JP2007225715A - Method for producing color filter for liquid crystal display device and color filter for liquid crystal display device - Google Patents
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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、積層フォトスペーサーを有するカラーフィルタにおいて、効率よく所望する高さの積層フォトスペーサーを設けることのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device, and in particular, in a color filter having a laminated photo spacer, a method for producing a color filter for a liquid crystal display device capable of efficiently providing a laminated photo spacer having a desired height. About.
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、所謂、顔料分散フォトレジストを用いて塗膜を設け、この塗膜への露光、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 pixel (42) is 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, so-called pigment-dispersed photoresist. A method is employed in which colored pixels are formed by exposure to a film and development.
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、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。
For example, 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７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７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. 7 is a partial cross-sectional view of such a color filter for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 7, in the color filter (7) for a 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.
また、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、多くの液晶表示装置に用いられているＴＮ型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
Also, for example, an alignment 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 used in many liquid crystal display devices, in principle, it is difficult to obtain a wide viewing angle. In a halftone display state, light leaks at an oblique viewing angle, and the contrast is lowered and displayed. Quality deteriorates. That is, there is a problem that the viewing angle with good contrast is narrow.
このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し、複数の方向で均一な中間調表示をするようにした、すなわち視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置（ＭＶＡ、Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ−ＬＣＤ）が開発された。 As one technique for solving such a problem, the liquid crystal molecules in one pixel are controlled so that the alignment direction of the liquid crystal molecules is not a single direction but a plurality of directions, and uniform halftone display is performed in a plurality of directions. In other words, an alignment-divided vertical alignment type liquid crystal display (MVA, Multi-domain Vertical Alignment-LCD) having a wide viewing angle has been developed.
図８（ａ）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８（ａ）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側基板（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. 8A is an explanatory diagram schematically showing a cross section of such an MVA-LCD. As shown in FIG. 8A, the MVA-LCD (80) includes a TFT side substrate (20) provided with alignment control protrusions (22a) and (22b) via liquid crystal molecules (21), and an alignment control. The color filter (8) provided with the protrusions (23) is arranged, but the alignment control protrusions (22a), (22b) and the alignment control protrusions (23) are provided at alternate positions in one pixel. ing.
図８（ａ）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。
図８（ａ）に示す例では、一画素が２分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が２方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。また、図８（ｂ）、（ｃ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルタの他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。一画素内で液晶分子の傾斜方向が多方向になる。
As shown by the thick white arrow in FIG. 8A, in the state at the time of voltage application, the liquid crystal molecules between the alignment control protrusion (22a) to the alignment control protrusion (23) are inclined diagonally to the left in the figure. The liquid crystal molecules between the alignment 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.
In the example shown in FIG. 8A, one pixel is divided into two, and the tilt direction of the liquid crystal molecules is two in one pixel, and the liquid crystal display device has excellent viewing angle characteristics. 8B and 8C are an enlarged plan view and a cross-sectional view showing another pixel of another example of the color filter for MVA-LCD. This example is a color filter (9) on which an orientation control protrusion (93) having a circular planar shape is formed. The tilt direction of the liquid crystal molecules becomes multidirectional within one pixel.
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、上記スペーサー機能、配向分割機能の他に、高信頼性機能、透過・反射併用機能、分光特性調整機能、光路調整機能、光分散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）にスペーサー機能及び配向分割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８に示す配向制御突起（９３）を形成し、続いて図７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。
Functions added to the color filter (4) shown in FIG. 4 include the above-described spacer function and orientation dividing function, as well as a high reliability function, combined transmission and reflection function, spectral characteristic adjustment function, optical path adjustment function, and light dispersion. Function etc. are given. 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 a spacer function and an orientation division 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. 8 is formed, and then the photo spacer (44) shown in FIG. 7 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.
これに対し、図６は、基本となるカラーフィルタに配向制御突起とフォトスペーサーを具備させたカラーフィルタの一例の部分断面図であるが、このカラーフィルタは、そのフォトスペーサーが積層構造となっている。フォトスペーサーを構成する複数の中間層を着色画素の形成と同時に形成し、また、フォトスペーサーを構成する上部パターンを配向制御突起の形成と同時に形成することによって、フォトスペーサーを形成するための上記追加する工程を低減させ、配向制御突起とフォトスペーサーを具備させたカラーフィルタを廉価に製造することができる。 On the other hand, FIG. 6 is a partial cross-sectional view of an example of a color filter in which an alignment control protrusion and a photo spacer are provided on a basic color filter. This color filter has a laminated structure of the photo spacer. Yes. The above-mentioned addition for forming a photo spacer by forming a plurality of intermediate layers constituting the photo spacer simultaneously with the formation of the colored pixels and forming an upper pattern constituting the photo spacer simultaneously with the formation of the alignment control protrusion. Therefore, the color filter including the alignment control protrusion and the photo spacer can be manufactured at low cost.
図６に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（図示せず）と同時に形成された画素内遮光部（４１Ｐ）、着色画素（４２）、配向制御用突起（Ｍｖ）、積層フォトスペーサー（Ｐｓ）が形成されたものである。
この一例として示す積層フォトスペーサー（Ｐｓ）は、画素内遮光部（４１Ｐ）上の第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）と、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）と、第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成である。積層フォトスペーサー（Ｐｓ）の高さは、第一色目の着色画素（４２）の上面から積層フォトスペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面までの高さ（Ｈ）である。
As shown in FIG. 6, this color filter has a light shielding portion (41P) within a pixel, a colored pixel (42), an alignment control protrusion (which is formed simultaneously with a black matrix (not shown) on a glass substrate (40). Mv), a laminated photospacer (Ps) is formed.
The laminated photo spacer (Ps) shown as an example includes an extension pattern (P1) of the first color pixel on the in-pixel light shielding portion (41P), a spacer pattern (P2) of the second color, and a third color spacer. The spacer pattern (P3) and the upper pattern (P4) are stacked. The height of the laminated photo spacer (Ps) is the height (H) from the upper surface of the first color pixel (42) to the upper surface of the upper pattern (P4) of the laminated photo spacer.
第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）は、第一色目の着色画素（４２）を延長したものである。第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）は、第二色目の着色画素（図示せず）の形成と同時に形成されたものである。また、第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）は、第三色目の着色画素（図示せず）の形成と同時に形成されたものである。また、積層フォトスペーサーの上部パターン（Ｐ４）は、配向制御突起（Ｍｖ）の形成と同時に形成されたものである。従って、フォトスペーサーを形成するための前記追加工程は不要なものとなる。
尚、図６において、着色画素（４２）上に設けられる透明導電膜は省略してある。
The extension pattern (P1) of the first color pixel is an extension of the first color pixel (42). The second color spacer pattern (P2) is formed simultaneously with the formation of the second color coloring pixels (not shown). The third-color spacer pattern (P3) is formed simultaneously with the formation of the third-color colored pixels (not shown). The upper pattern (P4) of the laminated photospacer is formed simultaneously with the formation of the alignment control protrusion (Mv). Therefore, the additional step for forming the photospacer is unnecessary.
In FIG. 6, the transparent conductive film provided on the colored pixel (42) is omitted.
スペーサー機能を有するフォトスペーサーの高さは、液晶表示装置の仕様により各々異なった高さとなっている。従って、設定された高さにするために、積層フォトスペーサーの形成に際しては、画素内遮光部（４１Ｐ）、積層フォトスペーサーを構成する各層（Ｐ１〜Ｐ４）の高さ、及びサイズを調整することになる。
しかし、定められた色度のカラーフィルタとするためには、カラーフィルタを構成する各着色画素の膜厚を優先的に確保することになるので、着色画素の形成と同時に形成される各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを調整できる範囲には自ずから制約が伴う。
The height of the photo spacer having the spacer function is different depending on the specification of the liquid crystal display device. Therefore, in order to obtain the set height, when forming the laminated photo spacer, the height and size of the light shielding portion (41P) in the pixel and each layer (P1 to P4) constituting the laminated photo spacer are adjusted. become.
However, in order to obtain a color filter having a predetermined chromaticity, the thickness of each colored pixel constituting the color filter is preferentially secured, so that each layer (P1) formed at the same time as the colored pixel is formed. The range in which the height of P3) can be adjusted is naturally limited.
このことは、配向制御突起（Ｍｖ）においても同様であり、配向制御突起（Ｍｖ）の形成と同時に形成される上部パターン（Ｐ４）の高さを調整できる範囲には自ずから制約が伴ったものとなる。
従って、設定された高さの積層フォトスペーサーを形成する際の、各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを調整では、画素内遮光部（４１Ｐ）において高さの調整を主に行うことになる。すなわち、画素内遮光部（４１Ｐ）に依存する量が多くなってくる。
The same applies to the alignment control protrusion (Mv), and the range in which the height of the upper pattern (P4) formed simultaneously with the formation of the alignment control protrusion (Mv) can be adjusted naturally. Become.
Therefore, in adjusting the height of each layer (P1 to P3) when forming the laminated photo spacer of the set height, the height adjustment is mainly performed in the in-pixel light shielding portion (41P). That is, the amount depending on the in-pixel light shielding portion (41P) increases.
一方、図３は、画素内遮光部（４１Ｐ）が設けられていないカラーフィルタの一例の部分断面図である。このカラーフィルタの積層フォトスペーサー（Ｐｓ）は、各層（Ｐ１〜Ｐ４）を積層した構成であるが、積層フォトスペーサーの下方には画素内遮光部（４１Ｐ）が設けられていない。
このような構成のカラーフィルタにおいては、高さの調整を主に担う前記図６に示す画素内遮光部（４１Ｐ）に代わり各層（Ｐ１〜Ｐ４）の高さを調整することによって、設定された高さの積層フォトスペーサーを形成することになる。
On the other hand, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of an example of a color filter in which the in-pixel light shielding portion (41P) is not provided. The laminated photospacer (Ps) of this color filter has a configuration in which the layers (P1 to P4) are laminated, but the in-pixel light shielding portion (41P) is not provided below the laminated photospacer.
In the color filter having such a configuration, it is set by adjusting the height of each layer (P1 to P4) instead of the in-pixel light shielding portion (41P) shown in FIG. A stacked photo spacer having a height will be formed.
すなわち、上記各層（Ｐ１〜Ｐ４）の内、３層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを高くする際には、例えば、各層（Ｐ１〜Ｐ３）の形成に用いるフォトレジストとして、標準より顔料濃度の低い顔料分散フォトレジストを調製する。
この顔料濃度の低い顔料分散フォトレジストを用い、各色の着色画素の膜厚を標準より高く形成することによって色度を標準色度と同等に確保する。且つ、これに伴って各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを標準の顔料分散フォトレジストを用いた際の高さより高いものとする。
That is, among the above layers (P1 to P4), when increasing the height of three layers (P1 to P3), for example, as a photoresist used for forming each layer (P1 to P3), the pigment concentration is higher than the standard. A low pigment dispersed photoresist is prepared.
Using this pigment-dispersed photoresist having a low pigment concentration, the thickness of the colored pixels of each color is formed higher than the standard, thereby ensuring the chromaticity equal to the standard chromaticity. And in connection with this, the height of each layer (P1-P3) shall be higher than the height at the time of using a standard pigment dispersion photoresist.
また逆に、上記各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを低くする際には、例えば、各層（Ｐ１〜Ｐ３）の形成に用いるフォトレジストとして、標準より顔料濃度の高い顔料分散フォトレジストを調製する。
この顔料濃度の高い顔料分散フォトレジストを用い、各色の着色画素の膜厚を標準より低く形成することによって色度を標準色度と同等に確保する。且つ、これに伴って各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを標準の顔料分散フォトレジストを用いた際の高さより低いものとする。
Conversely, when the height of each of the layers (P1 to P3) is lowered, for example, a pigment-dispersed photoresist having a pigment concentration higher than the standard is prepared as a photoresist used for forming each layer (P1 to P3). .
Using this pigment-dispersed photoresist having a high pigment concentration, the chromaticity is ensured to be equal to the standard chromaticity by forming the colored pixel film thickness of each color lower than the standard. In connection with this, the height of each layer (P1 to P3) is made lower than the height when a standard pigment-dispersed photoresist is used.
しかしながら、図３に示す画素内遮光部が設けられていないカラーフィルタにおいて、品目毎に積層フォトスペーサーの高さが異なるカラーフィルタを製造する場合には、顔料濃度の異なる顔料分散フォトレジストを複数種、在庫として保有し、また頻繁に切り替えることになり、生産性は著しく阻害される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ガラス基板上に少なくとも着色画素、配向制御突起及び積層フォトスペーサーが順次に形成された液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、積層フォトスペーサーを構成する着色画素の延長パターン又はスペーサーパターンの高さ調整して積層フォトスペーサーを形成する際に、顔料濃度の異なる顔料分散レジストを用いることなく、所望する高さを有する積層フォトスペーサーを形成することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造した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。
The present invention has been made in view of the above problems, and in a method for producing a color filter for a liquid crystal display device, in which at least a colored pixel, an alignment control protrusion, and a laminated photospacer are sequentially formed on a glass substrate, the laminated photospacer is provided. When forming the laminated photo spacer by adjusting the height of the extension pattern or spacer pattern of the colored pixels constituting the laminated photo spacer, a laminated photo spacer having a desired height is formed without using a pigment dispersion resist having a different pigment concentration. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
It is another object of the present invention to provide a color filter for a liquid crystal display device manufactured using the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
本発明は、ガラス基板上に少なくとも着色画素及び該着色画素の形成と同時に形成された着色画素の延長パターン又はスペーサーパターン、配向制御突起及び該配向制御突起の形成と同時に形成された上部パターンが順次に形成され、該延長パターン又はスペーサーパターンと該上部パターンで構成される積層フォトスペーサーが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記着色画素の形成に用いる顔料分散フォトレジストとして、経時による粘度の増粘過程にある顔料分散フォトレジストを用い、用いる顔料分散フォトレジストの粘度の高低によって前記延長パターン又はスペーサーパターンの高さの高低を調節し、所望する高さの積層フォトスペーサーを設けることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 In the present invention, at least a colored pixel and an extended pattern or spacer pattern of a colored pixel formed simultaneously with the formation of the colored pixel on the glass substrate, an alignment control protrusion, and an upper pattern formed simultaneously with the formation of the alignment control protrusion are sequentially formed. In the method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with a laminated photo spacer comprising the extended pattern or the spacer pattern and the upper pattern, a pigment-dispersed photoresist used for forming the colored pixels is Using a pigment-dispersed photoresist that is in the process of increasing the viscosity by adjusting the height of the extension pattern or spacer pattern according to the viscosity of the pigment-dispersed photoresist used, and providing a laminated photo-spacer with a desired height Of a color filter for a liquid crystal display device It is a production method.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記粘度の増粘過程における増粘率が、常温にて１〜４ｍＰａ・ｓ／６０日の範囲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の製造方法である。 In the method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, the viscosity increasing rate in the viscosity increasing process is in the range of 1 to 4 mPa · s / 60 days at room temperature. This is a method for producing a color filter for a liquid crystal display device.
また、本発明は、請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
Moreover, this invention is manufactured using the manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices of
本発明は、ガラス基板上に少なくとも着色画素及び該着色画素の形成と同時に形成された着色画素の延長パターン又はスペーサーパターン、配向制御突起及び該配向制御突起の形成と同時に形成された上部パターンが順次に形成され、該延長パターン又はスペーサーパターンと該上部パターンで構成される積層フォトスペーサーが設けられた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記着色画素の形成に用いる顔料分散フォトレジストとして、経時による粘度の増粘過程にある顔料分散フォトレジストを用い、用いる顔料分散フォトレジストの粘度の高低によって前記延長パターン又はスペーサーパターンの高さの高低を調節し、所望する高さの積層フォトスペーサーを設けるので、顔料濃度の異なる顔料分散レジストを用いることなく、所望する高さを有する積層フォトスペーサーを形成することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。 In the present invention, at least a colored pixel and an extended pattern or spacer pattern of a colored pixel formed simultaneously with the formation of the colored pixel on the glass substrate, an alignment control protrusion, and an upper pattern formed simultaneously with the formation of the alignment control protrusion are sequentially formed. In the method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with a laminated photo spacer comprising the extended pattern or the spacer pattern and the upper pattern, a pigment-dispersed photoresist used for forming the colored pixels is Using a pigment-dispersed photoresist that is in the process of increasing the viscosity by adjusting the height of the extension pattern or spacer pattern according to the viscosity of the pigment-dispersed photoresist used, and providing a laminated photo-spacer with a desired height So use pigment dispersion resists with different pigment concentrations And without a method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device capable of forming a laminated photo spacer with a desired height.
また、本発明は、粘度の増粘過程における増粘率が、常温にて１〜４ｍＰａ・ｓ／６０日の範囲であるので、顔料分散フォトレジストの粘度の高低による延長パターン又はスペーサーパターンの高さの高低調節が良好におこなわれる。
上記により、この種の液晶表示装置用カラーフィルタを廉価に提供することができる。
Further, in the present invention, since the thickening rate in the viscosity increasing process is in the range of 1 to 4 mPa · s / 60 days at room temperature, the extension pattern or the spacer pattern is high due to the high or low viscosity of the pigment-dispersed photoresist. The height is adjusted well.
As described above, this type of color filter for a liquid crystal display device can be provided at low cost.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者は、一般に、基板上に既にパターンが形成された、その既存のパターン上に、次のパターンを形成するために塗布されるフォトレジストの塗膜の、該既存のパターン上の高さは、塗布されるフォトレジストの粘度に影響される。すなわち、粘度が高くなるに従
い、既存のパターン上に塗布されるフォトレジストの塗膜の高さは高くなることに着目した。
また、着色画素の形成に用いる顔料を分散させたフォトレジスト、所謂、顔料分散フォトレジストにおいては、時間の経過とともに粘度が増加する、すなわち、増粘する性向があることに着目し、本発明をするに至った。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present inventor generally knows that the height of the photoresist coating applied to form the next pattern on the existing pattern, on which the pattern has already been formed, on the existing pattern. Is affected by the viscosity of the applied photoresist. That is, it was noted that as the viscosity increases, the height of the photoresist coating applied on the existing pattern increases.
In addition, in a photoresist in which a pigment used for forming a colored pixel is dispersed, so-called pigment-dispersed photoresist, the viscosity increases with time, i.e., there is a tendency to increase the viscosity. It came to do.
図９は、既存のパターン上に塗布される塗膜の高さの挙動を説明する断面図である。図９（ａ）は、粘度の低いフォトレジストを用いた際の塗膜の高さと、既存のパターン上に塗布されるフォトレジストの塗膜の高さとの関係を説明する断面図である。
図９（ａ）に示すように、ガラス基板（５０）上には、高さ（Ｄ１）、幅（Ｗ１）のパターン（５１）が既に形成されている。パターン（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に粘度の低いフォトレジストを用いて塗膜（６２）を形成すると、パターン（５１）上の粘度の低いフォトレジストは、塗膜（６２）中へ流動、延展し易く、パターン（５１）上の塗膜の高さ（Ｄ３）は低いものとなる。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the behavior of the height of a coating film applied on an existing pattern. FIG. 9A is a cross-sectional view illustrating the relationship between the height of a coating film when a photoresist having a low viscosity is used and the height of a coating film of a photoresist applied on an existing pattern.
As shown to Fig.9 (a), the pattern (51) of height (D1) and width (W1) has already been formed on the glass substrate (50). When the coating film (62) is formed on the glass substrate (50) on which the pattern (51) is formed using the low-viscosity photoresist, the low-viscosity photoresist on the pattern (51) is converted into the coating film (62). It is easy to flow and spread inward, and the height (D3) of the coating film on the pattern (51) is low.
また、図９（ｂ）は、粘度の高いフォトレジストを用いた際の塗膜の高さと、既存のパターン上に塗布されるフォトレジストの塗膜の高さとの関係を説明する断面図である。
図９（ｂ）に示すように、ガラス基板（５０）上には、高さ（Ｄ１）、幅（Ｗ１）のパターン（５１）が既に形成されている。このガラス基板（５０）上に粘度の高いフォトレジストを用いて、図９（ａ）に示す塗膜（６２）と同一高さ（Ｄ２）の塗膜（６２’）を形成すると、パターン（５１）上の粘度の高いフォトレジストは塗膜（６２’）中へ流動、延展は少ないので、パターン（５１）上の塗膜の高さ（Ｄ５）は高いものとなる（Ｄ５＞Ｄ３）。
FIG. 9B is a cross-sectional view for explaining the relationship between the height of the coating film when a high-viscosity photoresist is used and the height of the coating film of the photoresist applied on the existing pattern. .
As shown in FIG. 9B, a pattern (51) having a height (D1) and a width (W1) is already formed on the glass substrate (50). When a coating film (62 ′) having the same height (D2) as the coating film (62) shown in FIG. 9A is formed on the glass substrate (50) using a high-viscosity photoresist, a pattern (51 The high-viscosity photoresist above flows and spreads little into the coating film (62 '), so the coating film height (D5) on the pattern (51) is high (D5> D3).
このような現象は、前記、顔料濃度の低い顔料分散フォトレジストを用い、各色の着色画素の膜厚を標準より高く形成することによって色度を標準色度と同等に確保し、且つ、これに伴って各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを標準の顔料分散フォトレジストを用いた際の高さより高いものとするといった手法によらず、既存のパターン上に塗布されるフォトレジストの塗膜の高さを調節することが可能であることを示唆している。 Such a phenomenon is achieved by using a pigment-dispersed photoresist having a low pigment concentration and forming the colored pixel film thickness of each color higher than the standard to ensure the chromaticity equal to the standard chromaticity and Accordingly, the height of the coating film of the photoresist applied on the existing pattern is not dependent on the method of making the height of each layer (P1 to P3) higher than the height when the standard pigment-dispersed photoresist is used. This suggests that it is possible to adjust the thickness.
また、着色画素の形成に用いる顔料分散フォトレジストは、例えば、高分子樹脂に顔料を分散剤を用いて分散させ、この分散液に重合性モノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤などを添加して調製されるものであるが、フォトレジスト中の微小な顔料粒子は凝集し易く、この顔料粒子が核となってフォトレジストに凝集体が生じ粘度は高くなり易いものである。すなわち、顔料分散フォトレジストは経時により増粘する性向を有する。 The pigment-dispersed photoresist used for forming the colored pixels is, for example, a pigment dispersed in a polymer resin using a dispersant, and a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, a sensitizer, a solvent, etc. are dispersed in the dispersion. Although it is prepared by adding, fine pigment particles in the photoresist are likely to aggregate, and the pigment particles are used as nuclei to form aggregates in the photoresist, resulting in a high viscosity. That is, the pigment-dispersed photoresist has a tendency to increase in viscosity over time.
例えば、図１０は、顔料分散フォトレジストの一例における増粘の挙動を示す説明図である。図１０に示す顔料分散フォトレジストは、調製直後から１０°Ｃにて４週間保冷したものを、常温（２３℃）に戻し、常温下での経時による増粘の挙動を表したものである。
図１０に示すように、常温に戻した時点での粘度３．１（ｍＰ・ｓ）は、５日後には粘度３．９と増加し、０．８／５日の増粘率をもって増粘する。また、この常温下での増粘率は保冷下での増粘率（図示せず）より高いことからして、増粘は温度により加速される。
For example, FIG. 10 is an explanatory diagram showing the behavior of thickening in an example of a pigment-dispersed photoresist. The pigment-dispersed photoresist shown in FIG. 10 shows a behavior of thickening over time at room temperature (23 ° C.) after being kept cold at 10 ° C. for 4 weeks immediately after preparation.
As shown in FIG. 10, the viscosity 3.1 (mP · s) at the time of returning to normal temperature increases to a viscosity of 3.9 after 5 days, and increases with a viscosity increase rate of 0.8 / 5 days. To do. Further, since the thickening rate under normal temperature is higher than the thickening rate under cooling (not shown), the thickening is accelerated by temperature.
本発明においては、前記顔料濃度の低い顔料分散フォトレジストを用いず、経時による粘度の増粘過程にある標準の顔料濃度の顔料分散フォトレジストを用い、高い粘度時の顔料分散フォトレジストを選択し、前記延長パターン又はスペーサーパターンの高さを高く調節し、また、低い粘度時の顔料分散フォトレジストを選択し、前記延長パターン又はスペーサーパターンの高さを低く調節する。 In the present invention, a pigment-dispersed photoresist having a high viscosity is selected by using a pigment-dispersed photoresist having a standard pigment concentration in the process of increasing the viscosity over time, without using the pigment-dispersed photoresist having a low pigment concentration. The height of the extension pattern or spacer pattern is adjusted to be high, and a pigment-dispersed photoresist having a low viscosity is selected, and the height of the extension pattern or spacer pattern is adjusted to be low.
図１は、本発明における延長パターン又はスペーサーパターンの高さの調節を説明する部分断面図である。図１に示すように、このカラーフィルタには積層フォトスペーサーの下方に画素内遮光部が設けられていない。また、積層フォトスペーサーは、第一色目の着色画素（４２−１）上に設けられており、隣接する第二色目の着色画素（４２−２）、第三色目の着色画素（４２−３）上には設けられていない。すなわち、例えば、赤、緑、青の三原色の着色画素を色再現の１ユニットとした際、１ユニットあたり１個の積層フォトスペーサーが赤色の着色画素上に設けられた例である。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view for explaining the adjustment of the height of the extension pattern or spacer pattern in the present invention. As shown in FIG. 1, this color filter is not provided with an in-pixel light shielding portion below the laminated photo spacer. The laminated photospacer is provided on the first color pixel (42-1), and the adjacent second color pixel (42-2) and third color pixel (42-3). It is not provided above. That is, for example, when three colored pixels of three primary colors of red, green, and blue are used as one unit for color reproduction, one laminated photo spacer is provided on the red colored pixel per unit.
図１（ａ）は、顔料分散フォトレジストの経時による粘度の増粘過程の中央値より高い粘度を有する顔料分散フォトレジストを用いた際の説明図である。図１（ａ）に示すように、ガラス基板（４０）上に第一色目の着色画素（４２−１）が形成され、この第一色目の着色画素（４２−１）の形成と同時に第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）が形成されている。
次に、ガラス基板（４０）上に第二色目の着色画素（４２−２）が形成され、同時に第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）が第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）上に形成されている。続いて、第三色目の着色画素（４２−３）が形成され、同時に第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）が第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）上に形成されている。
FIG. 1A is an explanatory diagram when a pigment-dispersed photoresist having a viscosity higher than the median value of the viscosity increasing process over time of the pigment-dispersed photoresist is used. As shown in FIG. 1 (a), a first color pixel (42-1) is formed on a glass substrate (40), and the first color pixel (42-1) is formed at the same time as the first color pixel (42-1). An extension pattern (P1) of colored pixels is formed.
Next, a colored pixel (42-2) of the second color is formed on the glass substrate (40), and at the same time, a spacer pattern (P2) of the second color is formed on the extended pattern (P1) of the colored pixel of the first color. Is formed. Subsequently, the third color pixel (42-3) is formed, and at the same time, the third color spacer pattern (P3) is formed on the second color spacer pattern (P2).
第一色目の着色画素（４２−１）、第二色目の着色画素（４２−２）、及び第三色目の着色画素（４２−３）は同一の高さ（Ｔ0 ）に形成されている。第一色目の着色画素（４２−１）の高さ（Ｔ0 ）と第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）の高さ（Ｔ1 ）は同一である。第二色目の着色画素（４２−２）の高さ（Ｔ0 ）と第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ2 ）は、Ｔ0 ＞Ｔ2 の関係にある。また、第三色目の着色画素（４２−３）の高さ（Ｔ0 ）と第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ3 ）は、Ｔ0 ＞Ｔ3 の関係にある。 The first color pixel (42-1), the second color pixel (42-2), and the third color pixel (42-3) are formed at the same height (T 0 ). . First color colored pixels height (42-1) (T 0) and extended pattern (P1) of the height of the colored pixels of the first color (T 1) is the same. The height (T 0 ) of the colored pixel (42-2) of the second color and the height (T 2 ) of the spacer pattern (P2) of the second color have a relationship of T 0 > T 2 . The third color-th color pixel (42-3) of the height (T 0) and the third color th spacer pattern (P3) of the height (T 3) have a relationship of T 0> T 3.
しかし、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ2 ）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ3 ）は、いずれも中央値の粘度を用いた際の各々の高さより高いものとなっている。
従って、第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）に第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）が積層された積層フォトスペーサーの高さ（Ｈ１）は、中央値の粘度を用いた際の積層フォトスペーサーの高さより高いものが得られる。
However, the height (T 2 ) of the spacer pattern (P2) of the second color and the height (T 3 ) of the spacer pattern (P3) of the third color are both measured when the median viscosity is used. It is higher than the height of.
Accordingly, the height (H1) of the laminated photo spacer in which the second color spacer pattern (P2) and the third color spacer pattern (P3) are laminated on the extension pattern (P1) of the colored pixels of the first color is: A height higher than the height of the laminated photospacer when the median viscosity is used is obtained.
図１（ｂ）は、顔料分散フォトレジストが増粘を開始する初期における、すなわち、経時による粘度の増粘過程の中央値より低い粘度を有する顔料分散フォトレジストを用いた際の説明図である。図１（ｂ）に示すように、第一色目の着色画素（４２’−１）の高さ（Ｔ0 ）と第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）の高さ（Ｔ11）は同一である。第二色目の着色画素（４２’−２）の高さ（Ｔ0 ）と第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ12）は、Ｔ0 ＞Ｔ12の関係にある。また、第三色目の着色画素（４２−３）の高さ（Ｔ0 ）と第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ13）は、Ｔ0 ＞Ｔ13の関係にある。 FIG. 1B is an explanatory diagram in the case where a pigment-dispersed photoresist having a viscosity lower than the median value of the viscosity-thickening process over time is used at the initial stage when the pigment-dispersed photoresist starts to thicken. . As shown in FIG. 1B, the height (T 0 ) of the first color pixel (42′-1) and the height (T 11 ) of the extension pattern (P1) of the first color pixel are as follows. Are the same. The height (T 0 ) of the colored pixel (42′-2) of the second color and the height (T 12 ) of the spacer pattern (P2) of the second color have a relationship of T 0 > T 12 . Further, the height (T 0 ) of the third color pixel (42-3) and the height (T 13 ) of the third color spacer pattern (P3) have a relationship of T 0 > T 13 .
また、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ12）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ13）は、いずれも中央値の粘度を用いた際の各々の高さより低いものとなっている。
従って、第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）に第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）が積層された積層フォトスペーサーの高さ（Ｈ１１）は、中央値の粘度を用いた際の積層フォトスペーサーの高さより低いも
のが得られる。
The height of the second color of the spacer pattern (P2) (T 12), and the third color th spacer pattern (P3) height (T 13), each of the time of any with viscosity of median It is lower than the height of.
Accordingly, the height (H11) of the stacked photo spacer in which the second color spacer pattern (P2) and the third color spacer pattern (P3) are stacked on the extension pattern (P1) of the colored pixels of the first color is: A value lower than the height of the laminated photospacer when the median viscosity is used is obtained.
上記のように、本発明においては、積層フォトスペーサーを構成する着色画素の延長パターン又はスペーサーパターンの高さを調整して積層フォトスペーサーの形成をする際に、経時による粘度の増粘過程にある顔料分散フォトレジストを用い、用いる顔料分散フォトレジストの粘度の高低によって延長パターン又はスペーサーパターンの高さの高低を調節する。
従って、顔料濃度の異なる顔料分散フォトレジストを複数種、在庫として保有し、頻繁に切り替える必要はなく、生産性が著しく向上した製造方法となる。すなわち、廉価にカラーフィルタを提供することができる。
As described above, in the present invention, when the laminated photo spacer is formed by adjusting the extension pattern of the colored pixels constituting the laminated photo spacer or the height of the spacer pattern, the viscosity is increased over time. A pigment-dispersed photoresist is used, and the height of the extension pattern or spacer pattern is adjusted according to the viscosity of the pigment-dispersed photoresist used.
Therefore, a plurality of types of pigment-dispersed photoresists having different pigment concentrations are stored as inventory, and it is not necessary to frequently switch them, resulting in a manufacturing method with significantly improved productivity. That is, a color filter can be provided at low cost.
また、着色画素を形成する際の顔料分散フォトレジストの粘度は、具体的には、２．７〜４．０ｍＰａ・ｓ程度のものが好適である。この範囲内の粘度を有する顔料分散フォトレジストを用い、例えば、膜厚１．７μｍ程度の着色画素を形成し、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）のサイズを３０μｍφ程度、第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）のサイズを１５μｍφ程度の積層フォトスペーサーを形成をする場合、第三色目の着色画素を形成する顔料分散フォトレジストの粘度が１．０ｍＰａ・ｓ変化すると、積層フォトスペーサー高さは０．１７μｍ程度の変化をする結果が得られている。
これらからして、実際の製造においては、顔料分散フォトレジストの常温での増粘率は１．０ｍＰａ・ｓ／６０日程度のものが好適なものといえる。
In addition, the viscosity of the pigment-dispersed photoresist when forming colored pixels is preferably about 2.7 to 4.0 mPa · s. Using a pigment-dispersed photoresist having a viscosity within this range, for example, a colored pixel having a film thickness of about 1.7 μm is formed, the size of the second color spacer pattern (P2) is about 30 μmφ, and the third color spacer pattern is formed. In the case of forming a laminated photospacer having a size of (P3) of about 15 μmφ, the height of the laminated photospacer becomes 0. 0 when the viscosity of the pigment-dispersed photoresist forming the third color pixel changes by 1.0 mPa · s. A result of a change of about 17 μm is obtained.
Therefore, it can be said that, in actual production, the viscosity increase rate of the pigment-dispersed photoresist at room temperature is preferably about 1.0 mPa · s / 60 days.
図２は、積層フォトスペーサーの下方に画素内遮光部（４１Ｐ）が設けられているカラーフィルタの一例である。このカラーフィルタには図１に示すカラーフィルタと同様に、積層フォトスペーサーは第一色目の着色画素（４２−１）上に設けられており、隣接する第二色目の着色画素（４２−２）、第三色目の着色画素（４２−３）上には設けられていない。図２（ａ）は、顔料分散フォトレジストの経時による粘度の増粘過程の中央値より高い粘度を有する顔料分散フォトレジストを用いた際の説明図である。図２（ａ）に示すように、ガラス基板（４０）上の第一色目の着色画素（４２−１）内に画素内遮光部（４１Ｐ）が形成され、この画素内遮光部（４１Ｐ）上に延長パターン（Ｐ１）、スペーサーパターン（Ｐ２）、スペーサーパターン（Ｐ３）が形成されている。 FIG. 2 is an example of a color filter in which the in-pixel light blocking portion (41P) is provided below the laminated photo spacer. As in the color filter shown in FIG. 1, the laminated photo spacer is provided on the first color pixel (42-1), and this color filter is adjacent to the second color pixel (42-2). The third color is not provided on the colored pixel (42-3). FIG. 2A is an explanatory diagram when a pigment-dispersed photoresist having a viscosity higher than the median value of the viscosity increasing process over time of the pigment-dispersed photoresist is used. As shown in FIG. 2A, an in-pixel light shielding portion (41P) is formed in the colored pixel (42-1) of the first color on the glass substrate (40), and the on-pixel light shielding portion (41P) is formed. An extension pattern (P1), a spacer pattern (P2), and a spacer pattern (P3) are formed.
第一色目の着色画素（４２−１）、第二色目の着色画素（４２−２）、及び第三色目の着色画素（４２−３）は同一の高さ（Ｔ0 ）に形成されている。第一色目の着色画素（４２−１）の高さ（Ｔ0 ）と第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）の高さ（Ｔ21）、第二色目の着色画素（４２−２）の高さ（Ｔ0 ）と第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ22）、また、第三色目の着色画素（４２−３）の高さ（Ｔ0 ）と第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ23）は、各々Ｔ0 ＞Ｔ21、Ｔ0 ＞Ｔ22、Ｔ0 ＞Ｔ23の関係にある。 The first color pixel (42-1), the second color pixel (42-2), and the third color pixel (42-3) are formed at the same height (T 0 ). . The height (T 0 ) of the colored pixel (42-1) of the first color, the height (T 21 ) of the extended pattern (P1) of the colored pixel of the first color, and the colored pixel (42-2) of the second color height (T 0) and the second color of the spacer pattern (P2) height (T 22), also, the height of the third color-th color pixel (42-3) and (T 0) of the third color th The height (T 23 ) of the spacer pattern (P3) has a relationship of T 0 > T 21 , T 0 > T 22 , T 0 > T 23 , respectively.
しかし、延長パターン（Ｐ１）の高さ（Ｔ21）、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ22）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ23）は、いずれも中央値の粘度を用いた際の各々の高さより高いものとなっている。
従って、画素内遮光部（４１Ｐ）上に着色画素の延長パターン（Ｐ１）、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）が積層された積層フォトスペーサーの高さ（Ｈ２１）は、中央値の粘度を用いた際の積層フォトスペーサーの高さより高いものが得られる。
However, the height (T 21 ) of the extension pattern (P1), the height (T 22 ) of the spacer pattern (P2) of the second color, and the height (T 23 ) of the spacer pattern (P3) of the third color are , Both are higher than the respective heights when the median viscosity is used.
Accordingly, the height of the laminated photo spacer in which the extension pattern (P1) of the colored pixel, the spacer pattern (P2) of the second color, and the spacer pattern (P3) of the third color are laminated on the in-pixel light shielding part (41P). (H21) is obtained that is higher than the height of the laminated photospacer when the median viscosity is used.
図２（ｂ）は、顔料分散フォトレジストが増粘を開始する初期における、すなわち、経時による粘度の増粘過程の中央値より低い粘度を有する顔料分散フォトレジストを用いた際の説明図である。図２（ｂ）に示すように、第一色目の着色画素（４２’−１）の高さ
（Ｔ0 ）と第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）の高さ（Ｔ31）、第二色目の着色画素（４２’−２）の高さ（Ｔ0 ）と第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ32）、また、第三色目の着色画素（４２−３）の高さ（Ｔ0 ）と第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ33）は、各々Ｔ0 ＞Ｔ31、Ｔ0 ＞Ｔ32、Ｔ0 ＞Ｔ33の関係にある。
FIG. 2B is an explanatory diagram in the case where a pigment-dispersed photoresist having a viscosity lower than the median value of the viscosity-thickening process with time is used at the initial stage when the pigment-dispersed photoresist starts to thicken. . As shown in FIG. 2B, the height (T 0 ) of the colored pixel (42′-1) of the first color and the height (T 31 ) of the extended pattern (P1) of the colored pixel of the first color, The height (T 0 ) of the second color pixel (42′-2), the height (T 32 ) of the second color spacer pattern (P2), and the third color pixel (42-3) height (T 0) and the third color th spacer pattern (P3) of the height (T 33) are each in a relation of T 0> T 31, T 0 > T 32, T 0> T 33.
また、第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）の高さ（Ｔ31）、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）の高さ（Ｔ32）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）の高さ（Ｔ33）は、いずれも中央値の粘度を用いた際の各々の高さより低いものとなっている。
従って、画素内遮光部（４１Ｐ）上に第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）、及び第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）が積層された積層フォトスペーサーの高さ（Ｈ３１）は、標準の粘度を用いた際の積層フォトスペーサーの高さより低いものが得られる。
Further, the height (T 31 ) of the extended pattern (P1) of the colored pixels of the first color, the height (T 32 ) of the spacer pattern (P2) of the second color, and the spacer pattern (P3) of the third color The height (T 33 ) is lower than the respective heights when the median viscosity is used.
Accordingly, a stacked photo in which the extension pattern (P1) of the first color pixel, the spacer pattern (P2) of the second color, and the spacer pattern (P3) of the third color are stacked on the in-pixel light shielding portion (41P). The spacer height (H31) is lower than the height of the laminated photo spacer when the standard viscosity is used.
図２に示すカラーフィルタにおいては、積層フォトスペーサーを構成する１層である上部パターン（Ｐ４）を省略しているが、画素内遮光部（４１Ｐ）上に積層フォトスペーサーが設けられている点では、前記図６に示すカラーフィルタにおける積層フォトスペーサーの構成と同一である。
図６に示すカラーフィルタにおいては、前記のように、設定された高さの積層フォトスペーサーを形成する際の、各層（Ｐ１〜Ｐ３）の高さを調整では、画素内遮光部（４１Ｐ）において高さの調整を主に行うことになる。すなわち、画素内遮光部（４１Ｐ）に依存する量が多くなってくる。
In the color filter shown in FIG. 2, the upper pattern (P4) which is one layer constituting the laminated photospacer is omitted, but the laminated photospacer is provided on the in-pixel light shielding portion (41P). The structure of the laminated photospacer in the color filter shown in FIG. 6 is the same.
In the color filter shown in FIG. 6, as described above, the adjustment of the height of each layer (P1 to P3) when forming the laminated photo spacer of the set height is performed in the in-pixel light shielding portion (41P). The height adjustment will be mainly performed. That is, the amount depending on the in-pixel light shielding portion (41P) increases.
この画素内遮光部（４１Ｐ）の高さの調整は、画素内遮光部（４１Ｐ）の高さを高く、或いは低くすることによって行われるが、例えば、画素内遮光部（４１Ｐ）の高さが過度に低くなると、画素内遮光部（４１Ｐ）に具備させるべき濃度が不十分なものとなってしまうといった問題が内在している。
しかし、本発明によれば、画素内遮光部（４１Ｐ）への偏重した依存が解消されるので、上記内在している問題が具現化するのを回避することができる。
The adjustment of the height of the in-pixel light shielding portion (41P) is performed by increasing or decreasing the height of the in-pixel light shielding portion (41P). For example, the height of the in-pixel light shielding portion (41P) is reduced. When it becomes too low, there is a problem that the density to be provided in the in-pixel light shielding portion (41P) becomes insufficient.
However, according to the present invention, since the biased dependence on the in-pixel light shielding portion (41P) is eliminated, it is possible to avoid realizing the above-described inherent problem.
４、７、８、９・・・カラーフィルタ
２１・・・液晶分子
２２ａ、２２ｂ、２３、９３、Ｍｖ・・・配向制御突起
４０、５０・・・ガラス基板
４１・・・ブラックマトリックス
４１Ｐ・・・画素内遮光部
４２・・・着色画素
４２−１、４２’−１・・・第一色目の着色画素
４２−２、４２’−２・・・第二色目の着色画素
４２−３、４２’−３・・・第三色目の着色画素
４３・・・透明導電膜
４４・・・フォトスペーサー
５１・・・既存のパターン
６２・・・粘度の低いフォトレジストの塗膜
６２’・・・粘度の高いフォトレジストの塗膜
８０・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
Ｄ１・・・既存のパターンの高さ
Ｄ３、Ｄ５・・・既存のパターン上の塗膜の高さ
Ｈ、Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ２１、Ｈ３１・・・積層フォトスペーサーの高さ
Ｍｖ・・・配向制御用突起
Ｐｓ・・・積層フォトスペーサー
Ｐ１・・・第一色目の着色画素の延長パターン
Ｐ２・・・第二色目のスペーサーパターン
Ｐ３・・・第三色目のスペーサーパターン
Ｐ４・・・上部パターン
Ｗ１・・・既存のパターンの幅
4, 7, 8, 9 ...
D1 ... Existing pattern height D3, D5 ... Coating film height H, H1, H11, H21, H31 ... Existing photo spacer height Mv ... Orientation control Protrusion Ps ... Laminated Photo Spacer P1 ... First Colored Pixel Extension Pattern P2 ... Second Color Spacer Pattern P3 ... Third Color Spacer Pattern P4 ... Upper Pattern W1 ..Width of existing patterns
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| JP2006044268A JP2007225715A (en) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | Method for producing color filter for liquid crystal display device and color filter for liquid crystal display device |
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| JP2011013618A (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
| CN104516153A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-15 | 三星显示有限公司 | Liquid crystal display |
| JP2015215407A (en) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 | Photosensitive colored composition, lightness adjusting layer, color filter, and color display device |
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- 2006-02-21 JP JP2006044268A patent/JP2007225715A/en active Pending
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