 After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the level difference between the top of the colored layer and the bottom of the recess formed on the periphery of the resin black matrix around the spacer was 0.3 μm. The bottom width of the recess around the spacer was 2 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2 .

以上によって、図6の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 6 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、ラビング起因の表示不良はほとんど発生せず、セルギャップばらつきも良好であった。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, there was almost no display failure due to rubbing, and the cell gap variation was also good.

比較例1
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、実施例1とは異なるフォトマスクを使用して着色層を作成した。
Comparative Example 1
After forming a resin black matrix in the same manner as in Example 1, a colored layer was formed using a photomask different from that in Example 1.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の凹部の底部幅は0.5μmであり、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の最頂部と凹部の底部の段差は1.4μmであった。また、スペーサー底部面積は80μmであった。 After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the bottom width of the concave portion around the spacer was 0.5 μm, and the level difference between the top of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix and the bottom of the concave portion was 1.4 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2 .

以上によって、図7の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   As a result, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 7 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、ラビング起因の表示不良はほとんど発生しなかったが、スペーサー材料の流れ込みが安定しないためセルギャップばらつきが大きかった。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, there was almost no display failure due to rubbing, but since the flow of the spacer material was not stable, the cell gap variation was large.

比較例2
比較例1と同様に樹脂ブラックマトリクス、および、着色層を形成した後、実施例2と同様に平坦化層を形成した。
Comparative Example 2
A resin black matrix and a colored layer were formed in the same manner as in Comparative Example 1, and then a planarizing layer was formed in the same manner as in Example 2.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層最頂部と凹部底部の段差は0.3μmであった。また、スペーサー周囲の凹部の底部幅は0.5μmであった。また、スペーサー底部面積は80μmであった。 After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the level difference between the top of the colored layer and the bottom of the recess formed on the periphery of the resin black matrix around the spacer was 0.3 μm. The bottom width of the recess around the spacer was 0.5 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2 .

以上によって、図8の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 8 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、ラビング起因の表示不良はほとんど発生しなかったが、スペーサー材料の流れ込みが安定しないためセルギャップばらつきが大きかった。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, there was almost no display failure due to rubbing, but since the flow of the spacer material was not stable, the cell gap variation was large.

比較例3
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、実施例1とは異なるフォトマスクを使用して着色層を作成した。
Comparative Example 3
After forming a resin black matrix in the same manner as in Example 1, a colored layer was formed using a photomask different from that in Example 1.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の凹部の底部幅は3.5μmであり、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層最頂部と凹部底部の段差は1.4μmであった。また、スペーサー底部面積は80μmであった。 After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the width of the bottom of the recess around the spacer was 3.5 μm, and the step between the top of the colored layer formed on the periphery of the resin black matrix and the bottom of the recess was 1.4 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2 .

以上によって、図9の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 9 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、セルギャップばらつきは良好であったが、ラビングによって発生した不純物のトラップが十分できないため、ラビング起因の表示不良が多発した。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, the cell gap variation was good, but since the impurities generated by rubbing could not be sufficiently trapped, display defects due to rubbing frequently occurred.

比較例4
比較例3と同様に樹脂ブラックマトリクス、および、着色層を形成した後、実施例2と同様に平坦化層を形成した。
Comparative Example 4
A resin black matrix and a colored layer were formed in the same manner as in Comparative Example 3, and then a planarizing layer was formed in the same manner as in Example 2.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層最頂部と凹部底部の段差は0.3μmであった。また、スペーサー周囲の凹部の底部幅は3.5μmであった。また、スペーサー底部面積は80μmであった。 After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the level difference between the top of the colored layer and the bottom of the recess formed on the periphery of the resin black matrix around the spacer was 0.3 μm. The bottom width of the recess around the spacer was 3.5 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2 .

以上によって、図10の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 10 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、セルギャップばらつきは良好であったが、ラビングによって発生した不純物のトラップが十分できないため、ラビング起因の表示不良が多発した。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, the cell gap variation was good, but since the impurities generated by rubbing could not be sufficiently trapped, display defects due to rubbing frequently occurred.

比較例5
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、実施例1よりも着色層を厚くして着色層を作成した。このとき、赤色、緑色、青色着色層の膜厚はそれぞれ2.6μmであった。
Comparative Example 5
After forming the resin black matrix in the same manner as in Example 1, the colored layer was formed by making the colored layer thicker than in Example 1. At this time, the film thickness of each of the red, green, and blue colored layers was 2.6 μm.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の凹部の底部幅は2μmであり、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層最頂部と凹部底部の段差は2.5μmであった。また、スペーサー底部面積は80μmであった。 After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the width of the bottom of the recess around the spacer was 2 μm, and the step between the top of the colored layer formed on the periphery of the resin black matrix and the bottom of the recess was 2.5 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2 .

以上によって、図11の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 11 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、ラビング起因の表示不良はほとんど発生しなかったが、スペーサー材料の流れ込みが安定しないためセルギャップばらつきが大きかった。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, there was almost no display failure due to rubbing, but since the flow of the spacer material was not stable, the cell gap variation was large.

比較例6
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、実施例1よりも着色層を薄くして着色層を作成した。このとき、赤色、緑色、青色着色層の膜厚はそれぞれ1.0μmであった。その後、実施例2と同様に平坦化層を形成した。
Comparative Example 6
After forming a resin black matrix in the same manner as in Example 1, the colored layer was made thinner than in Example 1 to create a colored layer. At this time, the film thickness of each of the red, green, and blue colored layers was 1.0 μm. Thereafter, a planarizing layer was formed in the same manner as in Example 2.

透明導電膜の形成以降は、実施例1と同様に実施した。このとき、スペーサー周囲の樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層最頂部と凹部底部の段差は0.1μmであった。また、スペーサー周囲の凹部の底部幅は2μmであった。また、スペーサー底部面積は80μm2であった。   After the formation of the transparent conductive film, the same procedure as in Example 1 was performed. At this time, the level difference between the top of the colored layer and the bottom of the recess formed on the periphery of the resin black matrix around the spacer was 0.1 μm. The bottom width of the recess around the spacer was 2 μm. The spacer bottom area was 80 μm 2.

以上によって、図12の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 12 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、セルギャップばらつきは良好であったが、ラビングによって発生した不純物のトラップが十分できないため、ラビング起因の表示不良が多発した。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, the cell gap variation was good, but since the impurities generated by rubbing could not be sufficiently trapped, display defects due to rubbing frequently occurred.

比較例7
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、実施例1とは異なるフォトマスクを使用して着色層を作成した。
Comparative Example 7
After forming a resin black matrix in the same manner as in Example 1, a colored layer was formed using a photomask different from that in Example 1.

透明導電膜を実施例1と同様に形成した後、実施例1とは異なるフォトマスクを使用してスペーサーを形成した。このとき、スペーサー周囲の凹部の底部幅は0.5μmであり、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の最頂部と凹部の底部の段差は1.4μmであった。また、スペーサー底部面積は30μmであった。 A transparent conductive film was formed in the same manner as in Example 1, and then a spacer was formed using a photomask different from that in Example 1. At this time, the bottom width of the concave portion around the spacer was 0.5 μm, and the level difference between the top of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix and the bottom of the concave portion was 1.4 μm. The spacer bottom area was 30 μm 2 .

以上によって、図14の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   As a result, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 14 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、ラビング起因の表示不良はほとんど発生しなかったが、スペーサーが潰れたためにセルギャップばらつきが大きかった。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, the display defect due to rubbing hardly occurred, but the cell gap variation was large because the spacer was crushed.

比較例8
実施例1と同様に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、実施例1とは異なるフォトマスクを使用して着色層を作成した。
Comparative Example 8
After forming a resin black matrix in the same manner as in Example 1, a colored layer was formed using a photomask different from that in Example 1.

透明導電膜を実施例1と同様に形成した後、実施例1とは異なるフォトマスクを使用してスペーサーを形成した。このとき、スペーサー周囲の凹部の底部幅は0.5μmであり、樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層の最頂部と凹部の底部の段差は1.4μmであった。また、スペーサー底部面積は450μmであった。 A transparent conductive film was formed in the same manner as in Example 1, and then a spacer was formed using a photomask different from that in Example 1. At this time, the bottom width of the concave portion around the spacer was 0.5 μm, and the level difference between the top of the colored layer formed on the peripheral portion of the resin black matrix and the bottom of the concave portion was 1.4 μm. The spacer bottom area was 450 μm 2 .

以上によって、図15の模式図で示される構造をもつカラーフィルタを得た。   Thus, a color filter having the structure shown in the schematic diagram of FIG. 15 was obtained.

得られたカラーフィルタを用いて実施例1と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置50台中のラビング起因の表示不良発生率を調査したところ、表2の結果を得た。また、セルギャップばらつき(標準偏差)を測定した結果、表2の結果を得た。表2に示すとおり、スペーサーがラビングによって欠落したため、ラビング起因の表示不良が多発し、かつ、セルギャップばらつきが大きかった。   A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained color filter. When the display defect occurrence rate due to rubbing in the 50 liquid crystal display devices was examined, the results shown in Table 2 were obtained. Moreover, as a result of measuring cell gap dispersion | variation (standard deviation), the result of Table 2 was obtained. As shown in Table 2, since the spacer was missing due to rubbing, display defects due to rubbing frequently occurred, and the cell gap variation was large.

Figure 2007010820
Figure 2007010820

本発明のスペーサー周囲の凹部と樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the colored layer formed in the recessed part around the spacer of this invention, and the resin black matrix peripheral part. 本発明のスペーサー周囲の凹部と樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the colored layer formed in the recessed part around the spacer of this invention, and the resin black matrix peripheral part. 本発明のスペーサー周囲の凹部と樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the colored layer formed in the recessed part around the spacer of this invention, and the resin black matrix peripheral part. 本発明のスペーサー周囲の凹部と樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the colored layer formed in the recessed part around the spacer of this invention, and the resin black matrix peripheral part. 本発明のカラーフィルタの一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明の樹脂ブラックマトリクスを形成した領域を説明した図である。It is the figure explaining the area | region in which the resin black matrix of this invention was formed. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの比較例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the comparative example of the color filter of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

22 :透明基板
24 :樹脂ブラックマトリクス
26 :着色層
26A:着色層
26B:着色層
28 :平坦化層
30 :スペーサー
40 :スペーサー周囲の凹部
41 :スペーサー周囲の樹脂ブラックマトリクス周縁部に形成された着色層
22: Transparent substrate 24: Resin black matrix 26: Colored layer 26A: Colored layer 26B: Colored layer 28: Flattened layer 30: Spacer 40: Concave portion 41 around the spacer 41: Color formed on the periphery of the resin black matrix around the spacer layer

Claims (4)

透明基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成る樹脂ブラックマトリクスと、該樹脂ブラックマトリクスの開口部および該開口部の周縁部の該樹脂ブラックマトリクス上に赤、緑、青のそれぞれの着色層を設け、該樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーを設けたカラーフィルタにおいて、該樹脂ブラックマトリクス上の開口部周縁部に積層された着色層に対して凹部となる領域を該スペーサーの周囲に有し、かつ凹部の底部幅が1.5〜3.0μmであり、凹部における底部と該樹脂ブラックマトリクスの開口部周縁部に積層された着色層の頂部との段差が0.2〜2.0μmであることを特徴とするカラーフィルタ。 A resin black matrix in which a light-shielding agent is dispersed in a resin on a transparent substrate, and red, green, and blue colors on the resin black matrix at the opening of the resin black matrix and the peripheral edge of the opening In the color filter in which a layer is provided and a spacer is provided on the resin black matrix, the color filter laminated on the peripheral edge portion of the opening on the resin black matrix has a region around the spacer. The width of the bottom of the recess is 1.5 to 3.0 μm, and the step between the bottom of the recess and the top of the colored layer laminated on the periphery of the opening of the resin black matrix is 0.2 to 2.0 μm. A color filter characterized by that. 前記スペーサー底部面積が、50〜400μmであることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。 The color filter according to claim 1, wherein the spacer bottom area is 50 to 400 μm 2 . 表示領域の少なくとも一部に平坦化層が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルタ。 The color filter according to claim 1, wherein a flattening layer is provided on at least a part of the display area. 請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタを用いた液晶表示装置。 A liquid crystal display device using the color filter according to claim 1.
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