JP2007121389A - Color filter for liquid crystal display device and manufacturing method therefor, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、配向制御突起が形成されたカラーフィルタにおいて、その透過率を向上させた液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device, and more particularly to a color filter for a liquid crystal display device having improved transmittance in a color filter having alignment control protrusions formed thereon and a method for manufacturing the same.
図4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5は、図4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4、及び図5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(4)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成されたものである。
図4、及び図5はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素(42)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. 4 is a plan view schematically showing an example of a color filter used in the liquid crystal display device. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of the color filter shown in FIG.
As shown in FIGS. 4 and 5, the color filter (4) used in the liquid crystal display device has a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40). Are formed sequentially.
4 and 5 schematically show a color filter, and 12 colored pixels (42) are represented. In an actual color filter, for example, several hundreds are displayed on a 17-inch diagonal screen. A large number of colored pixels of about μm are arranged.
液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成してブラックマトリックス基板とし、次に、このブラックマトリックス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス(41)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(42)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り、透明導電膜(43)は、透明な電極として設けられたものである。
As a method for manufacturing a color filter having the above structure used in many liquid crystal display devices, a black matrix is first formed on a glass substrate to form a black matrix substrate, and then the black matrix on the black matrix substrate is used. A method is widely used in which a colored pixel is formed by aligning with the pattern, and a transparent conductive film is aligned and formed.
The black matrix (41) is a matrix having light shielding properties, the colored pixels (42) have, for example, red, green, and blue filter functions, and the transparent conductive film (43) is transparent. Provided as a simple electrode.
ブラックマトリックス(41)は、着色画素(42)間のマトリックス部(41A)と、着色画素(42)が形成された領域(表示部)の周辺部を囲む額縁部(41B)とで構成されている。
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 (41) is composed of a matrix portion (41A) between the colored pixels (42) and a frame portion (41B) surrounding the peripheral portion of the region (display portion) where the colored pixels (42) are formed. Yes.
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基板の製造には、ガラス基板(40)上にブラックマトリックスの材料としてのクロム(Cr)、酸化クロム(CrOX )などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Cr、CrOX などの金属薄膜からなるブラックマトリックス(41)を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板(40)上に、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ブラックマトリックス(41)を形成するといった方法がとられている。
For the production of this black matrix substrate, a metal or a metal compound such as chromium (Cr) or chromium oxide (CrO x ) as a black matrix material is formed into a thin film on a glass substrate (40). An etching resist pattern is formed on the formed thin film using, for example, a positive photoresist, and then an exposed portion of the formed metal thin film is etched and an etching resist pattern is stripped, and Cr, CrO A method has been adopted in which a black matrix (41) made of a metal thin film such as X is formed.
Alternatively, the black matrix (41) is formed on the glass substrate (40) by photolithography using a black photosensitive resin for forming a black matrix.
また、着色画素(42)の形成は、このブラックマトリックス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜(43)の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上に、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
In addition, the colored pixels (42) are formed by providing a coating film on the black matrix substrate using, for example, a negative photoresist in which a pigment or other pigment is dispersed, and exposing and developing the coating film. A method of forming colored pixels is used.
The transparent conductive film (43) is formed on the black matrix substrate on which the colored pixels are formed by, for example, forming a transparent conductive film by sputtering using ITO (Indium Tin Oxide). .
図4、及び図5に示すカラーフィルタ(4)は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーTV、ノート型PCなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して下記のような、種々な機能が付加されるようになった。
The color filter (4) shown in FIGS. 4 and 5 has a basic function as a color filter used in a liquid crystal display device. By incorporating such color filters, the liquid crystal display device realizes full color display, and its application range has expanded dramatically, creating many products using liquid crystal display devices such as liquid crystal color TVs and notebook PCs. It was done.
With the development and practical use of various liquid crystal display devices, the following various functions have been added to the color filters used in the liquid crystal display devices in addition to the above basic functions.
例えば、配向分割機能。従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、TN型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、コントラストが低下し表示品質が悪化する。コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
For example, orientation division function. In conventional liquid crystal display devices, in order to uniformly align the liquid crystal molecules, polyimide is applied in advance on the transparent conductive film provided on both substrates sandwiching the liquid crystal, and the surface is uniformly rubbed. Process it.
However, in TN type liquid crystal, it is difficult in principle to obtain a wide viewing angle, the contrast is lowered, and the display quality is deteriorated. There was a problem that the viewing angle with good contrast was narrow.
このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置(MVA(Multi−domain Vertical Alignment)−LCDが開発された。 As a technique for solving such a problem, an alignment-divided vertical alignment type liquid crystal display device having a wide viewing angle by controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in one pixel to be a plurality of directions instead of one direction ( MVA (Multi-domain Vertical Alignment) -LCD has been developed.
図7は、このようなMVA−LCDの断面を模式的に示した説明図である。図7に示すように、MVA−LCD(80)は、液晶分子(21)を介して配向制御突起(22a)、(22b)が設けられたTFT基板(20)と、配向制御突起(23)が設けられたカラーフィルタ(8)とを配置した構造であるが、配向制御突起(22a)、(22b)及び配向制御突起(23)は一画素内で互い違いの位置に設けられている。 FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a cross section of such an MVA-LCD. As shown in FIG. 7, the MVA-LCD (80) includes a TFT substrate (20) provided with alignment control protrusions (22a) and (22b) via liquid crystal molecules (21), and an alignment control protrusion (23). However, the alignment control protrusions (22a) and (22b) and the alignment control protrusion (23) are provided at different positions in one pixel.
図7に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、一画素内で配向制御突起(22a)〜配向制御突起(23)間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御突起(23)〜配向制御突起(22b)間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。 As shown by the white arrow in FIG. 7, in the state at the time of voltage application, the liquid crystal molecules between the alignment control protrusions (22a) to the alignment control protrusions (23) in the pixel are inclined obliquely to the left in the drawing. The liquid crystal molecules between the control protrusion (23) and the alignment control protrusion (22b) are inclined obliquely to the right. That is, the alignment of the liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of the rubbing treatment.
図8(a)、(b)は、MVA−LCDに用いられるカラーフィルタの一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例では、配向制御用突起(83)は、一画素内で90°屈曲させてあり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が4方向となる。
また、図9(a)、(b)は、別な例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。図9(a)、(b)に示すように、この別な例は、平面形状が円形の配向制御突起(93)が形成されたカラーフィルタ(9)である。
このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、一画素内で液晶分子の傾斜方向が多方向となる。
FIGS. 8A and 8B are an enlarged plan view and a cross-sectional view illustrating an example of a color filter used in the MVA-LCD. In this example, the alignment control protrusion (83) is bent 90 ° within one pixel, and the inclination directions of the liquid crystal molecules are four directions within one pixel.
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view showing an enlarged view of one pixel of another example. As shown in FIGS. 9A and 9B, another example is a color filter (9) in which an orientation control protrusion (93) having a circular planar shape is formed.
In a liquid crystal display device using such a color filter, the tilt directions of liquid crystal molecules are multidirectional within one pixel.
また、前記基本的な機能に付随して付加される機能として、例えば、スペーサー機能。従来の液晶表示装置に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)を散布している。
このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光がもれてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光もれを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有していた。
Moreover, as a function added accompanying the said basic function, for example, a spacer function. In a conventional liquid crystal display device, transparent spherical particles (beads) of glass or synthetic resin called spacers are dispersed to form a gap between substrates.
Since these spacers are transparent particles, if a spacer is included with the liquid crystal in the pixel, light will leak through the spacer during black display, and the substrate in which the liquid crystal material is enclosed Due to the presence of the spacers between them, the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacers is disturbed, and light leakage occurs at this part, and the contrast is lowered and the display quality is adversely affected.
このような問題を解決する技術として、感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法によ
り、例えば、画素間のブラックマトリックスの位置にスペーサー機能を有するフォトスペーサー(突起部)を形成する方法が開発された。
図6は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図6に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ(7)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成され、ブラックマトリックス(41)上方の透明導電膜(43)上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー(44)が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ(7)を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー(44)が画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられる。
As a technique for solving such a problem, a method of forming a photo spacer (protrusion) having a spacer function at a position of a black matrix between pixels by using a photosensitive resin and by a photolithography method has been developed.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of such a color filter for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 6, in the color filter (7) for the liquid crystal display device, a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed on a glass substrate (40). A photospacer (44) as a protrusion having a spacer function is formed on the transparent conductive film (43) above the black matrix (41). In the liquid crystal display device using such a color filter (7) for the liquid crystal display device, the photo spacer (44) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, and thus the contrast is improved.
前記平面形状がストライプ状の配向制御突起(83)のA−A線での断面形状は、例えば、三角形、かまぼこ状であり、その幅(W2)は9〜12μm程度、高さ(H2)は0.8〜1.4μm程度である。また、平面形状が円形の配向制御突起(93)の幅(W3)、高さ(H3)は、ストライプ状の配向制御突起(83)の各々と同程度である。これらは、透明な感光性樹脂を用いて形成される。
また、前記フォトスペーサー(44)の高さは、基板間ギャップである2μm〜5μm程度、形状は、水平断面が対角長(12×12μm)〜(40×40μm)程度の角丸の矩形、菱形のものが多く用いられている。
The cross-sectional shape of the alignment control protrusion (83) having a planar shape in a stripe shape along the line AA is, for example, a triangle or a kamaboko shape, its width (W2) is about 9 to 12 μm, and its height (H2) is It is about 0.8 to 1.4 μm. In addition, the width (W3) and height (H3) of the orientation control protrusion (93) having a circular planar shape are substantially the same as those of the stripe-like orientation control protrusion (83). These are formed using a transparent photosensitive resin.
In addition, the height of the photo spacer (44) is about 2 μm to 5 μm which is a gap between substrates, and the shape thereof is a rectangular shape with rounded corners with a horizontal section of diagonal length (12 × 12 μm) to (40 × 40 μm), Lozenges are often used.
前記図4に示すカラーフィルタ(4)に追加される機能としては、上記配向分割機能、スペーサー機能の他に、高信頼性機能、透過・反射併用機能、分光特性調整機能、光路差調整機能、光散乱機能などがあげられる。これら諸機能の内、そのカラーフィルタの用途、仕様にもとづき1機能或いは複数の機能が図4に示すカラーフィルタ(4)に追加される。
従って、例えば、図4に示すカラーフィルタ(4)に配向分割機能及びスペーサー機能が追加された仕様のカラーフィルタを製造する際には、図4に示すカラーフィルタ(4)を作製した後に、例えば、図9に示す配向制御突起(93)を形成し、続いて図6に示すフォトスペーサー(44)を形成する。
すなわち、配向制御突起を形成する工程と、フォトスペーサーを形成する工程の2工程が追加され所望する仕様のカラーフィルタを製造することになる。
As functions added to the color filter (4) shown in FIG. 4, in addition to the orientation dividing function and spacer function, a high reliability function, a combined transmission / reflection function, a spectral characteristic adjustment function, an optical path difference adjustment function, For example, light scattering function. Among these functions, one function or a plurality of functions are added to the color filter (4) shown in FIG. 4 based on the use and specification of the color filter.
Therefore, for example, when manufacturing a color filter having a specification in which an orientation dividing function and a spacer function are added to the color filter (4) shown in FIG. 4, after producing the color filter (4) shown in FIG. Then, the alignment control protrusion (93) shown in FIG. 9 is formed, and then the photo spacer (44) shown in FIG. 6 is formed.
That is, two steps of forming the alignment control protrusion and forming the photospacer are added to manufacture a color filter having a desired specification.
しかし、図8に示す配向制御突起(83)、或いは図9に示す配向制御突起(93)が設けられたカラーフィルタは、配向制御突起が画素内に設けられているので、設けられた配向制御突起の総面積に準じて光の透過率が低下する。すなわち、配向制御突起が設けられたカラーフィルタを用いた液晶表示装置には、その分の輝度(透過率)の低下がもたらされる。 However, in the color filter provided with the alignment control protrusion (83) shown in FIG. 8 or the alignment control protrusion (93) shown in FIG. 9, the alignment control protrusion is provided in the pixel. The light transmittance decreases according to the total area of the protrusions. That is, in the liquid crystal display device using the color filter provided with the alignment control protrusion, the luminance (transmittance) is reduced accordingly.
配向制御突起の形成には、例えば、ポジ型の感光性樹脂であるノボラック系感光性樹脂が広く用いられているが、ノボラック系感光性樹脂を用いて形成した配向制御突起には色付きが生じる。この色付きは、透過率に換算すると、光硬化した樹脂層の厚さ1μmにて70%程度のものである。
従って、液晶表示装置の輝度(透過率)を更に向上させるために、配向制御突起の透過率に関しては、極力、透過率は高いことが要求されている。
For example, a novolac photosensitive resin, which is a positive photosensitive resin, is widely used for forming the alignment control protrusion, but the alignment control protrusion formed using the novolac photosensitive resin is colored. This coloring is about 70% at a thickness of 1 μm of the photocured resin layer in terms of transmittance.
Therefore, in order to further improve the luminance (transmittance) of the liquid crystal display device, the transmittance of the alignment control protrusion is required to be as high as possible.
また、特開2000−267079号公報には、青色の着色画素上に設ける配向制御突起として、赤色及び緑色の着色画素上に設ける配向制御突起より高さの高い配向制御突起を設ける技法が開示されている。
これは、液晶材料の複屈折の波長分散に起因した、各色画素の透過率の差による白表示時の色付きを軽減するために、青色の着色画素上に設ける配向制御突起を他より高くして青色の着色画素における透過率の低下を補償しているものである。
このような、高さの異なる2種の配向制御突起をカラーフィルタに設ける際には、配向制御突起を形成する工程は2工程となってしまう。
This is because the alignment control protrusion provided on the blue colored pixel is made higher than the others in order to reduce the coloration at the time of white display due to the difference in transmittance of each color pixel due to the birefringence wavelength dispersion of the liquid crystal material. This compensates for a decrease in transmittance in blue colored pixels.
When two kinds of alignment control protrusions having different heights are provided on the color filter, the process of forming the alignment control protrusions is two steps.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、画素内に配向制御突起が設けられた液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、その透過率を向上させた、また、着色画素上に高さの異なる配向制御突起が設けられたカラーフィルタであっても、配向制御突起を形成する工程を増やすことなく製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とするものである。
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、並びに上記液晶表示装置用カラーフィルタを用い輝度(透過率)を向上させた液晶表示装置を提供することを課題とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problem. In a color filter for a liquid crystal display device in which an alignment control protrusion is provided in a pixel, the transmittance is improved, and the color filter has a high level on a colored pixel. An object of the present invention is to provide a color filter for a liquid crystal display device that can be manufactured without increasing the number of steps for forming alignment control protrusions, even if the color filter has different alignment control protrusions. .
It is another object of the present invention to provide a method for producing a color filter for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device having improved luminance (transmittance) using the color filter for a liquid crystal display device.
本発明は、透明基板上に、ブラックマトリックス、着色画素、透明層、透明導電膜が順次に形成された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
1)前記透明層は、着色画素上に設けた透明感光性樹脂層への濃度分布マスクを介した露光、現像処理によって形成された突起と平坦部からなり、
2)前記透明導電膜は、上記透明層の上面の全面に設けた透明導電膜へのフォトエッチングによって上記突起上の部分は除去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 provides a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel, a transparent layer, and a transparent conductive film are sequentially formed on a transparent substrate.
1) The transparent layer is composed of projections and flat portions formed by exposure and development processing through a density distribution mask to a transparent photosensitive resin layer provided on a colored pixel,
2) The color filter for a liquid crystal display device, wherein the transparent conductive film has a portion on the protrusion removed by photoetching the transparent conductive film provided on the entire upper surface of the transparent layer.
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、前記透明層の透過率が、波長400nm〜700nmの全範囲において90%以上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。 The present invention also provides the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the transmittance of the transparent layer is 90% or more in the entire wavelength range of 400 nm to 700 nm. is there.
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、前記突起の高さが、0.10μm〜5.0μm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。 The present invention also provides the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the height of the protrusion is 0.10 μm to 5.0 μm.
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、前記突起の高さが、各色の着色画素上の突起毎に異な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。 Further, the present invention is the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the height of the protrusion is different for each protrusion on the colored pixel of each color.
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、前記突起の幅が、各色の着色画素上の突起毎に異な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 is also the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, characterized in that the width of the protrusion is different for each protrusion on the colored pixel of each color.
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、前記突起が同一の着色画素に複数個ある際に、該複数個の突起は配向制御突起とフォトスペーサーで
あり、該複数個の突起の高さが異な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。
According to the present invention, in the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, when there are a plurality of the protrusions in the same colored pixel, the plurality of protrusions are alignment control protrusions and photospacers. A color filter for a liquid crystal display device, wherein the heights of the protrusions are different.
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、前記突起が同一の着色画素に複数個ある際に、該複数個の突起は配向制御突起とフォトスペーサーであり、該複数個の突起の幅が異な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。 According to the present invention, in the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, when there are a plurality of the protrusions on the same colored pixel, the plurality of protrusions are alignment control protrusions and photospacers, A color filter for a liquid crystal display device, wherein the widths of the protrusions are different.
また、本発明は、透明基板上に、ブラックマトリックス、着色画素、透明層、透明導電膜が順次に形成された液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
1)前記ブラックマトリックス、着色画素が形成された透明基板上に、透明層形成用の透明感光性樹脂層を形成し、
2)該透明感光性樹脂層に前記透明層を構成する突起と平坦部に対応したパターンが形成された濃度分布マスクを介した露光、現像処理を行って透明層を形成し、
3)該透明層の上面の全面に透明導電膜、及びエッチングレジスト形成用の感光性樹脂層を順次に形成し、
4)上記突起上の感光性樹脂層を除去するパターンが形成されたフォトマスクを介した露光、現像処理を行って突起上の感光性樹脂層を除去し、突起上の透明導電膜が露出したエッチングレジストを形成し、
5)該露出した透明導電膜の部分をエッチングによって除去し、エッチングレジストを剥膜し製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
Further, the present invention relates to a method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel, a transparent layer, and a transparent conductive film are sequentially formed on a transparent substrate.
1) A transparent photosensitive resin layer for forming a transparent layer is formed on the transparent substrate on which the black matrix and the colored pixels are formed.
2) The transparent photosensitive resin layer is subjected to exposure and development processing through a density distribution mask in which a pattern corresponding to the protrusions and flat portions constituting the transparent layer is formed to form a transparent layer,
3) A transparent conductive film and a photosensitive resin layer for forming an etching resist are sequentially formed on the entire upper surface of the transparent layer,
4) The photosensitive resin layer on the protrusion was removed by exposing and developing through a photomask on which a pattern for removing the photosensitive resin layer on the protrusion was formed, and the transparent conductive film on the protrusion was exposed. Forming an etching resist,
5) A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, wherein the exposed transparent conductive film is removed by etching, and an etching resist is peeled off.
また、本発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。 Moreover, this invention is a liquid crystal display device using the color filter for liquid crystal display devices of any one of Claims 1-7.
本発明は、1)透明層は、着色画素上に設けた透明感光性樹脂層への濃度分布マスクを介した露光、現像処理によって形成された突起と平坦部からなり、2)透明導電膜は、透明層の上面の全面に設けた透明導電膜へのフォトエッチングによって突起上の部分は除去されている液晶表示装置用カラーフィルタであるので、突起は色付きでなく、その透過率を向上させた、また、突起を形成する工程を増やすことのない液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 In the present invention, 1) the transparent layer is composed of protrusions and flat portions formed by exposure and development processing through a density distribution mask on the transparent photosensitive resin layer provided on the colored pixels, and 2) the transparent conductive film is The color filter for a liquid crystal display device, in which the portion on the protrusion is removed by photoetching on the transparent conductive film provided on the entire upper surface of the transparent layer, the protrusion is not colored, and its transmittance is improved. In addition, the color filter for a liquid crystal display device does not increase the number of steps for forming the protrusions.
また、本発明は、透明層の透過率が、波長400nm〜700nmの全範囲において90%以上であるので、透過率が向上したものとなる。また、本発明は、突起の高さが、0.10μm〜5.0μmであるので、配向制御突起として好適なものとなる。 Moreover, since the transmittance | permeability of a transparent layer is 90% or more in the whole range of wavelength 400nm -700nm, this invention will improve the transmittance | permeability. In addition, since the height of the protrusion is 0.10 μm to 5.0 μm, the present invention is suitable as an alignment control protrusion.
また、本発明は、濃度分布マスクの濃度分布部を各々の突起の高さ又は/及び幅に対応させた濃度分布部とすることによって容易に複数の突起を形成できるので、各色画素の透過率の差を補償するカラーフィルタとして好適なものとなる。 Further, according to the present invention, a plurality of protrusions can be easily formed by making the density distribution portion of the density distribution mask corresponding to the height or / and width of each protrusion. It is suitable as a color filter that compensates for the difference between the two.
また、本発明は、突起が同一の着色画素に複数個ある際に、複数個の突起は配向制御突起とフォトスペーサーであり、複数個の突起の高さ又は/及びが異なるので、工程を増やすことなく配向制御突起とフォトスペーサーを同時に形成することができるカラーフィルタとなる。 Further, according to the present invention, when a plurality of protrusions are provided on the same colored pixel, the plurality of protrusions are alignment control protrusions and photo spacers, and the height or / and the plurality of protrusions are different. Thus, the color filter can be formed simultaneously with the alignment control protrusion and the photo spacer.
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の断面図である。図1に示すように、このカラーフィルタは、液晶表示装置に用いるカラーフィルタとして基本的
な機能を備えた前記図4に示すカラーフィルタに、付随する機能として配向分割機能が付加されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 1, this color filter is obtained by adding an alignment division function as an accompanying function to the color filter shown in FIG. 4 having a basic function as a color filter used in a liquid crystal display device. .
ブラックマトリックス(41)、赤色の着色画素(42R)、緑色の着色画素(42G)、青色の着色画素(42B)が形成されたガラス基板(40)上に、透明層(46)及び透明導電膜(43)が形成されている。
透明層(46)は配向制御突起(Mv)と平坦部(45)で構成され、また、透明導電膜(43)は配向制御突起(Mv)の部分には形成されていない。配向制御突起(Mv)は、前記図8に示すストライプ状或いは円形状であり、図1には、その断面を表している。尚、本発明においては、配向制御突起(Mv)の高さは、着色画素の上面から配向制御突起の上部までの高さ(H4)を指している。
A transparent layer (46) and a transparent conductive film are formed on a glass substrate (40) on which a black matrix (41), a red colored pixel (42R), a green colored pixel (42G), and a blue colored pixel (42B) are formed. (43) is formed.
The transparent layer (46) is composed of alignment control protrusions (Mv) and flat portions (45), and the transparent conductive film (43) is not formed on the alignment control protrusions (Mv). The orientation control protrusion (Mv) has a stripe shape or a circular shape shown in FIG. 8, and FIG. 1 shows a cross section thereof. In the present invention, the height of the alignment control protrusion (Mv) indicates the height (H4) from the upper surface of the colored pixel to the upper portion of the alignment control protrusion.
透明層(46)を構成する配向制御突起(Mv)及び平坦部(45)は、着色画素上に設けた透明感光性樹脂層への濃度分布マスクを介した露光、現像処理によって形成されたものである。また、透明導電膜(43)は、透明層(46)の上面の全面に設けた透明導電膜へのフォトエッチングによって配向制御突起上の部分は除去されている。透明層(46)には色付きはなく透明なものである。 The alignment control protrusion (Mv) and the flat part (45) constituting the transparent layer (46) are formed by exposure and development processing through a density distribution mask to the transparent photosensitive resin layer provided on the colored pixel. It is. Further, the transparent conductive film (43) has a portion on the alignment control protrusion removed by photoetching the transparent conductive film provided on the entire upper surface of the transparent layer (46). The transparent layer (46) is transparent without being colored.
また、本発明においては、透明層の透過率が、波長400nm〜700nmの全範囲において90%以上であることを特徴としている。これにより、前記ノボラック系感光性樹脂を用いた配向制御突起に比較し透過率が向上したものとなる。
透明層の形成に用いる材料としては、例えば、アクリレート系樹脂、エポキシ−アクリレート系樹脂などが挙げられる。
上記材料を用いて形成した透明層の透過率は、厚さ5μmにて波長400nm〜700nmの全範囲において95%以上を有するものであり、色付きはなく透明層の形成に好適である。
In the present invention, the transmittance of the transparent layer is 90% or more over the entire wavelength range of 400 nm to 700 nm. As a result, the transmittance is improved as compared with the alignment control protrusion using the novolac photosensitive resin.
Examples of the material used for forming the transparent layer include acrylate resins and epoxy-acrylate resins.
The transmittance of the transparent layer formed using the above material is 95% or more in the entire range of wavelengths from 400 nm to 700 nm at a thickness of 5 μm, and is suitable for forming a transparent layer without coloration.
また、本発明における突起の高さは、0.10μm〜5.0μmであることを特徴としている。
突起の高さが0.10μm以下の高さでは、配向制御の効果がなくなる。また、5.0μm以上の塗膜の形成は困難である。
In the present invention, the height of the protrusion is 0.10 μm to 5.0 μm.
When the height of the protrusion is 0.10 μm or less, the effect of controlling the orientation is lost. Moreover, it is difficult to form a coating film having a thickness of 5.0 μm or more.
図10(a)〜(f)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示す断面図である。図10は、1画素の近傍を拡大したものである。図10(a)は、ブラックマトリックス(41)、着色画素(42)が形成されたガラス基板(40)上に、透明層(46)形成用の透明感光性樹脂層(60)が設けられた段階を表している。 10A to 10F 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. 10 is an enlarged view of the vicinity of one pixel. In FIG. 10A, a transparent photosensitive resin layer (60) for forming a transparent layer (46) is provided on a glass substrate (40) on which a black matrix (41) and colored pixels (42) are formed. Represents a stage.
図10(b)に示すように、先ず、上記透明感光性樹脂層(60)に、透明層を構成する配向制御突起と平坦部に対応したパターンが形成された濃度分布マスク(PM1)を介した露光(L1)を行って透明層(46)を形成する。図10(b)においては、既に現像処理が終了し、配向制御突起(Mv)と平坦部(45)が形成された状態のものを示してある。
濃度分布マスク(PM1)上の配向制御突起に対応したパターンは、濃度分布部(NB)であり、平坦部に対応したパターンは、ハーフトーン部(HT)である。
As shown in FIG. 10B, first, the transparent photosensitive resin layer (60) is provided with a concentration distribution mask (PM1) in which a pattern corresponding to the orientation control protrusion and the flat portion forming the transparent layer is formed. The exposure (L1) thus performed is performed to form a transparent layer (46). FIG. 10B shows a state in which the development processing has already been completed and the orientation control protrusion (Mv) and the flat portion (45) are formed.
The pattern corresponding to the alignment control protrusion on the density distribution mask (PM1) is the density distribution portion (NB), and the pattern corresponding to the flat portion is the halftone portion (HT).
次に、図10(c)〜(d)に示すように、透明層(46)の上面の全面に透明導電膜(43)、及びエッチングレジスト形成用の感光性樹脂層(70)を順次に形成する。
次に、図10(e)に示すように、配向制御突起上の感光性樹脂層を除去するパターンが形成されたフォトマスク(PM2)を介した露光(L2)を行って配向制御突起(Mv)上の感光性樹脂層を除去し、配向制御突起上の透明導電膜が露出したエッチングレジスト
(70E)を形成する。図10(e)においては、既に現像処理が終了し、エッチングレジスト(70E)が形成された状態のものを示してある。
Next, as shown in FIGS. 10C to 10D, a transparent conductive film (43) and a photosensitive resin layer (70) for forming an etching resist are sequentially formed on the entire upper surface of the transparent layer (46). Form.
Next, as shown in FIG. 10E, exposure (L2) is performed through a photomask (PM2) on which a pattern for removing the photosensitive resin layer on the alignment control protrusion is formed, thereby performing the alignment control protrusion (Mv). ) The photosensitive resin layer is removed, and an etching resist (70E) in which the transparent conductive film on the alignment control protrusion is exposed is formed. FIG. 10E shows a state in which the development process has already been completed and an etching resist (70E) has been formed.
次に、図10(f)に示すように、露出した透明導電膜の部分をエッチングによって除去し、エッチングレジスト(70E)を剥膜し液晶表示装置用カラーフィルタを得る。 Next, as shown in FIG. 10F, the exposed portion of the transparent conductive film is removed by etching, and the etching resist (70E) is removed to obtain a color filter for a liquid crystal display device.
図11は、本発明における透明層(46)を形成するために用いる濃度分布マスクの一例の説明図である。図11(a)は、図10(b)に示す濃度分布マスク(PM1)の断面図である。符号(NB)は、濃度分布マスク(PM1)上の配向制御突起(Mv)の形成に対応したパターンである濃度分布部であり、また、符号(HT)は、平坦部(45)の形成に対応したパターンであるハーフトーン部である。
図11(b)は、ハーフトーン部(HT)を拡大して示す平面図であり、また、図11(c)は、濃度分布部(NB)を拡大して示す平面図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an example of a density distribution mask used for forming the transparent layer (46) in the present invention. FIG. 11A is a cross-sectional view of the concentration distribution mask (PM1) shown in FIG. Reference numeral (NB) is a density distribution part which is a pattern corresponding to the formation of the alignment control protrusion (Mv) on the density distribution mask (PM1), and reference numeral (HT) is used to form the flat part (45). It is a halftone part which is a corresponding pattern.
FIG. 11B is an enlarged plan view showing the halftone part (HT), and FIG. 11C is an enlarged plan view showing the density distribution part (NB).
図11(b)、(c)に示すように、濃度分布マスク(PM1)のハーフトーン部(HT)には、市松模様状に配列された一様なサイズのドットが形成されている。また、濃度分布部(NB)には、市松模様状に配列されているが、サイズに大小のあるドットが形成されている。これらのドットは、紫外線を遮光する薄膜、例えば、クロム膜からなる。
図11(d)は、図11(b)に示すハーフトーン部(HT)の一部分を更に拡大して示す平面図である、また、図11(e)は、X−X線での断面図である。
図11(d)、(e)に示すように、このハーフトーン部(HT)は光を遮光するドットのライン(L)と光を透過するスペース(S)で構成されるドットのラインアンドスペースパターンである。
As shown in FIGS. 11B and 11C, dots of uniform size arranged in a checkered pattern are formed in the halftone portion (HT) of the density distribution mask (PM1). In the density distribution part (NB), dots that are arranged in a checkered pattern but are large and small are formed. These dots are made of a thin film that shields ultraviolet rays, for example, a chromium film.
FIG. 11D is a plan view showing a further enlarged portion of the halftone portion (HT) shown in FIG. 11B, and FIG. 11E is a cross-sectional view taken along line XX. It is.
As shown in FIGS. 11D and 11E, this halftone portion (HT) is a dot line-and-space composed of a dot line (L) that blocks light and a space (S) that transmits light. It is a pattern.
本発明における濃度分布マスク(PM1)は、このフォトマスク上のハーフトーン部(HT)のドットのラインアンドスペースパターンが、用いるフォトリソグラフィ法の系の解像度以下となっているフォトマスクである。
フォトリソグラフィ法の系とは、パターンを形成する際の光学系、フォトマスク、フォトレジスト、現像処理などのプロセス全体を指し、得られるパターンの解像度は、この系の解像度によって定まる。
The density distribution mask (PM1) in the present invention is a photomask in which the line and space pattern of dots of the halftone portion (HT) on the photomask is less than the resolution of the system of the photolithography method to be used.
The system of the photolithography method refers to the entire process such as an optical system, a photomask, a photoresist, and a development process when forming a pattern, and the resolution of the pattern to be obtained is determined by the resolution of this system.
図12は、図11(e)に示すハーフトーン部(HT)の断面を更に拡大して示すものであり、ハーフトーン部(HT)のスペース(S)(透明部分(開口部))を透過した光の、フォトレジスト上での強度分布を模式的に表したものある。図12(a)に示すように、ドットのラインアンドスペースパターンのピッチ(Pw)、及びラインの巾(Lw)が十分に大きければ、開口部を透過した光はフォトマスク上の像を形成する。しかし、図12(b)に示すように、例えば、ラインの巾(Lw)が狭くなると、隣り合った開口部からの光による回折によって像が分離できなくなる。ついには、開口部を透過した光は一様な強度分布に平均化されてしまう。 FIG. 12 is an enlarged view of the cross section of the halftone portion (HT) shown in FIG. 11 (e), which is transmitted through the space (S) (transparent portion (opening portion)) of the halftone portion (HT). Is a schematic representation of the intensity distribution of the light on the photoresist. As shown in FIG. 12A, if the pitch (Pw) and the line width (Lw) of the dot line and space pattern are sufficiently large, the light transmitted through the opening forms an image on the photomask. . However, as shown in FIG. 12B, for example, when the line width (Lw) becomes narrower, the images cannot be separated by diffraction by light from adjacent openings. Eventually, the light transmitted through the opening is averaged into a uniform intensity distribution.
すなわち、本発明においては、ドットのラインアンドスペースパターンをフォトリソグラフィ法の系の解像度以下とすることによって、フォトマスク上のハーフトーン部(HT)のラインアンドスペースパターンをラインアンドスペースの像を形成させるパターンとして機能させるのではなく、均一な光学濃度のハーフトーン部として機能させるものである。 That is, in the present invention, the line and space pattern of the halftone portion (HT) on the photomask is formed as a line and space image by setting the dot line and space pattern to be less than the resolution of the photolithography system. Instead of functioning as a pattern to be generated, it functions as a halftone portion having a uniform optical density.
ハーフトーン部としての実効の光学濃度は、単位面積に占めるラインとスペースの割合で表される。また、ラインアンドスペースのライン(L)は光を遮光する濃度(例えば、OD>2.5以上)を有し、スペース(S)は光を透過し、濃度は略ゼロである。従って、ラインの割合を調節することによって任意に実効の光学濃度を有するハーフトーン部(
半遮光部)を精度よく得ることができる。
The effective optical density as a halftone portion is expressed as a ratio of lines and spaces to a unit area. In addition, the line and space line (L) has a density that blocks light (for example, OD> 2.5 or more), the space (S) transmits light, and the density is substantially zero. Therefore, a halftone part having an effective optical density arbitrarily by adjusting the proportion of the line (
A semi-light-shielding portion) can be obtained with high accuracy.
また、図11(c)に示す濃度分布部(NB)は、説明上、ドットのサイズの大小は3段階のものを示してあるが、実際には、配向制御突起(Mv)の縦断面形状に対応し、その大小は細かなステップを有する多段階の、或いはステップのない大小が連続したドットとなっている。
図11(b)に示すハーフトーン部(HT)が、均一な光学濃度のハーフトーン部として機能する条件下においては、この濃度分布部(NB)は、配向制御突起(Mv)の縦断面形状の形成に対応した、連続した勾配の光学濃度を有する濃度分布部として機能する。
In addition, the density distribution portion (NB) shown in FIG. 11 (c) has three sizes of dot sizes for the sake of explanation. Actually, however, the longitudinal sectional shape of the orientation control protrusion (Mv) is shown. The size is a multi-stage dot having fine steps or a continuous dot having no steps.
Under the condition that the halftone portion (HT) shown in FIG. 11B functions as a halftone portion having a uniform optical density, the density distribution portion (NB) is a longitudinal sectional shape of the alignment control protrusion (Mv). It functions as a density distribution portion having a continuous gradient of optical density corresponding to the formation of.
尚、本発明における透明層(46)を形成するために用いる濃度分布マスクとしては、上記ドットのラインアンドスペースパターンに限定されるものではない。濃度分布マスクのハーフトーン部(HT)に関しては、例えば、透明基板上に、所望する光学濃度に相当する厚みで均一に成膜された、紫外線を遮光するクロム膜を用いることができる。或いは、透明基板上に、所望する光学濃度に相当する厚みで均一に成膜された、紫外線を減衰させる金属酸化物膜を用いることができる。
しかし、濃度分布マスクの濃度分布部(NB)の形成に関しては、上記2方法に比較して、前記ドットのラインアンドスペースパターンを用いる方法は、所望する勾配の光学濃度を有する濃度分布部を形成するのが容易である。
The density distribution mask used for forming the transparent layer (46) in the present invention is not limited to the above-mentioned dot line and space pattern. As for the halftone portion (HT) of the density distribution mask, for example, a chromium film that shields ultraviolet rays and is uniformly formed on a transparent substrate with a thickness corresponding to a desired optical density can be used. Alternatively, a metal oxide film that attenuates ultraviolet rays and is formed uniformly on the transparent substrate with a thickness corresponding to the desired optical density can be used.
However, with respect to the formation of the density distribution part (NB) of the density distribution mask, the method using the dot line and space pattern forms a density distribution part having a desired gradient optical density as compared with the above two methods. Easy to do.
図2は、請求項4に関わる液晶表示装置用カラーフィルタの一例を説明する断面図である。図2に示すように、このカラーフィルタは、ブラックマトリックス(41)、着色画素(42R、G、B)が形成されたガラス基板(40)上に、透明層(46)及び透明導電膜(43)が形成されたものである。
配向制御突起(Mv)は、赤色の着色画素(42R)、緑色の着色画素(42G)、青色の着色画素(42B)の各色の着色画素上に設けられている。赤色の着色画素(42R)上の配向制御突起(Mv−R)、緑色の着色画素(42G)上の配向制御突起(Mv−G)、青色の着色画素(42B)上の配向制御突起(Mv−B)は、各々の高さが異なっている例である(H5≠H6≠H7)。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a color filter for a liquid crystal display device according to a fourth aspect. As shown in FIG. 2, this color filter has a transparent layer (46) and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40) on which a black matrix (41) and colored pixels (42R, G, B) are formed. ) Is formed.
The alignment control protrusion (Mv) is provided on each color pixel of the red color pixel (42R), the green color pixel (42G), and the blue color pixel (42B). Alignment control protrusion (Mv-R) on the red colored pixel (42R), Alignment control protrusion (Mv-G) on the green colored pixel (42G), Alignment control protrusion (Mv) on the blue colored pixel (42B) -B) is an example in which each height is different (H5 ≠ H6 ≠ H7).
このような同一カラーフィルタ上に異なった高さを有する3種の配向制御突起を形成する際には、上記濃度分布マスクの濃度分布部(NB)を各々の配向制御突起の高さに対応させた濃度分布部とすることによって容易に3種の配向制御突起を1工程で得ることができる。 When three kinds of alignment control protrusions having different heights are formed on the same color filter, the density distribution portion (NB) of the density distribution mask is made to correspond to the height of each alignment control protrusion. By using the concentration distribution portion, three types of alignment control protrusions can be easily obtained in one step.
従って、本発明によれば、例えば、前記特開2000−267079号公報における、高さの異なる2種の配向制御突起をカラーフィルタに設ける際の、配向制御突起を形成する工程は2工程ではなく、1工程でよいものとなる。
すなわち、前記、青色の着色画素上に設ける配向制御突起を他より高くして青色の着色画素の透過率の低下を補償することが容易に行えるので、液晶材料の複屈折の波長分散に起因した、各色画素の透過率の差による白表示時の色付きを軽減するのに有効である。
Therefore, according to the present invention, for example, the step of forming the alignment control protrusions when providing two kinds of alignment control protrusions having different heights in the color filter in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-267079 is not two steps. One step is sufficient.
That is, the alignment control protrusion provided on the blue colored pixel can be easily made higher than the others to compensate for the decrease in the transmittance of the blue colored pixel, resulting in the birefringence wavelength dispersion of the liquid crystal material. This is effective in reducing the coloring at the time of white display due to the difference in transmittance of each color pixel.
また、本発明は、着色画素上に形成された突起の幅が、各色の着色画素毎に異なることを特徴としている。異なった幅を有する複数種の突起を形成する際には、上記同様に濃度分布マスクの濃度分布部(NB)を各々の突起の幅に対応させた濃度分布部とすることによって容易に得ることができる。 Further, the present invention is characterized in that the width of the protrusion formed on the colored pixel is different for each colored pixel. When a plurality of types of projections having different widths are formed, the density distribution portion (NB) of the density distribution mask can be easily obtained by making the density distribution portion corresponding to the width of each projection in the same manner as described above. Can do.
図3は、請求項6に関わる液晶表示装置用カラーフィルタの一例を説明する断面図である。図3に示すように、このカラーフィルタは、ブラックマトリックス(41)、着色画素(42)が形成されたガラス基板(40)上に、透明層(46)及び透明導電膜(43
)が形成されたものである。
突起は、同一の着色画素(42)上に2個設けられており、第一突起は配向制御突起(Mv)であり、第二突起はフォトスペサー(Ps)であり、高さが異なっている例である(H8≠H9)。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a color filter for a liquid crystal display device according to a sixth aspect. As shown in FIG. 3, this color filter has a transparent layer (46) and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40) on which a black matrix (41) and colored pixels (42) are formed.
) Is formed.
Two protrusions are provided on the same colored pixel (42), the first protrusion is an alignment control protrusion (Mv), the second protrusion is a photospacer (Ps), and the heights are different. This is an example (H8 ≠ H9).
このような同一着色画素上に異なった高さを有する複数種の突起を形成する際には、前記請求項4に関わる発明と同様に、濃度分布マスクの濃度分布部(NB)を各々の配向制御突起の高さに対応させた濃度分布部とすることによって容易に製造することができる。 When a plurality of types of protrusions having different heights are formed on the same colored pixel, the density distribution portion (NB) of the density distribution mask is aligned with each orientation in the same manner as the invention according to the fourth aspect. It can be easily manufactured by using a concentration distribution portion corresponding to the height of the control protrusion.
また、本発明は、突起が同一の着色画素に複数個ある際に、複数個の突起は配向制御突起とフォトスペーサーであり、複数個の突起の幅が異なることを特徴としている。この際にも、上記同様に濃度分布マスクの濃度分布部(NB)を各々の突起の幅に対応させた濃度分布部とすることによって容易に得ることができる。例えば、上記第一突起の配向制御突起(Mv)と第二突起のフォトスペサー(Ps)で幅が異なったものとなる。 In addition, the present invention is characterized in that when a plurality of protrusions are provided in the same colored pixel, the plurality of protrusions are alignment control protrusions and photo spacers, and the widths of the plurality of protrusions are different. In this case as well, the density distribution portion (NB) of the concentration distribution mask can be easily obtained by making it a density distribution portion corresponding to the width of each protrusion as described above. For example, the first projection orientation control projection (Mv) and the second projection photospacer (Ps) have different widths.
上記のように、本発明における付随的なものとしては、濃度分布マスクとして、配向制御突起(Mv)の形成に対応した第一濃度分布部(図示せず)と、前記図6に示すフォトスペーサー(44)の形成に対応した第二濃度分布部(図示せず)を設けた濃度分布マスクを用いることによって、配向制御突起とフォトスペーサーを同時に1工程で形成することが可能である。 As described above, as an incidental thing in the present invention, as the concentration distribution mask, the first concentration distribution portion (not shown) corresponding to the formation of the alignment control protrusion (Mv), and the photo spacer shown in FIG. By using a concentration distribution mask provided with a second concentration distribution portion (not shown) corresponding to the formation of (44), it is possible to simultaneously form the alignment control protrusion and the photo spacer in one step.
4、7、8、9・・・カラーフィルタ
20・・・TFT基板
21・・・液晶分子
22a、22b、23、83、93、Mv・・・(配向制御)突起
40、50・・・透明基板(ガラス基板)
41・・・ブラックマトリックス
42・・・着色画素
42R・・・赤色の着色画素
42G・・・緑色の着色画素
42B・・・青色の着色画素
43・・・透明導電膜
44、Ps・・・フォトスペーサー
45・・・平坦部
46・・・透明層
60・・・透明感光性樹脂層
70・・・感光性樹脂層
70E・・・エッチングレジスト
80・・・MVA−LCD
H2・・・ストライプ状の配向制御突起の高さ
H3・・・円形の配向制御突起の高さ
H4〜H9・・・(配向制御)突起の高さ
L1、L2・・・露光光
PM1・・・濃度分布マスク
PM2・・・フォトマスク
HT・・・ハーフトーン部
NB・・・濃度分布部
W2・・・ストライプ状の配向制御突起の幅
W3・・・円形の配向制御突起の幅
W5〜W9・・・(配向制御)突起の幅
4, 7, 8, 9 ...
41 ...
H2 ... Height of the stripe-shaped alignment control protrusion H3 ... Height of the circular alignment control protrusion H4 to H9 ... (Alignment control) Height of the protrusion L1, L2 ... Exposure light PM1. Concentration distribution mask PM2 ... Photomask HT ... Halftone part NB ... Concentration distribution part W2 ... Width W3 of stripe-shaped alignment control protrusions ... Width W5 to W9 of circular alignment control protrusions ... (Orientation control) Projection width
Claims (9)
1)前記透明層は、着色画素上に設けた透明感光性樹脂層への濃度分布マスクを介した露光、現像処理によって形成された突起と平坦部からなり、
2)前記透明導電膜は、上記透明層の上面の全面に設けた透明導電膜へのフォトエッチングによって上記突起上の部分は除去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 for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel, a transparent layer, and a transparent conductive film are sequentially formed on a transparent substrate,
1) The transparent layer is composed of projections and flat portions formed by exposure and development processing through a density distribution mask to a transparent photosensitive resin layer provided on a colored pixel,
2) The color filter for a liquid crystal display device, wherein the transparent conductive film has a portion on the protrusion removed by photoetching the transparent conductive film provided on the entire upper surface of the transparent layer.
1)前記ブラックマトリックス、着色画素が形成された透明基板上に、透明層形成用の透明感光性樹脂層を形成し、
2)該透明感光性樹脂層に前記透明層を構成する突起と平坦部に対応したパターンが形成された濃度分布マスクを介した露光、現像処理を行って透明層を形成し、
3)該透明層の上面の全面に透明導電膜、及びエッチングレジスト形成用の感光性樹脂層を順次に形成し、
4)上記突起上の感光性樹脂層を除去するパターンが形成されたフォトマスクを介した露光、現像処理を行って突起上の感光性樹脂層を除去し、突起上の透明導電膜が露出したエッチングレジストを形成し、
5)該露出した透明導電膜の部分をエッチングによって除去し、エッチングレジストを剥膜し製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 In the method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel, a transparent layer, and a transparent conductive film are sequentially formed on a transparent substrate,
1) A transparent photosensitive resin layer for forming a transparent layer is formed on the transparent substrate on which the black matrix and the colored pixels are formed.
2) The transparent photosensitive resin layer is subjected to exposure and development processing through a density distribution mask in which a pattern corresponding to the protrusions and flat portions constituting the transparent layer is formed to form a transparent layer,
3) A transparent conductive film and a photosensitive resin layer for forming an etching resist are sequentially formed on the entire upper surface of the transparent layer,
4) The photosensitive resin layer on the protrusion was removed by exposing and developing through a photomask on which a pattern for removing the photosensitive resin layer on the protrusion was formed, and the transparent conductive film on the protrusion was exposed. Forming an etching resist,
5) A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, wherein the exposed portion of the transparent conductive film is removed by etching, and an etching resist is peeled off.
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