JP2008170587A - Method for manufacturing color filter for transflective liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造に関するものであり、特に、開口部の面積が複数色の着色画素毎に異なるものであっても、1枚のフォトマスクで、各色の着色画素を形成することのできる半透過型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 the production of a color filter for a transflective liquid crystal display device. In particular, even if the area of the opening is different for each color pixel of a plurality of colors, one photomask can be used for each color. The present invention relates to a method of manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device capable of forming colored pixels.
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とし、例えば、その後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。
また、例えば、その後方に光反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行う液晶表示装置がある。このような液晶表示装置は反射型液晶表示装置と称され、主に屋外のような周囲が明るい環境下で用いられる。
Since the liquid crystal display device is not a self-luminous display device, the display needs light from the other, for example, a backlight is provided behind the display, and the display is performed by the light from the back. Such a liquid crystal display device is called a transmissive liquid crystal display device, and is mainly used in a dark environment such as indoors.
Further, for example, there is a liquid crystal display device in which a light reflection layer is provided behind the liquid crystal display device, and display is performed by external light from the surroundings when viewing the liquid crystal display device. Such a liquid crystal display device is called a reflection type liquid crystal display device, and is mainly used in a bright environment such as outdoors.
半透過型液晶表示装置と称される液晶表示装置は、1基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた液晶表示装置である。この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるものであり、モバイル機器に用いられる。 A liquid crystal display device called a transflective liquid crystal display device is a liquid crystal display device that has both a transmissive type and a reflective type function in one liquid crystal display device. This transflective liquid crystal display device can be used in a very bright environment such as outdoors or in a dark environment such as indoors, and is used in mobile devices.
図9は、半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を示したものであり、一画素に対応する部位を拡大して示す平面図である。また、図10は、図9に示すカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置の一画素の部分を示す断面説明図である。図9におけるX−X’線の断面が、図10に示すカラーフィルタ(30)の断面に相当する。 FIG. 9 shows an example of a color filter used in a transflective liquid crystal display device, and is a plan view showing an enlarged portion corresponding to one pixel. FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view showing a pixel portion of a transflective liquid crystal display device using the color filter shown in FIG. The cross section taken along line X-X ′ in FIG. 9 corresponds to the cross section of the color filter (30) shown in FIG.
図9、及び図10に示すように、この半透過型液晶表示装置は、カラーフィルタ(30)、カラーフィルタ上に形成された透明電極(14)、液晶(50)、TFT素子(図示せず)などが形成されたTFT基板(40)、TFT基板上に形成された透明電極(41)及び反射電極(42)で構成されている。
カラーフィルタ(30)は、ガラス基板(11)上にブラックマトリックス(12)、着色画素(13)が形成されたものである。また、透明電極(41)及び反射電極(42)はTFT素子のドレイン電極と接続されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, this transflective liquid crystal display device includes a color filter (30), a transparent electrode (14) formed on the color filter, a liquid crystal (50), a TFT element (not shown). ) And the like, and a transparent electrode (41) and a reflective electrode (42) formed on the TFT substrate.
The color filter (30) has a black matrix (12) and colored pixels (13) formed on a glass substrate (11). The transparent electrode (41) and the reflective electrode (42) are connected to the drain electrode of the TFT element.
1画素の領域(Px)はブラックマトリックス(12)を除くと、光透過領域(Tr)と光反射領域(Re)とで構成されている。
光透過領域(Tr)は、透過型液晶表示装置として機能する領域であり、光反射領域(Re)は、反射型液晶表示装置として機能する領域である。
Except for the black matrix (12), one pixel region (Px) is composed of a light transmission region (Tr) and a light reflection region (Re).
The light transmissive region (Tr) is a region that functions as a transmissive liquid crystal display device, and the light reflective region (Re) is a region that functions as a reflective liquid crystal display device.
1画素の領域(Px)内の着色層(15)及びスルーホール(開口部)を有する着色層(16)は、同一の着色層形成材料を用いて設けられた同一厚さの着色層である。図10にては、説明上、左斜線と右斜線で表記してある。また、図10中、反射電極(42)の両端の上方が着色層(15)とスルーホール(開口部)(17)を有する着色層(16)との境界であり、鎖線で表記してある。
着色画素(13)の光透過領域(Tr)には、その全領域に厚さD1の均一な着色層(15)が形成され、また、光反射領域(Re)には、外光が入反射するスルーホール(開口部)(17)を有する着色層(16)が形成されている。
The colored layer (15) in one pixel region (Px) and the colored layer (16) having a through hole (opening) are colored layers of the same thickness provided using the same colored layer forming material. . In FIG. 10, for the sake of explanation, the left and right oblique lines are used. Further, in FIG. 10, the upper part of both ends of the reflective electrode (42) is the boundary between the colored layer (15) and the colored layer (16) having a through hole (opening) (17), and is indicated by a chain line. .
In the light transmission region (Tr) of the colored pixel (13), a uniform colored layer (15) having a thickness D1 is formed in the entire region, and external light enters and reflects in the light reflection region (Re). A colored layer (16) having through holes (openings) (17) to be formed is formed.
すなわち、1画素の領域(Px)内では、光透過領域(Tr)の均一な着色層(15)と、光反射領域(Re)のスルーホール(開口部)(17)を有する着色層(16)とで着色画素(13)が構成されている。そして、このスルーホール(開口部)(17)を有する着色層(16)の色濃度的な厚さは、その平均厚さ(D2)で表される。
また、着色層(16)のスルーホール(開口部)(17)が、何も設けていない、着色層の欠落した状態であると、カラーフィルタの表面の平坦性は悪化したものとなる。これにより、液晶の配向が乱され、表示品質に悪影響を及ぼすことになる。従って、一般には、着色層(16)のスルーホール(開口部)(17)には無色透明な樹脂を充填し、平坦性を保たせている。
That is, in a region (Px) of one pixel, a colored layer (16) having a uniform colored layer (15) in the light transmitting region (Tr) and a through hole (opening) (17) in the light reflecting region (Re) (16). ) Constitutes a colored pixel (13). The color density thickness of the colored layer (16) having the through hole (opening) (17) is represented by the average thickness (D2).
Further, when the through hole (opening) (17) of the colored layer (16) is in a state where nothing is provided and the colored layer is missing, the flatness of the surface of the color filter is deteriorated. As a result, the alignment of the liquid crystal is disturbed, which adversely affects the display quality. Therefore, in general, the through-hole (opening) (17) of the colored layer (16) is filled with a colorless and transparent resin to maintain flatness.
図10に示す、厚さD1を有する均一な着色層(15)の分光透過率は、過型液晶表示装置に好適な分光透過率を有する。光透過領域(Tr)においては白太矢印(A)で示すバックライトからの白色光が、TFT基板(40)、透明電極(41)、液晶(50)、透明導電膜(14)を経て着色画素(13)の光透過領域(Tr)の着色層(15)を通過し色光となり白細矢印(P)で示すように、外部へ射出するようになっている。
従って、この半透過型液晶表示装置のバックライトを点灯し透過型液晶表示装置として使用した際には、透過型液晶表示装置としての彩度、明度を有する透過カラー表示をする。
The spectral transmittance of the uniform colored layer (15) having the thickness D1 shown in FIG. 10 has a spectral transmittance suitable for the over-type liquid crystal display device. In the light transmission region (Tr), white light from the backlight indicated by the white arrow (A) is colored through the TFT substrate (40), the transparent electrode (41), the liquid crystal (50), and the transparent conductive film (14). The light passes through the colored layer (15) in the light transmission region (Tr) of the pixel (13), becomes colored light, and is emitted to the outside as indicated by a thin white arrow (P).
Therefore, when the backlight of the transflective liquid crystal display device is turned on and used as a transmissive liquid crystal display device, a transmissive color display having saturation and lightness as the transmissive liquid crystal display device is performed.
また、この半透過型液晶表示装置のバックライトを消灯し、屋外のような明るい環境下で反射型液晶表示装置として使用した際には、光反射領域(Re)において、斜線太矢印(B)で示す周囲からの外光が、ガラス基板(11)、平均厚さ(D2、D2<D1)の、スルーホール(開口部)(17)を有する着色層(16)を通過し色光となり反射電極(42)にて反射され、斜線細矢印(Q)で示すように、再び外部へ射出するようになっている。 In addition, when the backlight of this transflective liquid crystal display device is turned off and used as a reflective liquid crystal display device in a bright environment such as outdoors, a hatched thick arrow (B) in the light reflection region (Re) The external light from the surroundings shown in FIG. 5 passes through the colored layer (16) having the through-hole (opening) (17) of the glass substrate (11) and the average thickness (D2, D2 <D1) to become colored light, which is a reflective electrode The light is reflected at (42) and is emitted to the outside again as indicated by the hatched thin arrow (Q).
この際の反射光は、平均厚さ(D2)のスルーホール(開口部)(17)を有する着色層(16)を2回にわたり通過しているので、透過型液晶表示装置に用いられる着色画素の分光透過率に近似した分光透過率を有するものとなる。
このようなカラーフィルタを用いることにより、透過型液晶表示装置としての彩度、明度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置としての彩度、明度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
The reflected light at this time passes through the colored layer (16) having through holes (openings) (17) having an average thickness (D2) twice, so that the colored pixels used in the transmissive liquid crystal display device It has a spectral transmittance close to the spectral transmittance.
By using such a color filter, transmissive color display having chromaticity and lightness as a transmissive liquid crystal display device, and reflective color display having chromaticity and lightness as a reflective liquid crystal display device are performed. Is possible.
透過カラー表示の際の色再現域及び白表示時の色度座標は、各色の着色層(15)の彩度及び明度により定まるものである。しかし、反射カラー表示の際には彩度よりも明度を重視した開口部の設定をしているので、反射カラー表示の際の色再現域は、透過カラー表示の際に比較し狭いものとなっている。
また、各色の着色層(16)に開口部を設定する際には、各色の着色層(16)が有する明度に準じて開口部の面積を各色毎に設定し、反射カラー表示における各色の彩度及び明度、すなわち、反射カラー表示の色再現域及び白表示時の色度座標を、透過カラー表示のそれらに近似させるように調整を行っている。
The color gamut for transmissive color display and the chromaticity coordinates for white display are determined by the saturation and brightness of the colored layer (15) of each color. However, in reflective color display, the aperture is set with more importance on brightness than saturation, so the color reproduction range in reflective color display is narrower than in transparent color display. ing.
Further, when setting the openings in the colored layers (16) of the respective colors, the areas of the openings are set for the respective colors in accordance with the brightness of the colored layers (16) of the respective colors, and the colors of the respective colors in the reflection color display are set. The brightness and brightness, that is, the color reproduction range of the reflective color display and the chromaticity coordinates at the time of white display are adjusted to approximate those of the transparent color display.
図1は、着色画素に設けられた開口部の面積が、各色毎に相違する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例における着色画素を示す平面図である。
図1に示すように、この半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ(13)は、緑色の着色画素(13G)、赤色の着色画素(13R)、青色の着色画素(13B)で構成され、この3色の着色画素が液晶表示装置の色再現フィルタとしての1ユニットとなっている。この着色画素のユニットがカラーフィルタの画面全体に配列されている。
FIG. 1 is a plan view showing a colored pixel in an example of a color filter for a transflective liquid crystal display device in which the area of the opening provided in the colored pixel is different for each color.
As shown in FIG. 1, the color filter (13) for a transflective liquid crystal display device is composed of a green colored pixel (13G), a red colored pixel (13R), and a blue colored pixel (13B). Three colored pixels constitute one unit as a color reproduction filter of a liquid crystal display device. The colored pixel units are arranged on the entire screen of the color filter.
図1中、着色画素(13)の上半部が光透過領域(Tr)であり、この上半部には各色の着色層(15G、15R、15B)が設けられている。また、下半部が光反射領域(R
e)であり、この下半部には各々のスルーホール(開口部)(17G、17R、17B)を有する各色の着色層(16G、16R、16B)が設けられている。
各色の開口部(17G、17R、17B)は矩形である。各矩形の一辺、例えば、図1中、上辺はX軸と平行であり、X軸と平行な一直線(点線)上に位置している。また、図1中、X軸方向の寸法は同一であり(aG=aR=aB)、Y軸方向の寸法を異にしている。
In FIG. 1, the upper half of the colored pixel (13) is a light transmission region (Tr), and colored layers (15G, 15R, 15B) of each color are provided on the upper half. The lower half is the light reflection region (R
e), and the lower half is provided with colored layers (16G, 16R, 16B) of respective colors having through holes (openings) (17G, 17R, 17B).
Each color opening (17G, 17R, 17B) is rectangular. One side of each rectangle, for example, the upper side in FIG. 1 is parallel to the X axis and is located on a straight line (dotted line) parallel to the X axis. In FIG. 1, the dimensions in the X-axis direction are the same (aG = aR = aB), and the dimensions in the Y-axis direction are different.
図1に示す例は、緑色の着色画素(13G)、赤色の着色画素(13R)、青色の着色画素(13B)の順に開口部の面積が大きくなっている。これは、着色層の明度が緑色の着色画素(13G)、赤色の着色画素(13R)、青色の着色画素(13B)の順に小さいためである。
すなわち、三者間で明度の低い着色層に、面積の大きな開口部を設けている。
In the example shown in FIG. 1, the area of the opening increases in the order of the green colored pixel (13G), the red colored pixel (13R), and the blue colored pixel (13B). This is because the lightness of the colored layer is smaller in the order of the green colored pixel (13G), the red colored pixel (13R), and the blue colored pixel (13B).
That is, an opening having a large area is provided in a colored layer having a low brightness among the three parties.
図2は、図1に示す着色画素(13)を形成する手順の説明図である。図1に示す着色画素は、図1中、左方から右方に緑色の着色画素(13G)、赤色の着色画素(13R)、青色の着色画素(13B)の順に配置されている。図2においては、説明上、配置されている開口部の面積の大きなものから小さなものへの順に着色画素を形成する場合を例に説明する。 FIG. 2 is an explanatory diagram of a procedure for forming the colored pixel (13) shown in FIG. The colored pixels shown in FIG. 1 are arranged in the order of green colored pixels (13G), red colored pixels (13R), and blue colored pixels (13B) from left to right in FIG. In FIG. 2, for the sake of explanation, a case where colored pixels are formed in order from the largest opening to the smallest opening will be described as an example.
図2(a)は、青色の着色画素(13B)を形成する際のフォトマスク(PM−B)と、形成された青色の着色画素(13B)の説明図である。このフォトマスク(PM−B)には、青色の開口部(17B)に対応した遮光部(18B)が設けられている。着色画素を形成する着色フォトレジストとしてネガ型着色フォトレジストを用いた際のものである。
ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、青色の着色画素(13B)を形成するため、青色の着色フォトレジストの塗膜が設けられ、この塗膜への上記フォトマスク(PM−B)を介した露光、及び現像処理により、開口部(17B)を有する青色の着色画素(13B)が形成される。
FIG. 2A is an explanatory diagram of the photomask (PM-B) when forming the blue colored pixel (13B) and the formed blue colored pixel (13B). The photomask (PM-B) is provided with a light shielding portion (18B) corresponding to the blue opening (17B). In this case, a negative colored photoresist is used as the colored photoresist for forming the colored pixels.
In order to form the blue colored pixels (13B) on the glass substrate on which the black matrix is formed, a blue colored photoresist coating film is provided, and the photomask (PM-B) is applied to the coating film. The blue colored pixel (13B) having the opening (17B) is formed by the exposure and development processing performed.
図2(b)は、赤色の着色画素(13R)を形成する際のフォトマスク(PM−R)と、形成された赤色の着色画素(13R)の説明図である。このフォトマスク(PM−R)には、赤色の開口部(17R)に対応した遮光部(18R)が設けている。開口部(17R)を有する赤色の着色画素(13R)は、青色の着色画素(13B)に隣接した位置に形成される。 FIG. 2B is an explanatory diagram of the photomask (PM-R) when the red colored pixel (13R) is formed and the formed red colored pixel (13R). The photomask (PM-R) is provided with a light shielding portion (18R) corresponding to the red opening (17R). The red colored pixel (13R) having the opening (17R) is formed at a position adjacent to the blue colored pixel (13B).
図2(c)は、緑色の着色画素(13G)を形成する際のフォトマスク(PM−G)と、形成された緑色の着色画素(13G)の説明図である。このフォトマスク(PM−G)には、緑色の開口部(17G)に対応した遮光部(18G)が設けている。開口部(17G)を有する緑色の着色画素(13G)は、赤色の着色画素(13R)に隣接した位置に形成される。 FIG. 2C is an explanatory diagram of the photomask (PM-G) when forming the green colored pixel (13G) and the formed green colored pixel (13G). The photomask (PM-G) is provided with a light shielding portion (18G) corresponding to the green opening (17G). The green colored pixel (13G) having the opening (17G) is formed at a position adjacent to the red colored pixel (13R).
これら青色の着色画素(13B)、赤色の着色画素(13R)、緑色の着色画素(13G)の形成には、各々の着色画素の形成に対応したフォトマスク(PM−B)、フォトマスク(PM−R)、フォトマスク(PM−G)の3枚のフォトマスクが用いられる。
しかしながら、着色画素の形成に用いるフォトマスクは、高価なものであるために、例えば、このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの試作品を製造する際には、高価なフォトマスクの費用がかさむといった問題を抱えている。
However, since the photomask used for forming the colored pixels is expensive, for example, when manufacturing a prototype of such a color filter for a transflective liquid crystal display device, the cost of the expensive photomask is required. I have a problem that it is bulky.
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、着色画素に開口部が設けられた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、開口部の面積が複数色の着色画素毎に異なるものであっても、1枚のフォトマスクで、各色の着色画素を形成することのできる半透過型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。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and when manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device in which an opening is provided in a colored pixel, a colored pixel having an area of the opening having a plurality of colors. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device, which can form colored pixels of each color with a single photomask, even if they are different for each.
本発明は、色毎に面積の異なる開口部が設けられた複数色の着色画素が隣接した構成の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
1)前記複数色の着色画素を形成する際に使用するフォトマスクとして、複数色の着色画素内で、最大面積の開口部を有する着色画素の形成に用いるフォトマスクを用い、
2)A)最大面積の開口部を有する着色画素を形成する際には、上記フォトマスクを介した露光を行い、続く現像処理により最大面積の開口部を有する着色画素を形成し、
B)最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する際には、上記フォトマスクを介した第一露光と、形成される開口部の面積が最大面積以外の面積になるように、塗膜面に対し平行な移動を上記フォトマスクに与えた後に、上記フォトマスクを介した第二露光を行い、続く現像処理により最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
The present invention relates to a method for producing a color filter for a transflective liquid crystal display device having a configuration in which a plurality of colored pixels provided with openings having different areas for each color are adjacent to each other.
1) As a photomask used for forming the colored pixels of the plurality of colors, a photomask used for forming a colored pixel having an opening of the largest area in the colored pixels of the plurality of colors is used.
2) A) When forming a colored pixel having an opening with the largest area, exposure through the photomask is performed, and a colored pixel having an opening with the largest area is formed by subsequent development processing,
B) When forming a colored pixel other than a colored pixel having an opening with the maximum area, the first exposure through the photomask and the area of the opening to be formed are areas other than the maximum area. Then, after giving the photomask movement parallel to the coating surface, second exposure is performed through the photomask, and colored pixels other than the colored pixels having the maximum area opening are formed by subsequent development processing. A method for producing a color filter for a transflective liquid crystal display device.
また、本発明は、上記発明における半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記複数色の着色画素の全ての開口部が矩形で、該矩形の一辺が互に平行、同寸法である際に、前記塗膜面に対し平行な移動として、上記一辺と直角方向の移動を上記フォトマスクに与えることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 According to the present invention, in the method for manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device according to the above invention, all the openings of the colored pixels of the plurality of colors are rectangular, and the sides of the rectangle are parallel to each other and have the same dimensions. In some cases, as a movement parallel to the coating film surface, a movement in a direction perpendicular to the one side is given to the photomask.
本発明は、1)複数色の着色画素を形成する際に使用するフォトマスクとして、複数色の着色画素内で、最大面積の開口部を有する着色画素の形成に用いるフォトマスクを用い、2)A)最大面積の開口部を有する着色画素を形成する際には、上記フォトマスクを介した露光を行い、続く現像処理により最大面積の開口部を有する着色画素を形成し、B)最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する際には、上記フォトマスクを介した第一露光と、形成される開口部の面積が最大面積以外の面積になるように、塗膜面に対し平行な移動を上記フォトマスクに与えた後に、上記フォトマスクを介した第二露光を行い、続く現像処理により最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であるので、開口部の面積が複数色の着色画素毎に異なるものであっても、1枚のフォトマスクで各色の着色画素を形成することのできる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。 The present invention uses 1) a photomask used for forming a colored pixel having an opening of the largest area in a plurality of colored pixels as a photomask used when forming colored pixels of a plurality of colors. 2) A) When forming a colored pixel having an opening with the largest area, exposure through the photomask is performed, and a colored pixel having an opening with the largest area is formed by subsequent development processing, and B) When forming a colored pixel other than a colored pixel having an opening, the first exposure via the photomask and the coating surface so that the area of the formed opening is an area other than the maximum area. A transflective liquid crystal display in which a second pixel is exposed through the photomask after a parallel movement is given to the photomask, and a colored pixel other than a colored pixel having an opening of the maximum area is formed by subsequent development processing. Equipment -Because it is a method for manufacturing a filter, even if the area of the opening is different for each colored pixel of a plurality of colors, it is possible to form colored pixels of each color with a single photomask. It becomes a manufacturing method of a color filter.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図3〜図6は、請求項2に係わる発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一実施例を説明する平面図である。図3〜図6は、前記図1に示す着色画素で構成されるカラーフィルタを製造する場合を例として説明するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
3 to 6 are plan views for explaining an embodiment of a method for manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device according to the invention of
図1に示すように、このカラーフィルタの着色画素(13)は、色毎に面積の異なる開口部(17G、17R、17B)が設けられた3色の着色画素、緑色の着色画素(13G)、赤色の着色画素(13R)、青色の着色画素(13B)が隣接して構成されているものである。3色の着色画素に設けられている開口部(17G、17R、17B)の全ては矩形である。各矩形の一辺、例えば、図1中、上辺はX軸と平行であり、X軸と平行な一直線(点線)上に位置している。また、図1中、X軸方向の寸法は同一であり(aG=aR=aB)、Y軸方向の寸法を異にしている。 As shown in FIG. 1, the colored pixel (13) of this color filter is a three-color colored pixel, a green colored pixel (13G) provided with openings (17G, 17R, 17B) having different areas for each color. The red colored pixel (13R) and the blue colored pixel (13B) are adjacent to each other. All of the openings (17G, 17R, 17B) provided in the three colored pixels are rectangular. One side of each rectangle, for example, the upper side in FIG. 1 is parallel to the X axis and is located on a straight line (dotted line) parallel to the X axis. In FIG. 1, the dimensions in the X-axis direction are the same (aG = aR = aB), and the dimensions in the Y-axis direction are different.
本発明においては、複数色の着色画素(13G、13R、13B)を形成する際に使用するフォトマスクとして、複数色の着色画素内で、最大面積の開口部を有する着色画素の形成に用いるフォトマスクを、複数色の着色画素を形成する際の露光時に共通して用いることを特徴としている。
例えば、図1においては、最大面積の開口部(17B)を有する青色の着色画素(13B)の形成に用いるフォトマスクを、青色の着色画素(13B)を形成する際の露光時に用い、また、他色の着色画素(13G、13R)を形成する際の露光時にも用いる。
In the present invention, as a photomask used when forming colored pixels (13G, 13R, 13B) of a plurality of colors, a photo used for forming a colored pixel having an opening of the maximum area in the colored pixels of a plurality of colors. A mask is commonly used for exposure when forming colored pixels of a plurality of colors.
For example, in FIG. 1, a photomask used for forming a blue colored pixel (13B) having an opening (17B) having the maximum area is used for exposure when forming the blue colored pixel (13B). Also used for exposure when forming colored pixels (13G, 13R) of other colors.
図3は、最大面積の開口部を有する着色画素を形成する場合の説明図である。
すなわち、図1において、青色の着色画素(13B)を形成する際の露光時に用いるフォトマスク(PM−B)と、形成された青色の着色画素(13B)を表したものである。このフォトマスク(PM−B)には、青色の開口部(17B)に対応した遮光部(18B)が設けられている。着色画素を形成する着色フォトレジストとしてネガ型着色フォトレジストを用いた際のものである。
ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、青色の着色画素(13B)を形成するための青色の着色フォトレジストの塗膜が設けられ、この塗膜への上記フォトマスク(PM−B)を介した露光、及び現像処理により、開口部(17B)を有する青色の着色画素(13B)が形成される。
FIG. 3 is an explanatory diagram for forming a colored pixel having an opening with the largest area.
That is, in FIG. 1, the photomask (PM-B) used at the time of exposure when forming the blue colored pixel (13B) and the formed blue colored pixel (13B) are shown. The photomask (PM-B) is provided with a light shielding portion (18B) corresponding to the blue opening (17B). In this case, a negative colored photoresist is used as the colored photoresist for forming the colored pixels.
A blue colored photoresist coating film for forming blue colored pixels (13B) is provided on the glass substrate on which the black matrix is formed, and the photomask (PM-B) is applied to the coating film. The blue colored pixel (13B) having the opening (17B) is formed by the exposure and development processing performed.
図5(a)〜(c)は、最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する場合の説明図である。すなわち、図3における青色の着色画素(13B)を形成する際の露光時に用いるフォトマスク(PM−B)と、このフォトマスクを介した2回の露光と、形成された次に大きな開口部(17R)を有する赤色の着色画素(13R)の説明図である。
このフォトマスク(PM−B)は、上記青色の着色画素(13B)の形成に用いたフォトマスクと同一のフォトマスクである。また、最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する際の露光としては、第一露光と第二露光の2回の露光が同一塗膜面に与えられる。
FIGS. 5A to 5C are explanatory diagrams in the case of forming a colored pixel other than the colored pixel having the opening with the largest area. That is, a photomask (PM-B) used at the time of exposure when forming the blue colored pixel (13B) in FIG. 3, two exposures through this photomask, and the next largest opening ( It is explanatory drawing of the red coloring pixel (13R) which has 17R).
This photomask (PM-B) is the same photomask used for forming the blue colored pixels (13B). Moreover, as exposure when forming colored pixels other than the colored pixel having the opening of the largest area, two exposures of the first exposure and the second exposure are given to the same coating film surface.
図5(a)は、フォトマスク(PM−B)を介した第一露光と、第一露光による塗膜への露光状態(13R−1)を表したものである。このフォトマスク(PM−B)には、図5(a)中、矢印で示すように、X軸方向の赤色の着色画素(13R)が形成される位置へと、塗膜面に対し平行な着色画素の1ピッチ(Pi)分の移動が与えられている。
仮に、この段階で現像処理を施すと、符号(17R−1)で示すように、開口部の面積は、青色の着色画素(13B)の開口部(17B)の面積と同一のものとなってしまう。
Fig.5 (a) represents the 1st exposure through a photomask (PM-B), and the exposure state (13R-1) to the coating film by 1st exposure. In this photomask (PM-B), as shown by an arrow in FIG. 5A, the position is formed parallel to the coating surface to the position where the red colored pixel (13R) in the X-axis direction is formed. The movement of the colored pixels by one pitch (Pi) is given.
If development processing is performed at this stage, the area of the opening becomes the same as the area of the opening (17B) of the blue colored pixel (13B), as indicated by reference numeral (17R-1). End up.
図5(b)は、フォトマスク(PM−B)を介した第二露光と、第二露光による塗膜への露光状態(13R−2)を表したものである。赤色の着色画素(13R)に形成される開口部(17R)の面積が、図1に示す開口部(17R)の面積に形成されるように、このフォトマスク(PM−B)には、図5(b)中、矢印で示すように、Y軸方向へ塗膜面に対し平行な移動が与えられている。
この移動量は、図4に示す青色の着色画素(13B)の開口部(17B)のY軸方向の寸法(bB)と、赤色の着色画素(13R)の開口部(17R)のY軸方向の寸法(bR)との差、ΔY1(ΔY1=bB−bR)である。
FIG.5 (b) represents the 2nd exposure through a photomask (PM-B), and the exposure state (13R-2) to the coating film by 2nd exposure. In this photomask (PM-B), the area of the opening (17R) formed in the red colored pixel (13R) is formed in the area of the opening (17R) shown in FIG. In 5 (b), a movement parallel to the coating film surface is given in the Y-axis direction as indicated by an arrow.
The amount of movement is the dimension (bB) in the Y-axis direction of the opening (17B) of the blue colored pixel (13B) and the Y-axis direction of the opening (17R) of the red colored pixel (13R) shown in FIG. ΔY1 (ΔY1 = bB−bR).
符号(13R−2)は、この位置でのフォトマスク(PM−B)を介した第二露光によ
って露光された塗膜の部分を表したものである。上記第一露光と第二露光の2回の露光が行われた後に、現像処理を施し、図5(c)に示すように、青色の着色画素(13B)の開口部(17B)の次に大きな開口部(17R)を有する赤色の着色画素(13R)を形成する。
尚、開口部(17R)の面積は、17R=(17R−1)−(13R−2)で表される。
The code | symbol (13R-2) represents the part of the coating film exposed by the 2nd exposure through the photomask (PM-B) in this position. After the two exposures of the first exposure and the second exposure, development processing is performed, and as shown in FIG. 5C, next to the opening (17B) of the blue colored pixel (13B). A red colored pixel (13R) having a large opening (17R) is formed.
The area of the opening (17R) is represented by 17R = (17R-1)-(13R-2).
図6(a)〜(c)は、最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する場合の説明図であるが、図1における最小面積の開口部(17G)を有する着色画素(13G)を形成する場合の説明図である。すなわち、図3における青色の着色画素(13B)を形成する際の露光時に用いるフォトマスク(PM−B)と、このフォトマスクを介した2回の露光と、形成された最小面積の開口部(17G)を有する緑色の着色画素(13G)の説明図である。
このフォトマスク(PM−B)は、上記青色の着色画素(13B)の形成に用いたフォトマスクと同一のフォトマスクである。また、着色画素を形成する際の露光としては、第一露光と第二露光の2回の露光が同一塗膜面に与えられる。
FIGS. 6A to 6C are explanatory diagrams in the case of forming a colored pixel other than a colored pixel having an opening with the largest area, but a colored pixel having an opening (17G) with the smallest area in FIG. It is explanatory drawing in the case of forming (13G). That is, a photomask (PM-B) used at the time of exposure when forming the blue colored pixel (13B) in FIG. 3, the two exposures through this photomask, and the opening (with the smallest area formed) It is explanatory drawing of the green coloring pixel (13G) which has 17G).
This photomask (PM-B) is the same photomask used for forming the blue colored pixels (13B). Further, as the exposure for forming the colored pixels, two exposures of the first exposure and the second exposure are given to the same coating film surface.
図6(a)は、フォトマスク(PM−B)を介した第一露光と、第一露光による塗膜への露光状態(13G−1)を表したものである。このフォトマスク(PM−B)には、図6(a)中、矢印で示すように、図5(a)に示すフォトマスクの位置から、X軸方向の緑色の着色画素(13G)が形成される位置へと、塗膜面に対し平行な着色画素の1ピッチ(Pi)分の移動が与えられている。 Fig.6 (a) represents the 1st exposure through a photomask (PM-B), and the exposure state (13G-1) to the coating film by 1st exposure. In this photomask (PM-B), as shown by the arrows in FIG. 6A, green colored pixels (13G) in the X-axis direction are formed from the position of the photomask shown in FIG. 5A. To the position, the movement of one pitch (Pi) of the colored pixels parallel to the coating film surface is given.
図6(b)は、フォトマスク(PM−B)を介した第二露光と、第二露光による塗膜への露光状態(13G−2)を表したものである。緑色の着色画素(13G)に形成される開口部(17G)の面積が、図1に示す開口部(17G)の面積に形成されるように、このフォトマスク(PM−B)には、図6(b)中、矢印で示すように、Y軸方向へ塗膜面に対し平行な移動が与えられている。
この移動量は、図4に示す赤色の着色画素(13R)の開口部(17R)のY軸方向の寸法(bR)と、緑色の着色画素(13G)の開口部(17G)のY軸方向の寸法(bG)との差、ΔY2(ΔY2=bR−bG)である。
FIG. 6B shows the second exposure through the photomask (PM-B) and the exposure state (13G-2) of the coating film by the second exposure. In this photomask (PM-B), the area of the opening (17G) formed in the green colored pixel (13G) is formed in the area of the opening (17G) shown in FIG. In 6 (b), a movement parallel to the coating film surface is given in the Y-axis direction as indicated by an arrow.
The amount of movement is the dimension (bR) in the Y-axis direction of the opening (17R) of the red colored pixel (13R) shown in FIG. 4 and the Y-axis direction of the opening (17G) in the green colored pixel (13G). ΔY2 (ΔY2 = bR−bG).
尚、この移動量は、図4に示す青色の着色画素(13B)から換算すると、青色の着色画素(13B)の開口部(17B)のY軸方向の寸法(bB)と、緑色の着色画素(13G)の開口部(17G)のY軸方向の寸法(bG)との差、ΔY3(ΔY3=bB−bG)となる。
符号(13G−2)は、この位置でのフォトマスク(PM−B)を介した第二露光によって露光された塗膜の部分を表したものである。上記第一露光と第二露光の2回の露光が行われた後に、現像処理を施し、図6(c)に示すように、最小面積の開口部(17G)を有する緑色の着色画素(13G)を形成する。
尚、開口部(17G)の面積は、17G=(17R−1)−(13G−2)で表される。
In addition, when this movement amount is converted from the blue colored pixel (13B) shown in FIG. 4, the dimension (bB) in the Y-axis direction of the opening (17B) of the blue colored pixel (13B) and the green colored pixel A difference from the dimension (bG) in the Y-axis direction of the opening (17G) of (13G) is ΔY3 (ΔY3 = bB−bG).
The code | symbol (13G-2) represents the part of the coating film exposed by the 2nd exposure through the photomask (PM-B) in this position. After the two exposures of the first exposure and the second exposure, a development process is performed, and as shown in FIG. 6C, a green colored pixel (13G) having an opening (17G) with a minimum area. ).
The area of the opening (17G) is represented by 17G = (17R-1)-(13G-2).
上述するように、本発明によれば、開口部の面積が複数色の着色画素毎に異なるカラーフィルタであっても、1枚のフォトマスクで各色の着色画素を形成することのできるので、例えば、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの試作品を製造する際の試作費用の削減、或いは少量生産品目を廉価に製造することが可能となる。 As described above, according to the present invention, even if the color filter has different openings for each color pixel of a plurality of colors, the color pixels of each color can be formed with one photomask. Thus, it is possible to reduce the cost of trial production when manufacturing a prototype of a color filter for a transflective liquid crystal display device, or to manufacture a small amount of product at low cost.
図7、図8は、請求項1に係わる発明による半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一例を説明する平面図である。図7は、最大面積の開口部を有する着色画素を形成する場合の説明図である。図7は、最大面積の開口部を有する着色画素(23max)を形成する際の露光時に用いるフォトマスク(PMmax)と、形成された最大面積の開口部を有する着色画素(23max)を表したものである。 7 and 8 are plan views for explaining an example of a method for manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram in the case of forming a colored pixel having an opening having the maximum area. FIG. 7 shows a photomask (PMmax) used for exposure when forming a colored pixel (23max) having an opening with the largest area, and a colored pixel (23max) having an opening with the largest area formed. It is.
このフォトマスク(PMmax)には、最大面積の開口部(27max)に対応した正方形の遮光部(28max)が設けられている。着色画素を形成する着色フォトレジストとしてネガ型着色フォトレジストを用いた際のものである。
ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、最大面積の開口部を有する着色画素(23max)を形成するための着色フォトレジストの塗膜が設けられ、この塗膜への上記フォトマスク(PMmax)を介した露光、及び現像処理により、最大面積の開口部(27max)を有する着色画素(23max)が形成される。
The photomask (PMmax) is provided with a square light shielding portion (28max) corresponding to the opening portion (27max) having the maximum area. In this case, a negative colored photoresist is used as the colored photoresist for forming the colored pixels.
On the glass substrate on which the black matrix is formed, a coating film of a colored photoresist for forming a colored pixel (23max) having an opening of the maximum area is provided, and the photomask (PMmax) applied to the coating film is provided. The colored pixel (23max) having the opening (27max) having the maximum area is formed by the exposure and the developing process.
図8(a)〜(c)は、最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する場合の説明図である。すなわち、最大面積の開口部を有する着色画素(23max)を形成する際の露光時に用いるフォトマスク(PMmax)と、このフォトマスクを介した2回の露光と、形成された最大面積ではない開口部(27)を有する着色画素(23)の説明図である。
このフォトマスク(PMmax)は、上記最大面積の開口部を有する着色画素(23max)の形成に用いたフォトマスクと同一のフォトマスクである。また、着色画素を形成する際の露光としては、第一露光と第二露光の2回の露光が同一塗膜面に与えられる。
FIGS. 8A to 8C are explanatory diagrams in the case of forming a colored pixel other than the colored pixel having the opening with the maximum area. That is, a photomask (PMmax) used at the time of exposure when forming a colored pixel (23max) having an opening of the maximum area, two exposures through the photomask, and an opening that is not the maximum area formed It is explanatory drawing of the coloring pixel (23) which has (27).
This photomask (PMmax) is the same photomask used for forming the colored pixel (23max) having the opening with the maximum area. Further, as the exposure for forming the colored pixels, two exposures of the first exposure and the second exposure are given to the same coating film surface.
図8(a)は、フォトマスク(PMmax)を介した第一露光と、第一露光による塗膜への露光状態(23−1)を表したものである。このフォトマスク(PMmax)には、最大面積ではない開口部(27)を有する着色画素(23)が形成される位置へと、塗膜面に対し平行な着色画素の1ピッチ(Pi)分のX軸方向の移動が与えられている(Pi=Y1〜Y2)。 FIG. 8A shows the first exposure through the photomask (PMmax) and the exposure state (23-1) of the coating film by the first exposure. In this photomask (PMmax), one pitch (Pi) of the colored pixels parallel to the coating film surface is formed to the position where the colored pixels (23) having the openings (27) which are not the maximum area are formed. Movement in the X-axis direction is given (Pi = Y1 to Y2).
図8(b)は、フォトマスク(PMmax)を介した第二露光と、第二露光による塗膜への露光状態(23−2)を表したものである。着色画素(23)に形成される開口部(27)の面積が、図8(c)に示す開口部(27)の面積に形成されるように、このフォトマスク(PMmax)には、図8(b)中、矢印で示すように、Y軸方向へ塗膜面に対し平行な移動(ΔY4)が与えられ、また、X軸方向へ塗膜面に対し平行な移動(ΔX4)が与えられている。
この移動量は、例えば、正方形の遮光部(28max)の一辺の1/2である。
FIG. 8B shows the second exposure through the photomask (PMmax) and the exposure state (23-2) to the coating film by the second exposure. In this photomask (PMmax), the area of the opening (27) formed in the colored pixel (23) is formed in the area of the opening (27) shown in FIG. 8 (c). In (b), as indicated by an arrow, a movement (ΔY4) parallel to the coating surface in the Y-axis direction is given, and a movement (ΔX4) parallel to the coating surface in the X-axis direction is given. ing.
This movement amount is, for example, ½ of one side of the square light-shielding portion (28max).
符号(23−2)は、この位置でのフォトマスク(PMmax)を介した第二露光によって露光された塗膜の部分を表したものである。上記第一露光と第二露光の2回の露光が行われた後に、現像処理を施し、図8(c)に示すように、開口部(27max)の最大面積より小さな面積の開口部(27)を有する着色画素(23)を形成する。 The code | symbol (23-2) represents the part of the coating film exposed by the 2nd exposure through the photomask (PMmax) in this position. After the two exposures of the first exposure and the second exposure, development processing is performed, and as shown in FIG. 8 (c), an opening (27) having an area smaller than the maximum area of the opening (27max) is obtained. ) Are formed.
図7及び図8では、開口部の形状が正方形の場合を例にして説明したが、請求項1に係わる発明は、開口部の形状を特定することなく、開口部の面積を複数色の着色画素間で相違させることができる方法である。
7 and 8, the case where the shape of the opening is a square has been described as an example. However, the invention according to
11・・・ガラス基板
12・・・ブラックマトリックス
13・・・着色画素
13B・・・青色の着色画素
13G・・・緑色の着色画素
13R・・・赤色の着色画素
13R−1、13G−1・・・各色の着色画素を形成する際の第一露光による塗膜への露光状態
13R−2、13G−2・・・各色の着色画素を形成する際の第二露光による塗膜への露光状態
14・・・透明導電膜
15・・・光透過領域の均一な着色層
15B、15G、15R・・・各色の着色層
16・・・光反射領域の開口部を有する着色層
16B、16G、16R・・・スルーホール(開口部)を有する各色の着色層
17・・・スルーホール(開口部)
17B、17G、17R・・・各色のスルーホール(開口部)
18B、18G、18R・・・各色の開口部に対応したフォトマスク上の遮光部23・・・最大面積ではない開口部を有する着色画素
23−1・・・最大面積ではない開口部を有する着色画素を形成する際の第一露光による塗膜への露光状態
23−2・・・最大面積ではない開口部を有する着色画素を形成する際の第二露光による塗膜への露光状態
23max・・・最大面積の開口部を有する着色画素
PMmax・・・最大面積の開口部を有する着色画素を形成する際のフォトマスク
27・・・最大面積ではない開口部
27max・・・最大面積の開口部
28max・・・最大面積の開口部に対応したフォトマスク上の遮光部
30・・・半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ
40・・・TFT素子などが形成されたTFT基板
41・・・TFT基板上に形成された透明電極
42・・・TFT基板上に形成された反射電極
50・・・液晶
A・・・バックライトからの白色光
B・・・周囲からの外光
D1・・・着色層の厚さ
D2・・・開口部を有する着色層の平均厚さ
Px・・・1画素の領域
Re・・・光反射領域
P・・・光透過領域の色光
Pi・・・着色画素のX軸方向のピッチ
PM−B、PM−G、PM−R・・・各色の着色画素を形成する際のフォトマスク
Q・・・光反射領域の色光
Tr・・・光透過領域
aG、aR、aB・・・各色の矩形のX軸方向の寸法
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ...
17B, 17G, 17R: Each color through hole (opening)
18B, 18G, 18R: light-shielding
Claims (2)
1)前記複数色の着色画素を形成する際に使用するフォトマスクとして、複数色の着色画素内で、最大面積の開口部を有する着色画素の形成に用いるフォトマスクを用い、
2)A)最大面積の開口部を有する着色画素を形成する際には、上記フォトマスクを介した露光を行い、続く現像処理により最大面積の開口部を有する着色画素を形成し、
B)最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成する際には、上記フォトマスクを介した第一露光と、形成される開口部の面積が最大面積以外の面積になるように、塗膜面に対し平行な移動を上記フォトマスクに与えた後に、上記フォトマスクを介した第二露光を行い、続く現像処理により最大面積の開口部を有する着色画素以外の着色画素を形成することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 In the method of manufacturing a color filter for a transflective liquid crystal display device having a configuration in which colored pixels of a plurality of colors provided with openings having different areas for each color are adjacent to each other,
1) As a photomask used for forming the colored pixels of the plurality of colors, a photomask used for forming a colored pixel having an opening of the largest area in the colored pixels of the plurality of colors is used.
2) A) When forming a colored pixel having an opening with the largest area, exposure through the photomask is performed, and a colored pixel having an opening with the largest area is formed by subsequent development processing,
B) When forming a colored pixel other than a colored pixel having an opening with the maximum area, the first exposure through the photomask and the area of the opening to be formed are areas other than the maximum area. Then, after giving the photomask movement parallel to the coating surface, second exposure is performed through the photomask, and colored pixels other than the colored pixels having the maximum area opening are formed by subsequent development processing. A method for producing a color filter for a transflective liquid crystal display device.
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