JP2009020431A - Color filter, liquid crystal display device using the same and method of manufacturing color filter - Google Patents

Color filter, liquid crystal display device using the same and method of manufacturing color filter Download PDF

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Atsushi Suemasu
淳志 末益
Norihisa Moriya
徳久 守谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter which does not cause light leakage from anywhere of a colored part in the color filter having a transparent colored layer constituted with the colored parts of an even number and four or more colors, the colored part absorbing visible light of specified wavelengths; and to provide a method of manufacturing the color filter using photolithography, which does not cause light leakage from anywhere of the colored part. <P>SOLUTION: In the transparent colored layer disposed in the color filter, cross-sectional contours of transparent colored parts of four or more colors and even number constituting the transparent colored layer does not substantially incline in the one-sided direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタ、これを用いた液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、4色以上の偶数色の有色透明の着色部より構成される透明着色層を備えるカラーフィルタ、これを用いた液晶表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter, a liquid crystal display device using the same, and a method of manufacturing the same, and more specifically, a color filter including a transparent coloring layer composed of colored transparent colored portions of even-numbered colors of four or more colors. The present invention relates to a liquid crystal display device used and a manufacturing method thereof.

現在、カラー表示が可能な液晶表示装置(カラー液晶表示装置)が広く利用されている。一般的なカラー液晶表示装置の観察者側には、画素(ドット)に対応する着色部が微細にパターニングされたカラーフィルタが表示側基板として設けられ、液晶駆動用電極を備える液晶駆動基板との間に駆動液晶分子を挟みこんで液晶セルを構成し、これを画素ごとにスイッチング駆動して明表示(白表示)と暗表示(黒表示)とを切り換えている。典型的なカラーフィルタにおいては、赤(R)・緑(G)・青(B)の光の三原色に対応する三色の着色部が、各画素幅でストライプ状に横並びに繰り返し配列されて光透過性の着色層が構成されている。R、G、Bの3つの画素(ドット)が1つの絵素(ピクセル)を構成し、その加色混法によって各絵素ではカラー表示を行うことが可能である。   At present, liquid crystal display devices capable of color display (color liquid crystal display devices) are widely used. On the viewer side of a general color liquid crystal display device, a color filter in which colored portions corresponding to pixels (dots) are finely patterned is provided as a display side substrate, and a liquid crystal drive substrate including a liquid crystal drive electrode is provided. A liquid crystal cell is formed by sandwiching driving liquid crystal molecules between them, and this is switched for each pixel to switch between bright display (white display) and dark display (black display). In a typical color filter, colored portions of three colors corresponding to the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are repeatedly arranged side by side in stripes at each pixel width. A transparent colored layer is formed. Three pixels (dots) of R, G, and B constitute one picture element (pixel), and each picture element can perform color display by the additive color mixing method.

さらに近年では、より複雑な色味を表現するために、上記3色の着色部に黄色(以下、「Y」ともいう)やシアン(以下、「C」ともいう)などの補色の着色部を加えた4色の着色部により構成される透明着色層を備えるカラーフィルタが提案されている。例えば、特許文献1には、カラー液晶表示装置の色再現性を向上する手法が提案されている。上記の液晶表示装置では、カラー1絵素の領域が、例えばRGBに加えて、Cなどの4色の画素領域により構成される。尚、透明着色層は、上記のようにストライプ状の着色部を繰り返し横並びに配列するほか、縦横直交二方向のマトリクス状にパターニングしたり、斜交する二方向にパターニングしたりする場合もある。   In recent years, in order to express more complex colors, the above three colored portions are provided with complementary colored portions such as yellow (hereinafter also referred to as “Y”) and cyan (hereinafter also referred to as “C”). There has been proposed a color filter including a transparent colored layer constituted by the added four colored portions. For example, Patent Document 1 proposes a method for improving the color reproducibility of a color liquid crystal display device. In the above liquid crystal display device, the area of one color pixel is composed of pixel areas of four colors such as C in addition to RGB. The transparent colored layer may be patterned in two vertical and horizontal orthogonal matrix patterns or in two oblique directions in addition to repeating the stripe-shaped colored portions arranged side by side as described above.

またRGBの基本三原色に無色透明の画素を白表示用の無色透明(以下、「W」ともいう)の画素を加えた4つの画素を備えるカラーフィルタも提案されている(例えば、下記特許文献2、特許文献3など)。Wの画素は、他の画素に比べて光の利用効率が高いので、RGBにWの画素を加えたカラーフィルタは、主として白色表示の輝度を向上させるために提案されたカラーフィルタである。   In addition, a color filter including four pixels obtained by adding a colorless and transparent pixel to a basic three primary colors of RGB to a colorless and transparent (hereinafter also referred to as “W”) pixel for white display has been proposed (for example, Patent Document 2 below). Patent Document 3). Since the W pixel has higher light utilization efficiency than the other pixels, the color filter in which the W pixel is added to RGB is a color filter proposed mainly for improving the luminance of white display.

上述する多色のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法を用いて、複数の着色部を順にパターニングして形成する方法が一般的である。例えば、特許文献2には、フォトリソグラフィー工程によりパターニングし、赤、緑および青の画素パターンに加えて、ポリアミド等を主体とし、顔料を含まない感光性樹脂を用いて白画素を形成するカラーフィルタの製造方法が開示されている。同文献は、フォトリソグラフィー工程を用いてカラーフィルタを製造する場合において、特にセルギャップの狭い強誘電性液晶表示パネルにおける白画素を他の画素の後に形成した場合に生じるセルギャップ不良の問題を課題としており、TNやSTNなどのセルギャップの広い液晶表示パネルを製造する際には、上記課題は問題にならないこと、あるいは白画素以外の他の色の画素についても同様に、上記課題は問題がない点が示唆されている。   The multicolor color filter described above is generally formed by patterning a plurality of colored portions in order using a photolithography method. For example, Patent Document 2 discloses a color filter that is patterned by a photolithography process, and in addition to a pixel pattern of red, green, and blue, a white pixel is formed using a photosensitive resin that mainly includes polyamide and does not contain a pigment. A manufacturing method is disclosed. This document addresses the problem of cell gap failure that occurs when white pixels are formed after other pixels in a ferroelectric liquid crystal display panel with a narrow cell gap when manufacturing color filters using a photolithography process. When manufacturing a liquid crystal display panel having a wide cell gap such as TN or STN, the above problem does not become a problem, or the above problem is also a problem for pixels of other colors other than white pixels. There is no suggestion.

特開2006−267541号公報JP 2006-267541 A 特開平5−88011号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-88011 特開2006−259135号公報JP 2006-259135 A

ところが近年、液晶表示のさらなる高輝度高品質化が求められるようになり、白画素以外の有色透明な画素のみで構成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置であっても、光漏れの問題が、改善すべき課題として認識されるようになった。特に、液晶表示装置の薄型化を実現するために、カラーフィルタと駆動用液晶層との間に設けられていた保護層(特許文献2における絶縁層)を省略した場合には、上記光漏れの問題は顕著であった。   However, in recent years, there has been a demand for higher luminance and higher quality of liquid crystal displays, and there is a problem of light leakage even in a liquid crystal display device using a color filter composed only of colored and transparent pixels other than white pixels. , Has come to be recognized as an issue to be improved. In particular, in order to reduce the thickness of the liquid crystal display device, when the protective layer (insulating layer in Patent Document 2) provided between the color filter and the driving liquid crystal layer is omitted, the above light leakage is prevented. The problem was remarkable.

そこで本発明者は、カラーフィルタの上記光漏れの問題を詳細に検討した。その結果、カラーフィルタには複数の着色部から構成される透明着色層が備わっているが、この透明着色層の特定の着色部において光漏れが生じる場合があることを見出した。 Therefore, the present inventor has studied in detail the above-described light leakage problem of the color filter. As a result, the color filter has a transparent colored layer composed of a plurality of colored portions, but it has been found that light leakage may occur in a specific colored portion of the transparent colored layer.

上記特定の着色部の光漏れの問題は、4色以上の着色部から透明着色層が構成される場合において、特に着色部の配列パターンが、ストライプ状である場合、あるいは、各着色部が複数行及び複数列で構成されるマトリックス状であって、少なくとも一方向に全色の着色部が繰り返し形成されるパターンにおいては、透明着色層全域(即ち有効表示領域全体)において問題であった。   The problem of the light leakage of the specific colored portion is that when the transparent colored layer is composed of four or more colored portions, particularly when the arrangement pattern of the colored portions is striped, or there are a plurality of colored portions. In a pattern in which all colored portions are repeatedly formed in at least one direction in the form of a matrix composed of rows and columns, there is a problem in the entire transparent colored layer (that is, the entire effective display area).

また透明着色層全域においては光漏れが確認されない場合であっても、少なくとも透明着色層の一番端に存在する着色部(即ち有効表示領域の臨界部分)においては、光漏れが確認される場合があった。かかる場合において、有効表示領域の臨界部分におけるブラックマトリクス線幅だけを特に太く設計し、光漏れの虞のある領域を遮光してしまうという解決方法も考えられる。しかしながら、例えば携帯電話などのように小さいディスプレイでは、物理的に限られた面積内において、できるだけ大きな表示領域を確保したいという要望があり、有効表示領域の臨界部分を遮光してしまうことは望ましくない場合があった。またもとより、ブラックマトリクスを設けない設計のカラーフィルタも存在し、このようなカラーフィルタにおいても同様に、有効表示領域の臨界部分の光漏れが問題となる場合があった。 Even when light leakage is not confirmed in the entire transparent colored layer, light leakage is confirmed at least in the colored portion existing at the extreme end of the transparent colored layer (that is, the critical portion of the effective display area). was there. In such a case, a solution may be considered in which only the black matrix line width in the critical portion of the effective display area is designed to be particularly large so that the area where light leakage may occur is blocked. However, for a small display such as a mobile phone, there is a demand for securing a display area as large as possible within a physically limited area, and it is not desirable to shield the critical part of the effective display area. There was a case. Of course, there are color filters that are not provided with a black matrix. In such color filters as well, light leakage in the critical portion of the effective display area may be a problem.

本発明は、上述するカラーフィルタの光漏れの問題点に鑑みてなされたもので、特定の波長の可視光を吸収可能な偶数且つ4色以上の着色部から構成される透明着色層を備えるカラーフィルタにおいて、上記着色部のいずれからも光漏れが起こることがないカラーフィルタの提供及び、フォトリソグラフィー法を用いるカラーフィルタの製造方法であって、上記着色部のいずれからも光漏れが起こることがないカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problem of light leakage of the color filter, and includes a transparent colored layer composed of an even number and four or more colored portions capable of absorbing visible light having a specific wavelength. In the filter, there is provided a color filter in which light leakage does not occur from any of the colored portions, and a color filter manufacturing method using a photolithography method, and light leakage may occur from any of the colored portions. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a color filter that does not have a filter.

本発明者が鋭意努力した結果、透明着色層を構成する着色部のうち、繰り返し方向に平行な垂直断面の外殻において実施的に一方方向へ偏った傾斜が形成されていることを見出した。より詳しく述べると、各着色部の繰り返し方向に平行な任意の垂直面で切断した着色部の断面外殻を観察した際に、3色の着色部から構成される透明着色層ではいずれか1色の着色部において、4色の着色部から構成される透明着色層では1色あるいは2色の着色部において、該断面外殻が左右非対照であって略一方方向への偏った傾斜が形成されていた。 As a result of diligent efforts by the present inventors, it has been found that, among the colored portions constituting the transparent colored layer, a slope that is practically biased in one direction is formed in the outer shell having a vertical cross section parallel to the repeating direction. More specifically, when the cross-section outer shell of the colored portion cut by an arbitrary vertical plane parallel to the repeating direction of each colored portion is observed, any one color is used in the transparent colored layer composed of the three colored portions. In the colored portion of the transparent colored layer composed of the four colored portions, in the colored portion of one color or two colors, the cross-sectional outer shell is left and right non-contrast and is inclined substantially in one direction. It was.

そして、該カラーフィルタを用いて液晶表示装置を構成した場合、透明着色層に直接または間接に形成された駆動用液晶層を構成する駆動用液晶分子のうち、上記傾斜する断面外殻上方に直接または間接に位置する駆動用液晶分子が、その傾斜に規制されて、所望の配向を示さずに配向不良をおこしている部分があること、およびその配向不良が確認される部分において、光漏れの問題が発生していることがわかった。 When a liquid crystal display device is configured using the color filter, among the driving liquid crystal molecules constituting the driving liquid crystal layer formed directly or indirectly on the transparent colored layer, directly above the inclined outer shell. Alternatively, the liquid crystal molecules for driving located indirectly are restricted by the tilt, and there are portions where alignment failure is caused without exhibiting the desired alignment, and light leakage of the portion where the alignment failure is confirmed is confirmed. I found out that there was a problem.

したがって、本発明は、上記知見に基づき、カラーフィルタ内に備えられる透明着色層において、該透明着色層を構成する4色以上の有色透明な偶数色の着色部の断面外殻が、実質的に一方方向に偏って傾斜していないことを基本的特徴とするものであり、また第二の本発明であるカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法によって各着色部を形成する際に、いずれの着色部にも隣接しない位置に着色部を形成するか、あるいは左右位置に既に形成された着色部が存在する領域にさらなる着色部を形成することを基本的特徴とするものである。   Therefore, according to the present invention, based on the above knowledge, in the transparent colored layer provided in the color filter, the cross-section outer shell of the colored transparent even-numbered colored portion of four or more colors constituting the transparent colored layer is substantially The color filter manufacturing method according to the second aspect of the present invention is basically characterized in that it is not inclined in one direction, and any of the colored portions is formed by photolithography. A basic feature is that a colored portion is formed at a position not adjacent to the colored portion, or that a further colored portion is formed in a region where a colored portion already formed at the left and right positions is present.

即ち、本発明は、
(1)基板上に直接または間接に、特定の波長の可視光を吸収可能な偶数且つ4色以上の着色部から構成される透明着色層を少なくとも備えるカラーフィルタであって、上記着色部が、少なくとも一の方向を繰り返し方向として順に所定のパターンに配列されており、且つ上記繰り返し方向に上記着色部を切った垂直断面における断面外殻が、実質的に一方方向に偏って傾斜していないことを特徴とするカラーフィルタ、
(2)上記各着色部の断面外殻が実質的に左右対称であることを特徴とする上記(1)に記載のカラーフィルタ、
(3)上記各着色部の断面外殻の中心部分から左右方向に向けて実質的に平坦な外殻部分が存在することを特徴とする上記(1)又は上記(2)記載のカラーフィルタ、
(4)上記基板上であって、上記透明着色層の下層にブラックマトリックス層が設けられていることを特徴とする上記(1)乃至上記(3)のいずれかに記載のカラーフィルタ、
(5)2つの基板を対向させ、該基板間に形成されるスペースに駆動用液晶層を設け、且つ電圧を負荷して上記駆動用液晶層に充填される駆動用液晶分子の配向を変化させる電極部からなる層を設けるとともに、上記2つの基板の外側に偏光板を積層する、多層構造の液晶表示装置において、上記(1)乃至上記(4)のいずれかに記載のカラーフィルタが、一方の基板として用いられていることを特徴とする液晶表示装置、
(6)基板上に直接または間接に、少なくとも一の方向を繰り返し方向として順に所定のパターンに配列される特定の波長の可視光を吸収可能な偶数且つ4色以上の着色部から構成される透明着色層を備えるカラーフィルタを製造する方法であって、フォトリソグラフィー法により、基板上の着色部形成予定範囲において1色の着色部を所定のパターンの任意に選択される位置に形成し、この最初に形成した着色部を1番目とし、次いで、まだ着色部が形成されていない着色部形成予定範囲において、上記最初に形成された着色部を基準として上記所定のパターンの一方方向に向かって奇数番目の位置あるいは既に形成された2つの着色部に隣り合う位置に2色目以降の着色部を形成することによって上記透明着色層を形成することを特徴とする上記(1)乃至上記(4)のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法、
(7)上記透明着色層を構成する各着色部の配列されるパターンが、ストライプ状であることを特徴とする上記(6)に記載のカラーフィルタの製造方法、
(8)上記着色ストライプ状のパターンの1色目の形成位置は、有効表示領域の一番端に相当する着色部、若しくは有効表示領域の一番端に相当する着色部を含めて奇数個目の着色部であることを特徴とする上記(7)に記載のカラーフィルタの製造方法、
(9)上記透明着色層を構成する各着色部の配列されるパターンが、マトリックス状であることを特徴とする上記(6)に記載のカラーフィルタの製造方法、
を要旨とするものである。
That is, the present invention
(1) A color filter including at least a transparent coloring layer composed of an even number and four or more colored portions capable of absorbing visible light of a specific wavelength directly or indirectly on a substrate, wherein the colored portion is It is arranged in a predetermined pattern in order with at least one direction as a repetitive direction, and the cross-section outer shell in a vertical cross section in which the colored portion is cut in the repetitive direction is not substantially inclined in one direction. Color filter, characterized by
(2) The color filter as described in (1) above, wherein the cross-section outer shell of each colored portion is substantially symmetrical
(3) The color filter according to (1) or (2) above, wherein there is a substantially flat outer shell portion from the central portion of the cross-section outer shell of each colored portion in the left-right direction,
(4) The color filter according to any one of (1) to (3) above, wherein a black matrix layer is provided on the substrate and below the transparent colored layer.
(5) Two substrates are opposed to each other, a driving liquid crystal layer is provided in a space formed between the substrates, and a voltage is applied to change the orientation of driving liquid crystal molecules filled in the driving liquid crystal layer. In the liquid crystal display device having a multilayer structure in which a layer including an electrode portion is provided and a polarizing plate is stacked outside the two substrates, the color filter according to any one of (1) to (4) above A liquid crystal display device used as a substrate for
(6) A transparent structure composed of even and four or more colored portions capable of absorbing visible light of a specific wavelength arranged in a predetermined pattern in order, with at least one direction as a repeating direction, directly or indirectly on the substrate. A method for producing a color filter having a colored layer, wherein a colored portion of one color is formed at a position selected arbitrarily in a predetermined pattern in a predetermined colored portion forming range on a substrate by a photolithography method. The colored portion formed in the first is the first, and then, in the planned colored portion formation range where the colored portion is not yet formed, the odd numbered toward the one direction of the predetermined pattern with the colored portion formed first as a reference Or forming the transparent colored layer by forming a colored portion of the second color or later at a position adjacent to the already formed two colored portions. The method of manufacturing a color filter according to any of that (1) to (4) above,
(7) The method for producing a color filter as described in (6) above, wherein the pattern in which the colored portions constituting the transparent colored layer are arranged is a stripe shape,
(8) The formation position of the first color of the colored stripe pattern is an odd number including the colored portion corresponding to the extreme end of the effective display region or the colored portion corresponding to the extreme end of the effective display region. A method for producing a color filter as described in (7) above, which is a colored part,
(9) The method for producing a color filter as described in (6) above, wherein the pattern in which the colored portions constituting the transparent colored layer are arranged is a matrix.
Is a summary.

以下に、本発明及び本発明を説明する記載において用いられるいくつかの用語について説明する。   Hereinafter, some terms used in the present invention and the description for explaining the present invention will be explained.

本発明において「実質的に一方方向に偏って傾斜していない」とは、具体的には、その着色部の上方に直接または間接に駆動用液晶分子を配置した際に、該駆動用液晶分子に配向不良を生じせしめる程度に一方方向に偏った傾斜を示していないことを意味する。着色部の長手方向に向かって垂直な断面の外殻が、実質的に一方方向に偏って傾斜していない例としては、断面外殻が平坦である場合が望ましいが、外殻に凸部や傾斜がある場合であっても、着色部おける上記外殻の幅中央またはその近傍に平坦部が形成されている場合を含む。より具体的には、着色部における上記外殻のうち幅中央から片側35%(両側70%)の範囲内を所定間隔(例えば着色部の断面外殻を観察した際の横寸法が約100μm〜約150μmであれば上記所定間隔は2.7μm程度が適当である)ごとにサンプリングして得られる近似曲線の勾配に異符号が含まれる場合をいい、傾きゼロを除いて当該範囲内の勾配が正のみまたは負のみの場合を除外する。尚、表示画面サイズによって、着色部の上記横寸法も適宜変更され、例えば携帯電話表示画面などのように小さい画面の場合には、サンプリング間隔が2.7μmではサンプリング数が少ない場合がある。したがってサンプリング間隔の別なる指標としては、上記両側70%の範囲内を幅方向に20乃至40等分程度とすることができる。   In the present invention, “substantially not inclined in one direction” specifically means that when driving liquid crystal molecules are arranged directly or indirectly above the colored portion, the driving liquid crystal molecules This means that the tilt is not shown to be biased in one direction to the extent that orientation failure occurs. As an example in which the outer shell of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the colored portion is not substantially inclined and inclined in one direction, it is desirable that the outer shell is flat. Even when there is an inclination, it includes the case where a flat portion is formed at the center of the width of the outer shell in the colored portion or in the vicinity thereof. More specifically, the lateral dimension of the outer shell in the colored portion is within a range of 35% on one side (70% on both sides) from the center of the width (for example, the lateral dimension when the cross-sectional outer shell of the colored portion is observed is about 100 μm to (If the predetermined interval is about 2.7 μm, it is appropriate that the predetermined interval is about 2.7 μm). Excludes only positive or negative cases. Depending on the display screen size, the horizontal dimension of the colored portion is also appropriately changed. For example, in the case of a small screen such as a mobile phone display screen, the sampling number may be small when the sampling interval is 2.7 μm. Therefore, as another indicator of the sampling interval, the range of 70% on both sides can be divided into about 20 to 40 equal parts in the width direction.

上記断面外殻は、特に「実質的に左右対称」であることが望ましい。左右対称の例としては、断面外殻が平坦である外殻形状に加えて、着色部の断面外殻において、その両端が盛り上がり、中央領域から両端に向けて上り傾斜が形成される外殻形状、中央領域が盛り上がり両端に向かって下り傾斜が形成される外殻形状、あるいは中央領域に平坦部分が存在し、該平坦部分を挟んで両端に下り傾斜が形成される外殻形状、また該平坦部分を破算で両端に上り傾斜が形成される外殻形状などであって、上記両端部への傾斜が左右略同等角度で形成されている例などが挙げられる。 It is particularly desirable that the cross-sectional outer shell is “substantially bilaterally symmetric”. As an example of left-right symmetry, in addition to the outer shell shape in which the outer shell is flat, the outer shell shape in which the both ends rise in the cross-section outer shell of the colored portion and an upward slope is formed from the central region toward both ends. An outer shell shape in which the central region is raised and a downward slope is formed toward both ends, or a flat portion is present in the central region, and an outer shell shape in which a downward slope is formed at both ends across the flat portion, and the flat shape An example is an outer shell shape in which an upward slope is formed at both ends when the portion is calculated, and the slope to the both end portions is formed at substantially the same left and right angles.

上記、本発明における着色部断面の「実質的に左右対称」外殻は、より具体的には、微細形状測定機ET4000L(小坂研究所社製)を用いてカラーフィルタ表面を測定することにより、確認することができる。本発明において、上記断面外殻が「実質的に左右対称」という場合は、一の着色部の線幅(断面外殻を観察した際の横寸法)が150μm以下のときは、該断面外殻の両端の高さの差が2500Å以下であることを意味する。また一の着色部の線幅(断面外殻を観察した際の横寸法)が150μmを超えるときは、該断面外殻の両端の高さの差が1700Å以下であることを意味する。 More specifically, the "substantially bilaterally symmetrical" outer shell of the colored section in the present invention is more specifically, by measuring the color filter surface using a fine shape measuring instrument ET4000L (manufactured by Kosaka Laboratory), Can be confirmed. In the present invention, when the cross-sectional outer shell is “substantially bilaterally symmetric”, when the line width (lateral dimension when observing the cross-sectional outer shell) of one colored portion is 150 μm or less, the cross-sectional outer shell This means that the difference in height between the two ends of the sheet is 2500 mm or less. Further, when the line width of one colored portion (lateral dimension when the outer shell is observed) exceeds 150 μm, it means that the difference in height between both ends of the outer shell is 1700 mm or less.

「特定の波長の可視光を吸収可能な」着色部とは、有色透明な着色部のことを意味し、顔料などを含まない無色透明な領域を含まない。   The colored portion that can absorb visible light having a specific wavelength means a colored and transparent colored portion, and does not include a colorless and transparent region that does not contain a pigment or the like.

「断面外殻」とは、特に断りない場合には、各着色部の繰り返し方向に平行な面で、着色部を垂直に切断した断面形状において、その上面部分の輪郭を指すものである。 The “cross-section outer shell” refers to the outline of the upper surface portion in a cross-sectional shape obtained by cutting the colored portion perpendicularly with a plane parallel to the repeating direction of each colored portion, unless otherwise specified.

また本発明の光学素子を構成する構成層において、「上」「上方」「上面」あるいは「下」「下方」「下面」などの上下方向を意味する表現方法は、カラーフィルタの基材が最下層となる向きに配置したときに、任意の構成層において、該基材面側を「下」方向とし、基材面とは反対側を「上」方向として表現するものである。   In addition, in the constituent layers constituting the optical element of the present invention, the expression method meaning the vertical direction such as “upper”, “upper”, “upper surface” or “lower”, “lower”, “lower surface”, etc. When arranged in the orientation of the lower layer, in any constituent layer, the substrate surface side is expressed as the “down” direction, and the side opposite to the substrate surface is expressed as the “up” direction.

本発明において「有効表示領域」とは、透過光が出/入射して所定の表示や観測が行われる領域を意味し、例えば、液晶パネルにおける光学部材として本発明が用いられる場合には、該液晶パネルにおける画像表示領域に相当する領域を意味する。   In the present invention, the “effective display area” means an area where transmitted light is emitted / incident and predetermined display or observation is performed. For example, when the present invention is used as an optical member in a liquid crystal panel, It means an area corresponding to an image display area in the liquid crystal panel.

本発明のカラーフィルタにおける透明着色層は、これを構成する各着色部の断面外殻が、実質的に一方方向に傾斜しておらず、したがって、本発明のカラーフィルタを一方の基板として例えば液晶表示装置を形成した際に、透明着色層に直接または間接に面する駆動用液晶層における駆動用液晶分子が、上記断面外殻の傾斜に起因する配向不良を起こす虞がない。したがって、本発明のカラーフィルタを用いて構成されるディスプレイの表示では、各着色部において光漏れが生じず、高品質の液晶ディスプレイ表示を提供することができる。また4色以上の有色且つ偶数色の着色部から構成される透明着色層を備えるカラーフィルタであるので、例えば4色カラーフィルタとして、従来の3色カラーフィルタに比べてより複雑な色表示を高品質で提供することができる。   In the transparent colored layer in the color filter of the present invention, the cross-section outer shell of each colored portion constituting the transparent color layer is not substantially inclined in one direction, and therefore the color filter of the present invention is used as one substrate, for example, a liquid crystal When the display device is formed, there is no possibility that the driving liquid crystal molecules in the driving liquid crystal layer directly or indirectly facing the transparent colored layer will cause alignment defects due to the inclination of the cross-section outer shell. Therefore, in the display of the display configured using the color filter of the present invention, light leakage does not occur in each colored portion, and a high-quality liquid crystal display can be provided. In addition, since the color filter includes a transparent coloring layer composed of colored portions of four or more colors and even colors, for example, as a four-color filter, a more complicated color display can be achieved compared to a conventional three-color filter. Can be offered in quality.

上記本発明のカラーフィルタによれば、従来、透明着色層と駆動用液晶層との間に設けられていた保護層を省略し、あるいは層厚さを薄くすることが可能であり、液晶ディスプレイの薄膜化に大きく貢献することができる。より具体的にいうと、本発明のカラーフィルタを、TN方式あるいはMVA方式の如く駆動用液晶分子を垂直方向等、基板面に対して立ち上がる方向に配向させる駆動方式の液晶ディスプレイに用いる場合には、上記従来の保護膜は省略可能であり、またIPS方式のように駆動用液晶を水平方向に配向させる駆動方式の液晶ディスプレイにおいても、上記従来の保護膜を、従来の厚さの3/4程度に薄くすることが可能である。   According to the color filter of the present invention, it is possible to omit the protective layer that has been conventionally provided between the transparent colored layer and the driving liquid crystal layer, or to reduce the thickness of the liquid crystal display. It can greatly contribute to thinning. More specifically, when the color filter of the present invention is used for a driving type liquid crystal display in which driving liquid crystal molecules are aligned in a direction rising from the substrate surface, such as a vertical direction, as in the TN type or MVA type. The conventional protective film can be omitted, and in the liquid crystal display of the driving method in which the driving liquid crystal is aligned in the horizontal direction as in the IPS method, the conventional protective film is 3/4 of the conventional thickness. It can be made as thin as possible.

また本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、フォトリソグラフィー法を用いて有色透明な着色層を形成する従来の製造方法と工程数や手間を何等変えることなく、偶数且つ4色以上の着色部の形成位置を、左右に他の着色部が存在しない領域、あるいは左右ともに他の着色部が存在する領域に特定してパターニングするたけで、容易に、上面が実質的に一方方向に傾斜していない着色部を形成することができる。   In addition, according to the method for producing a color filter of the present invention, a colored portion having an even number and four or more colors can be obtained without changing the number of steps and labor from the conventional method for forming a colored transparent colored layer using a photolithography method. The upper surface is inclined substantially in one direction simply by specifying the patterning position in a region where no other colored portion is present on the left or right, or a region where other colored portions are present on the left or right. No colored part can be formed.

特に、上記着色ストライプ状のパターンの1色目の形成位置が、有効表示領域の一番端に相当する着色部、若しくは有効表示領域の一番端に相当する着色部を含めて奇数個目の着色部であることを特徴とする本発明のカラーフィルタの製造方法であれば、有効表示領域の一番に端に存在する着色部について、確実に、その断面積外殻の形状を実質的に一方方向に傾斜しないよう形成することができるため、有効表示領域の臨界部分までも有効に表示領域として活用したい場合には特に優れている。 In particular, the first color formation position of the colored stripe pattern is an odd-numbered coloring including a colored portion corresponding to the extreme end of the effective display region or a colored portion corresponding to the extreme end of the effective display region. If the color filter manufacturing method of the present invention is characterized in that it is a part of the outermost shell of the effective display area, the shape of the outer shell of the cross-sectional area is substantially reduced. Since it can be formed so as not to incline in the direction, it is particularly excellent when the critical part of the effective display area is effectively used as the display area.

以下に、図1および図2を用いて本発明のカラーフィルタ及びその製造方法について説明する。尚、本発明を説明するために示す図面において記載される着色部断面は、断面外殻の形状を説明するために実際に縦横比とは変更し且つ概略の形状として図示している。また図2では、各着色部の断面外殻は、平坦な状態として図示するが、これは本発明の製造方法によれば必ず、断面外殻が平坦になることを意味するものではない。本発明の製造方法によれば、断面外殻は、実質的に一方方向に偏って傾斜することが防止される。 Below, the color filter of this invention and its manufacturing method are demonstrated using FIG. 1 and FIG. The cross section of the colored portion described in the drawings shown for explaining the present invention is actually changed from the aspect ratio and illustrated as a schematic shape in order to explain the shape of the outer shell of the cross section. In FIG. 2, the cross-section outer shell of each colored portion is illustrated as being flat, but this does not necessarily mean that the cross-section outer shell becomes flat according to the manufacturing method of the present invention. According to the manufacturing method of the present invention, the cross-section outer shell is prevented from being inclined substantially in one direction.

図1は、赤色(以下、単に「R」という場合がある)着色部3、黄色(以下、単に「Y」という場合がある)着色部4、緑色(以下、単に「G」という場合がある)着色部5、青色(以下、単に「B」という場合がある)着色部6の4色の着色部を複数行×1列のストライプ状に形成して構成される透明着色層8の上面図である。図2(2E)は、図1の透明着色層8を備えるカラーフィルタ7の断面図であって、図1におけるX−X方向で切断した際の断面概略図である。図2(2A)〜(2E)は、ガラス基板1上に、ブラックマトリクス(以下、「BM」ともいう。)2と、4色の着色部から構成される透明着色層8と、を備えるカラーフィルタ7を作成するための本発明の製造方法の一態様を、各工程に分けて示すものである。 FIG. 1 shows a red (hereinafter sometimes simply referred to as “R”) colored portion 3, a yellow (hereinafter sometimes simply referred to as “Y”) colored portion 4, and a green (hereinafter simply referred to as “G”). ) A top view of the transparent colored layer 8 formed by forming the colored portions 5 and the colored portions 6 of the blue color (hereinafter simply referred to as “B”) colored portions 6 into stripes of a plurality of rows and one column. It is. 2 (2E) is a cross-sectional view of the color filter 7 including the transparent colored layer 8 of FIG. 1, and is a schematic cross-sectional view when cut in the XX direction in FIG. FIGS. 2 (2A) to (2E) show a color comprising a black matrix (hereinafter also referred to as “BM”) 2 and a transparent colored layer 8 composed of four colored portions on a glass substrate 1. One mode of the manufacturing method of the present invention for creating the filter 7 is shown separately for each step.

まず適当なガラス基板1の上面にBM2を、各BM2間が着色部の作成予定位置3を区画できるように整然とパターニングして形成する(図2A)。次いで、R着色部の作成予定位置にあわせてフォトリソグラフィー法によりR着色部3を形成する(図2B)。続いて、R着色部3には隣り合わず、したがって両隣が着色部未作成領域である位置に、Y着色部4を同様に形成する(図2C)。即ち、図2Cに示すように、2番目に形成されるY着色部4は、最初に形成されたR着色部3を基準(1番目)として行方向に向かって奇数番目に位置する着色部形成予定範囲に形成される。   First, BM2 is formed on the upper surface of a suitable glass substrate 1 by orderly patterning so that the planned positions 3 of the colored portions can be defined between the BM2 (FIG. 2A). Next, the R colored portion 3 is formed by a photolithography method in accordance with the planned production position of the R colored portion (FIG. 2B). Subsequently, the Y colored portion 4 is formed in the same manner at a position that is not adjacent to the R colored portion 3 and is therefore a colored portion non-created region on both sides (FIG. 2C). That is, as shown in FIG. 2C, the second colored Y portion 4 is formed with odd colored portions in the row direction with the first colored R portion 3 as a reference (first). Formed in the planned range.

そして、3色目の着色部として、R着色部3とY着色部4との間に、G着色部5を同様に形成する(図2D)。さらに4色面の着色部として、Y着色部4とR着色部3との間にB着色部6を上述と同様にフォトリソグラフィー法により形成して透明着色層8が構成され、カラーフィルタ7が形成される(図2E)。上述のとおり、G着色部5及びB着色部6は、2つの既に形成された着色部に隣接して挟まれる領域に形成される。尚、本明細書では、RGBYの4色の着色部を、R、Y、G、Bの順に形成する態様について説明するが、本発明における透明着色層はこれに限定されるものではなく、用いられる着色部の種類及び、着色部の作成領域については、適宜、設計変更してよい。本発明の製造方法について特に重要な点は、最初に作成された着色部を1番目として、次に行方向に対し奇数番目の位置に第2色目が形成され、さらなる奇数番目の位置に第3色面を形成するか、あるいは既に奇数番目の位置に形成された着色部間に隣接する偶数番目の位置に第3色目以降の着色部を形成するという点にある。   Then, as the third colored portion, the G colored portion 5 is similarly formed between the R colored portion 3 and the Y colored portion 4 (FIG. 2D). Further, as a colored portion of four colors, a B colored portion 6 is formed by a photolithography method between the Y colored portion 4 and the R colored portion 3 in the same manner as described above to form a transparent colored layer 8, and the color filter 7 Formed (FIG. 2E). As described above, the G coloring portion 5 and the B coloring portion 6 are formed in a region sandwiched between two already formed coloring portions. In the present specification, an embodiment in which the colored portions of RGBY of four colors are formed in the order of R, Y, G, and B will be described, but the transparent colored layer in the present invention is not limited to this and is used. The design of the type of the colored part and the creation area of the colored part may be changed as appropriate. The particularly important point regarding the manufacturing method of the present invention is that the first created colored portion is first, then the second color is formed at odd-numbered positions in the row direction, and the third color is formed at further odd-numbered positions. A color plane is formed, or the third and subsequent colored portions are formed at even-numbered positions adjacent to the colored portions already formed at odd-numbered positions.

図2に例示される本発明の製造方法によれば、形成されるカラーフィルタにおいて、着色部の長手方向に垂直な断面を観察した場合に、断面外殻が、実質的に一方方向に偏って傾斜することがなく、この結果、上記傾斜に由来にする光漏れの問題が生じることがない。以下に、従来例を比較対象として説明し、本発明の製造方法によれば、その断面外殻が実質的に一方方向に偏って傾斜しない着色部が作成される機構について説明する。   According to the manufacturing method of the present invention illustrated in FIG. 2, when the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the colored portion is observed in the formed color filter, the cross-section outer shell is substantially biased in one direction. As a result, there is no problem of light leakage caused by the inclination. Hereinafter, a conventional example will be described as a comparison object, and according to the manufacturing method of the present invention, a mechanism will be described in which a colored portion whose cross-section outer shell is not substantially inclined and tilted in one direction is created.

まず従来例として、光漏れの問題を抱える従来のカラーフィルタに用いられていた透明着色層の例として図6を示す。図6は、R着色部102、G着色部103、B着色部104の3色の着色部から構成される透明着色層101の上面図である。透明着色層101は、R、G、Bの順に各着色部102、103および104をフォトリソグラフィー法により複数行×1列のストライプ状にパターニングして形成することによって構成されている。 First, as a conventional example, FIG. 6 shows an example of a transparent colored layer used in a conventional color filter having a problem of light leakage. FIG. 6 is a top view of the transparent colored layer 101 composed of the three colored portions of the R colored portion 102, the G colored portion 103, and the B colored portion 104. The transparent colored layer 101 is formed by patterning the colored portions 102, 103, and 104 in the order of R, G, and B into a stripe shape of a plurality of rows and one column by a photolithography method.

次に図7において、ガラス基板113上にBM114をパターン形成し、その上に、透明着色層101を積層してカラーフィルタ111を形成し、次いでその上面に駆動用液晶分子112を垂直配向させた状態の断面概略図を示す。図7は、図6におけるY−Y方向でカラーフィルタ111を切断し、その断面を観察したものである。図7に示されるとおり、第1色目および第3色目として作成されるR着色部102およびB着色部104は、それぞれ、その断面外殻が略左右対処に形成されている。一方、第2色目として形成されるG着色部103は、紙面向って左側(即ちR着色部側)端部が高く盛り上がり、右側端部はこれより低く形成されており、この結果、断面外殻の左側から右側に向って、一方方向に傾斜面が形成されている。   Next, in FIG. 7, a BM 114 is patterned on a glass substrate 113, a transparent colored layer 101 is laminated thereon to form a color filter 111, and then driving liquid crystal molecules 112 are vertically aligned on the upper surface. The cross-sectional schematic of a state is shown. FIG. 7 is a cross-sectional view of the color filter 111 cut in the YY direction in FIG. As shown in FIG. 7, the R colored portion 102 and the B colored portion 104 created as the first color and the third color have respective cross-sectional outer shells formed so as to cope with left and right. On the other hand, the G-colored portion 103 formed as the second color has a left side (that is, the R-colored portion side) end portion that rises high toward the paper surface, and a right-side end portion that is lower than the end portion. An inclined surface is formed in one direction from the left side to the right side.

そして、上記G着色部103の断面外殻において観察される一方方向への傾斜に規制されて、透明着色層101の上面に存在する駆動用液晶分子のうち、上記傾斜する断面外殻の周囲の駆動用液晶分子が配向不良を起こすのである。上記従来の透明着色層101において、光漏れが生じる部分を図6において点線枠で示したが、この光漏れ部分は、ちょうど、上記G着色部103の上方に位置する駆動用液晶分子の配向不良部分に該当する。   Then, the liquid crystal molecules for driving existing on the upper surface of the transparent colored layer 101 are controlled by the inclination in one direction observed in the cross-section outer shell of the G coloring portion 103, and around the inclined cross-section outer shell. The liquid crystal molecules for driving cause alignment failure. In the conventional transparent colored layer 101, a portion where light leakage occurs is shown by a dotted frame in FIG. 6. This light leakage portion is just a poor alignment of driving liquid crystal molecules located above the G coloring portion 103. Corresponds to the part.

上述のとおり、図7に示す従来のカラーフィルタに備えられていた透明着色層101において、フォトリソグラフィー法により各着色部を形成する場合において、一部の着色部(図7ではG着色部)において断面外殻に実質的に一方方向に偏った傾斜ができてしまうメカニズムは、以下の通りと考えられる。   As described above, in the transparent colored layer 101 provided in the conventional color filter shown in FIG. 7, when each colored portion is formed by photolithography, in some colored portions (G colored portion in FIG. 7) The mechanism by which the cross-section outer shell can be inclined substantially in one direction is considered as follows.

フォトリソグラフィー工程において着色レジストを基材面に塗布して形成される塗膜は、既に基材面に設けられている積層体を覆って形成されるため、該積層体の部分において盛り上がった形状で形成される。次いで、所望のパターニング形状となるようフォトマスクで覆って露光し、さらに、未露光部分を洗浄除去して、着色部が形成される。ことのき、上記塗膜の盛り上がった領域を含んで露光が行われれば、その盛り上がりを残したままの形状で着色部が完成されることになる。 The coating film formed by applying the colored resist to the substrate surface in the photolithography process is formed so as to cover the laminate already provided on the substrate surface. It is formed. Next, the film is covered with a photomask so as to have a desired patterning shape and exposed, and further, unexposed portions are washed away to form colored portions. At that time, if the exposure is performed including the area where the coating film is raised, the colored portion is completed in a shape that leaves the raised area.

上記盛り上がりの観点を考慮して、図7における各着色部をみてみると、第1番目に形成されるR着色部102は、まず、ガラス基板113上に既に形成されているBM114を覆ってR着色レジストを塗布して塗膜(以下、「R塗膜」ともいう。)が形成される。したがって、R塗膜は、BM114上においてやや盛り上がった塗膜となる。次いで、R着色部形成予定範囲においてBM114上にその端部が乗りあがったストライプ状の着色部が形成されるようフォトマスクを被せて露光し、未露光部分を削除してR着色部が形成される。このように形成されたR着色部102の断面外殻は、図7に示すように、BM114に乗り上げた部分が左右略均等にやや盛り上がった形状に形成される。   In view of the above-mentioned rising point, when looking at each colored portion in FIG. 7, the first R colored portion 102 formed first covers the BM 114 already formed on the glass substrate 113 and R A colored resist is applied to form a coating film (hereinafter also referred to as “R coating film”). Therefore, the R coating film becomes a slightly raised coating film on the BM 114. Next, exposure is performed by covering the BM 114 with a photomask so that a striped colored portion is formed on the BM 114 in the planned R colored portion formation range, and an unexposed portion is deleted to form an R colored portion. The As shown in FIG. 7, the cross-section outer shell of the R colored portion 102 formed in this way is formed in a shape in which the portion riding on the BM 114 is slightly raised to the left and right approximately equally.

次に、2番目に形成されるG着色部103についてみてみると、G着色レジストは、基材面上において、R着色部102と露出するBM114とを覆って塗布され塗膜(以下、「G塗膜」)ともいう。)が形成される。G塗膜は、R着色部102の上面において大きく盛り上がり、一方、BM114の上面においてこれより小さい盛り上がりをみせる。次いでR塗膜を露光した方法と同様に、G塗膜を露光して、未露光部分を削除してG着色部が形成される。このように形成されたG着色部103の断面外殻は、図7に示すように、R着色部102側の端部が大きく盛り上がり、一方、反対側の端部は、BM114に乗り上げた分だけの小さい盛り上がりを有し、結果として、紙面右側から左側に向かって下向きに傾斜する偏った傾斜面が形成されるのである。   Next, regarding the G coloring portion 103 formed second, the G coloring resist is applied on the base material surface so as to cover the R coloring portion 102 and the exposed BM 114 (hereinafter referred to as “G”). Also referred to as “coating film”). ) Is formed. The G coating film swells greatly on the upper surface of the R colored portion 102, while the BM 114 has a smaller swell on the upper surface. Next, in the same manner as the method of exposing the R coating film, the G coating film is exposed to remove the unexposed portion, and a G colored portion is formed. As shown in FIG. 7, the cross-section outer shell of the G coloring portion 103 formed in this way is greatly swelled at the end portion on the R coloring portion 102 side, while the end portion on the opposite side is just as much as riding on the BM 114. As a result, a biased inclined surface that is inclined downward from the right side to the left side of the paper surface is formed.

最後に形成されるB着色部104は、既に形成されているG着色部103とR着色部102とを覆ってB着色レジストが塗布されるため、これららG着色部103及びR着色部102の上面において大きく盛りあがる塗膜(以下、「B塗膜」ともいう)が形成される。したがって、B着色部の形成領域を露光して、未露光部分を除去してB着色部が形成されると、その断面外殻は、左右両端が大きく盛りあがった形状となる。   The B colored portion 104 formed at the end covers the already formed G colored portion 103 and R colored portion 102 and is coated with a B colored resist, so that the G colored portion 103 and the R colored portion 102 A coating film (hereinafter, also referred to as “B coating film”) that greatly rises on the upper surface is formed. Therefore, when the formation area of the B colored portion is exposed and the unexposed portion is removed to form the B colored portion, the outer shell of the cross-section becomes a shape in which the left and right ends are greatly raised.

上述において、R着色部102、G着色部103、及びB着色部104の形成に例示されるとおり、フォトリソグラフィー法によって形成される着色部は、基材面に既に存在する積層体の形状に支配されて着色レジストよりなる塗膜の形状が決定され、その形状を維持した状態で未露光部分の除去が行われて、残った部分である着色部の形状が決定されることが理解される。したがって、着色レジストを塗布して塗膜を形成し、フォトマスクを被せて露光し、未露光部分を除去する工程を1サイクルとした場合に、3色の着色部から構成される透明着色層をフォトリソグラフィー法によって、3サイクルから形成しようとすると、必ず、2番目に形成される着色層においてその断面外殻に実質的に一方方向に偏った傾斜が形成されることとなる。また4色のカラーフィルタにおいても、各着色層の形成順を、例えば、隣接して順に形成することによれば、2番目及び3番目に形成される着色層において同様の問題が発生するのである。   In the above description, as exemplified in the formation of the R colored portion 102, the G colored portion 103, and the B colored portion 104, the colored portion formed by the photolithography method is governed by the shape of the laminate already existing on the substrate surface. It is understood that the shape of the coating film made of the colored resist is determined, the unexposed portion is removed while the shape is maintained, and the shape of the colored portion that is the remaining portion is determined. Therefore, when the process of applying a colored resist to form a coating film, covering with a photomask, exposing, and removing the unexposed portion is one cycle, a transparent colored layer composed of three colored portions is formed. When trying to form from three cycles by the photolithography method, an inclination that is substantially biased in one direction is formed in the outer shell of the cross section in the second colored layer. Also, in the case of four color filters, the same problem occurs in the second and third colored layers if the colored layers are formed in order, for example, adjacent to each other. .

これに対し、本発明の製造方法では、第1番目の着色部を形成し、次いで、2番目に形成される着色部は、最初に形成された着色部を基準として左右方向に奇数番目の位置あるいは既に形成された2つの着色部に隣接して挟まれる位置に形成される。換言すると、本発明の製造方法では、複数行且つ一列以上に形成される各着色部は、隣り合う左右の位置に、他の着色部が形成されていないか、あるいは既に左右両方の位置に他の着色部が存在する位置に形成されるため、着色レジストを塗布して塗膜を形成した際に、該塗膜の盛り上がりが、当該着色部形成予定位置を中心にして、略左右対称となる。この結果、最終的に形成された着色部の断面は、その外殻が実質的に一方方向に偏って傾斜することがないのである。   On the other hand, in the manufacturing method of the present invention, the first colored portion is formed, and then the second colored portion is an odd-numbered position in the left-right direction with reference to the first formed colored portion. Or it forms in the position pinched | interposed adjacent to two already formed coloring parts. In other words, in the manufacturing method of the present invention, the colored portions formed in a plurality of rows and one column or more are not formed with other colored portions in adjacent left and right positions, or already in both left and right positions. Therefore, when a colored resist is applied to form a coating film, the swell of the coating film is substantially bilaterally symmetric with respect to the planned colored part formation position. . As a result, the cross-section of the finally formed colored portion is such that its outer shell does not substantially tilt in one direction.

しかして、上記製造方法により製造された本発明のカラーフィルタでは、図3に示すとおり、着色部の長手方向に垂直な断面形状を観察した場合に、該断面の外殻が実質的に一方方向に偏って傾斜していないため、透明着色層の上面に配置される駆動用液晶分子の配向が透明着色層の上面の形状によって乱されることがない。したがって傾斜に起因する光漏れの問題が発生しない。   Thus, in the color filter of the present invention manufactured by the above manufacturing method, as shown in FIG. 3, when the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the colored portion is observed, the outer shell of the cross-section is substantially in one direction. Therefore, the orientation of the driving liquid crystal molecules arranged on the upper surface of the transparent colored layer is not disturbed by the shape of the upper surface of the transparent colored layer. Therefore, the problem of light leakage due to inclination does not occur.

上述のとおり、本発明の4色以上の有色透明の着色部より構成される透明着色層を備えるカラーフィルタは、本発明の製造方法により、容易に形成することができる。ただし、断面外殻が実質的に一方方向に偏って傾斜していない透明着色層を備える本発明のカラーフィルタの製造方法は、本発明の製造方法に限定されるものではない。また、本発明の製造方法によれば、4色以上の偶数色の着色部から構成される透明着色層を形成する場合に限定されず、3色の有色透明の着色部から構成される透明着色層を備えるカラーフィルタの製造にも使用することが可能である。ただし、3色の有色透明の着色部からなる透明着色層を本発明の製造方法にしたがって作成する場合には、これを擬似6色と捉えて、1色の着色部につき2サイクルの工程を必要とする結果となるため、従来の工程数を増加させるという点には留意を要する。 As described above, a color filter including a transparent colored layer composed of four or more colored transparent colored portions of the present invention can be easily formed by the production method of the present invention. However, the manufacturing method of the color filter of the present invention including the transparent colored layer whose cross-section outer shell is not substantially inclined in one direction is not limited to the manufacturing method of the present invention. Moreover, according to the manufacturing method of the present invention, the present invention is not limited to the case of forming a transparent colored layer composed of four or more even-colored colored portions, and transparent coloring composed of three colored transparent colored portions. It can also be used for the production of color filters with layers. However, when a transparent colored layer comprising three colored transparent colored portions is prepared according to the production method of the present invention, this is regarded as pseudo six colors, and two cycles of steps are required for each colored colored portion. Therefore, attention should be paid to increasing the number of conventional processes.

上述では、複数行×1列のストライプ状に各着色部がパターニングされた透明着色層を用いて、行方向に各着色部が順に配列される本発明のカラーフィルタを説明したが、本発明における透明着色層のパターンはこれに限定されず、他のパターン、例えば縦横直交二方向のマトリクス状に着色部が整然と配列されたパターン、あるいは斜交する二方向に着色部が整然と配列されたパターンであってもよい。   In the above description, the color filter of the present invention in which the colored portions are sequentially arranged in the row direction using the transparent colored layer in which the colored portions are patterned in a stripe shape of a plurality of rows and one column has been described. The pattern of the transparent colored layer is not limited to this, and other patterns, for example, a pattern in which the colored portions are arranged in a matrix in two vertical and horizontal orthogonal directions, or a pattern in which the colored portions are arranged in two oblique directions There may be.

尚、カラーフィルタにBMが設けられる場合には、隣り合うBM間には1つの着色部が形成され、1つのBM上面には、隣り合う2つの着色部の裾部が乗り上げて形成されることが一般的である。なぜならば、該カラーフィルタを液晶セルなどに用いた場合には、BM領域は遮光領域となり、BM間は開口部領域となるため、開口部領域において指定の着色部が隙間のないように存在する必要がある。そのため着色部の裾部はBM上に乗り上げて形成されることが一般的である。   In addition, when BM is provided in a color filter, one coloring part is formed between adjacent BMs, and the bottom part of two adjacent coloring parts is formed on one BM upper surface. Is common. This is because when the color filter is used for a liquid crystal cell or the like, the BM region is a light shielding region, and the BM is an opening region, so that the specified colored portion exists without a gap in the opening region. There is a need. Therefore, it is common that the skirt portion of the colored portion is formed on the BM.

ここで、BM上に乗り上げる2つの隣り合う着色部の構成は、大別すると以下のように分類可能である。即ち、(1)BM上において両者は接していない、(2)BM上において両者は裾部においてちょうど接している、(3)BM上において一方に他方が乗り上げている、という3つに分類することができる。特に、フォトリソグラフィー法において着色部をパターン形成する場合には、BM上において先に形成された着色部に対し、他方の着色部に形成される着色部を先に形成された着色部を被覆して塗布し、これを露光して余分な部分を除去することから、露光前においては、必ず一方に他方が乗り上げる関係にあること、及び近年、開口部領域を拡大させるためにBM線幅を小さく形成する傾向にあることから、上記(3)の関係が実質的であるといえる。   Here, the configuration of two adjacent colored portions that run on the BM can be roughly classified as follows. That is, (1) they are not in contact with each other on the BM, (2) they are in contact with each other on the BM, and (3) one is on the other on the BM. be able to. In particular, when patterning a colored portion in a photolithography method, a colored portion that has been formed on the other colored portion is covered with a colored portion that has been formed on the other colored portion. Since this is applied and exposed to remove the excess part, before exposure, one side must be on top of the other, and in recent years the BM line width has been reduced to enlarge the opening area. Since there exists a tendency to form, it can be said that the relationship of said (3) is substantial.

上記(3)の関係を満たす透明着色層であって、本発明の製造方法を実施すると、例えば図4に例示すように、先に形成されるR着色部及びY着色部は、両隣の領域に他の着色部が未形成の状態で形成されるため、BM上において隣りの着色部に乗り上げることはなく、一方、R着色部とY着色部間に形成されるG着色部及びB着色部は、既に形成されたR着色部とY着色部の裾部に乗り上げて形成される。
換言すれば、フォトリソグラフィー法によって形成された透明着色層において、第一番目に形成された着色部の位置を1番目としたときの、奇数番目に位置する着色部の裾部に偶数番目に位置する着色部の裾部が乗り上げている関係にある透明着色層は、本発明の製造方法に示す「基板上の着色部形成予定範囲に1色の着色部を所定のパターンの任意に選択される位置に形成し、この最初に形成した着色部を1番目とし、次いで、まだ着色部が形成されていない着色部形成予定範囲において、上記最初に形成された着色部を基準として上記所定のパターンの一方方向に向かって行方向に奇数番目の位置あるいは既に形成された2つの着色部に隣り合う位置に2色目以降の着色部を形成することによって上記透明着色層を形成する」方法によって形成されたものであるといえる。
When the transparent coloring layer satisfying the above relationship (3) is carried out and the production method of the present invention is carried out, for example, as shown in FIG. Since the other colored portions are formed in an unformed state, they do not run on the adjacent colored portion on the BM, while the G colored portion and the B colored portion formed between the R colored portion and the Y colored portion. Is formed on the hems of the already formed R colored part and Y colored part.
In other words, in the transparent colored layer formed by the photolithography method, the first colored portion is positioned evenly at the hem of the odd colored portion when the first colored portion is positioned first. The transparent colored layer in a relationship in which the hem of the colored portion is on the surface is shown in the manufacturing method of the present invention. The colored portion formed first is the first colored portion, and then in the planned colored portion formation range where the colored portion is not yet formed, the predetermined pattern of the predetermined pattern is formed on the basis of the first formed colored portion. By forming the transparent colored layer by forming the second and subsequent colored portions at odd positions in the row direction toward one direction or at positions adjacent to two already formed colored portions. It can be said that those formed.

上記記載は、本発明の製造方法によって製造されたカラーフィルタにおける透明着色層が、全て、上記(3)の関係にあることを意味するものではない。本発明の製造方法に示す着色層の作成順番において製造された透明着色層であっても、上記(1)あるいは(2)の関係を有する透明着色層は、露光方法を調整するなどして作成することが可能である。一方、本発明の製造方法に示す着色部の作成順番において製造されなければ、上記(3)の関係にある透明着色層は作成することは困難である。   The above description does not mean that all the transparent colored layers in the color filter produced by the production method of the present invention have the relationship (3). Even if it is a transparent colored layer manufactured in the order of creation of the colored layer shown in the manufacturing method of the present invention, the transparent colored layer having the relationship (1) or (2) is prepared by adjusting the exposure method. Is possible. On the other hand, it is difficult to produce the transparent colored layer having the relationship of (3) above unless it is produced in the production order of the colored portions shown in the production method of the present invention.

以下、本発明のカラーフィルタの構成層について、さらに詳しく説明する。   Hereinafter, the constituent layers of the color filter of the present invention will be described in more detail.

(基板について)
本発明に用いられる基板は、光学的に等方性を有するように構成されていることが好ましく、ガラス基板、フィルム等光透過性を有するものを任意に用いることが可能である。特に本発明のカラーフィルタを液晶ディスプレイ用に用いる場合には、基板形成材は無アルカリガラスであることが好ましい。基板の厚みは用途に応じて、例えば5μm〜3mm程度のものが使用される。
(About the board)
The substrate used in the present invention is preferably configured so as to be optically isotropic, and a glass substrate, a film having light transmissivity such as a film can be arbitrarily used. In particular, when the color filter of the present invention is used for a liquid crystal display, the substrate forming material is preferably alkali-free glass. The thickness of the substrate is, for example, about 5 μm to 3 mm depending on the application.

(ブラックマトリクスについて)
本発明のカラーフィルタにおいて、BMを形成する際には、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜を、基板上に、所定形状の矩形格子状、ストライプ状、または三角格子状などにパターニングすることにより形成することができる。また、転写方式等により、黒色樹脂等の有機材料を所定形状に印刷することによりを形成することも可能である。
(About black matrix)
In the color filter of the present invention, when forming the BM, for example, a metal thin film having a light shielding property or a light absorbing property, such as a metal chromium thin film or a tungsten thin film, is formed on a substrate in a rectangular lattice shape or a stripe shape. Alternatively, it can be formed by patterning in a triangular lattice pattern or the like. Moreover, it is also possible to form by printing an organic material such as a black resin in a predetermined shape by a transfer method or the like.

本発明においてBMの形成は任意である。ただしBMが存在することにより、各着色部間の臨界領域において配向不良が生じたとしても、平面視上、上記BM領域以内であれば、配向不良領域を透過しようとする透過光が遮光されるため、光漏れの問題が表示パネル上に表れる面積を低減することが可能である。   In the present invention, formation of BM is optional. However, even if alignment failure occurs in the critical region between the colored portions due to the presence of BM, the transmitted light that attempts to pass through the alignment failure region is shielded within the BM region in plan view. Therefore, the area where the problem of light leakage appears on the display panel can be reduced.

より詳しくBMの製造方法例について述べると、調製したブラックマトリックス材料を、定法にしたがって上記ガラス基板を洗浄した後、スピンコート法で3.0μmの厚さに塗布、90℃、3分間の条件でプリベーク、所定のパターンを露光(100mJ/cm2)、0.05%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、30分間ポストベークすることで、ブラックマトリックス基板を作製することができる。また、予め透明基板上に金属クロム等が蒸着される基板をエッチングすることによりブラックマトリックス形成工程が行なわれてもよい。なお、本発明においては、BM形成方法は上述に限定されるものではなく、また本発明においてBMを設けるか否かは任意である   The manufacturing method example of BM will be described in more detail. After the prepared black matrix material is washed on the glass substrate according to a conventional method, it is applied to a thickness of 3.0 μm by spin coating, at 90 ° C. for 3 minutes. Pre-baking, exposing a predetermined pattern (100 mJ / cm 2), spray development using 0.05% KOH aqueous solution for 60 seconds, followed by post-baking at 200 ° C. for 30 minutes to produce a black matrix substrate. it can. Further, the black matrix forming step may be performed by etching a substrate on which metal chromium or the like is vapor-deposited on a transparent substrate in advance. In the present invention, the BM formation method is not limited to the above, and whether or not the BM is provided in the present invention is arbitrary.

(着色部について)
本発明における着色部は、赤色、緑色、青色、黄色などの各々について、各色の波長帯の光を透過させる着色レジストを用いて、基板上に直接または間接に、フォトリソグラフィー法により所定のパターンで配置して形成される。着色部の配置形態(パターニング)としては、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等種々な配置パターンを選択することができる。以下に、赤色、青色、緑色、黄色の着色部に関してそれぞれ説明する。ただし、本発明において、これら以外の有色透明な着色部を適宜選択して形成することができる。上記着色部は、ブラックマトリクスの存在などによって絵素を構成する画素単位に区画化される。
(About coloring part)
The colored portion in the present invention has a predetermined pattern by a photolithography method, directly or indirectly on a substrate, using a colored resist that transmits light of each color wavelength band for each of red, green, blue, yellow, and the like. Arranged and formed. As the arrangement form (patterning) of the colored portions, various arrangement patterns such as a stripe type, a mosaic type, and a triangle type can be selected. Hereinafter, the red, blue, green, and yellow colored portions will be described. However, in the present invention, a colored transparent colored portion other than these can be appropriately selected and formed. The colored portion is partitioned into pixel units constituting a picture element due to the presence of a black matrix or the like.

<赤色着色部>
赤色着色部として形成される赤色塗膜の厚みは、要求される色再現性と、積層される赤色着色部の組成により異なるものではあるが、一般的には、赤色着色部の膜厚は、1μm〜3μmの範囲内であることが好ましく、特に1μm〜2μmの範囲とすることが好ましい。上記範囲より膜厚が厚い場合は、例えばフォトリソグラフィー法による硬化、パターニングがうまくいかず、着色部表面に微細な凹凸が生じてしまったり、形状が逆テーパ形状となってしまい、好ましくなく、上記範囲より薄い場合は、必要とされる高色純度を得ることが困難となるため好ましくない。
<Red colored part>
Although the thickness of the red coating film formed as the red colored portion is different depending on the required color reproducibility and the composition of the red colored portion to be laminated, in general, the film thickness of the red colored portion is It is preferably in the range of 1 μm to 3 μm, and particularly preferably in the range of 1 μm to 2 μm. When the film thickness is thicker than the above range, for example, curing by photolithography method, patterning does not work, fine irregularities occur on the colored portion surface, or the shape becomes an inversely tapered shape, which is not preferable. If it is thinner than the range, it is difficult to obtain the required high color purity, which is not preferable.

本発明において形成される赤色着色部は、一般的には赤色顔料と黄色顔料とバインダーと分散剤とその他の添加剤等で構成されるものである。バインダーの種類は赤色着色部の製造方法により変化するものであるが、本発明において赤色着色部は、顔料分散法等のフォトリソグラフィー法により形成されることが発明の性質上好ましい。したがって、本発明においては、UV硬化型の樹脂がバインダー樹脂として用いられる。 The red colored portion formed in the present invention is generally composed of a red pigment, a yellow pigment, a binder, a dispersant, and other additives. Although the kind of binder changes with the manufacturing method of a red colored part, in this invention, it is preferable on the property of invention that a red colored part is formed by photolithography methods, such as a pigment dispersion method. Therefore, in the present invention, a UV curable resin is used as the binder resin.

上記赤色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる赤色顔料を用いることが可能であり、具体的には、C.I.ピグメントレッド9,C.I. ピグメントレッド97,C.I. ピグメントレッド122,C.I. ピグメントレッド123,C.I. ピグメントレッド149,C.I. ピグメントレッド168,C.I. ピグメントレッド177,C.I. ピグメントレッド180,C.I. ピグメントレッド192,C.I. ピグメントレッド215,C.I. ピグメントレッド216,C.I. ピグメントレッv217,C.I. ピグメントレッド220,C.I. ピグメントレッド223,C.I. ピグメントレッド224,C.I. ピグメントレッド226,C.I. ピグメントレッド227,C.I. ピグメントレッド228,C.I. ピグメントレッド240, ピグメントレッド254,C.I. ピグメントレッド48:1、C.I. ピグメントオレンジ5、C.I. ピグメントオレンジ13、C.I. ピグメントオレンジ17、C.I. ピグメントオレンジ31、C.I. ピグメントオレンジ36、C.I. ピグメントオレンジ38、C.I. ピグメントオレンジ40、C.I. ピグメントオレンジ42、C.I. ピグメントオレンジ43、C.I. ピグメントオレンジ51、C.I. ピグメントオレンジ55、C.I. ピグメントオレンジ59、C.I. ピグメントオレンジ61、C.I. ピグメントオレンジ64、C.I. ピグメントオレンジ65、C.I. ピグメントオレンジ71の一種または複数を混合して用いても良い。
中でも、C.I. ピグメントレッド177、C.I. ピグメントレッド254が好ましく、さらにC.I. ピグメントレッド177、C.I. ピグメントレッド254を組み合わせることが好ましい。
As the red pigment, a red pigment generally used for a color filter can be used. Specifically, CI Pigment Red 9, CI Pigment Red 97, CI Pigment Red 122, CI Pigment Red 123, CI Pigment Red 149, CI Pigment Red 168, CI Pigment Red 177, CI Pigment Red 180, CI Pigment Red 192, CI Pigment Red 215, CI Pigment Red 216, CI Pigment Red v217, CI Pigment Red 220, CI Pigment Red 223, CI Pigment Red 223 224, CI Pigment Red 226, CI Pigment Red 227, CI Pigment Red 228, CI Pigment Red 240, Pigment Red 254, CI Pigment Red 48: 1, CI Pigment Orange 5, CI Pigment Orange 13, CI Pigment Orange 17, CI Pigment Orange 31, CI Pigment Orange 36, CI Pigment Oren 38, CI Pigment Orange 40, CI Pigment Orange 42, CI Pigment Orange 43, CI Pigment Orange 51, CI Pigment Orange 55, CI Pigment Orange 59, CI Pigment Orange 61, CI Pigment Orange 64, CI Pigment Orange 65, CI Pigment Orange One or more of 71 may be used in combination.
Among these, CI Pigment Red 177 and CI Pigment Red 254 are preferable, and CI Pigment Red 177 and CI Pigment Red 254 are preferably combined.

上記黄色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる黄色顔料を用いることが可能であり、具体的には、C.I. ピグメントイエロー20,C.I. ピグメントイエロー24,C.I. ピグメントイエロー83,C.I. ピグメントイエロー86,C.I. ピグメントイエロー93,C.I. ピグメントイエロー109,C.I. ピグメントイエロー110,C.I. ピグメントイエロー117,C.I. ピグメントイエロー125,C.I. ピグメントイエロー137,C.I. ピグメントイエロー138,C.I. ピグメントイエロー139,C.I. ピグメントイエロー185,C.I. ピグメントイエロー147,C.I. ピグメントイエロー148, C.I. ピグメントイエロー150,C.I. ピグメントイエロー153,C.I. ピグメントイエロー,C.I. ピグメントイエロー154,C.I. ピグメントイエロー166,C.I. ピグメントイエロー168、特に好ましくは、C.I. ピグメントイエロー83, C.I. ピグメントイエロー138,C.I. ピグメントイエロー139, C.I. ピグメントイエロー150が挙げられる。 As the yellow pigment, a yellow pigment generally used for a color filter can be used. Specifically, CI Pigment Yellow 20, CI Pigment Yellow 24, CI Pigment Yellow 83, CI Pigment Yellow 86, CI Pigment Yellow 93, CI Pigment Yellow 109, CI Pigment Yellow 110, CI Pigment Yellow 117, CI Pigment Yellow 125, CI Pigment Yellow 137, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 139, CI Pigment Yellow 185, CI Pigment Yellow 147, CI Pigment Yellow 148, CI Pigment Yellow 150, CI Pigment Yellow 153, CI Pigment Yellow, CI Pigment Yellow 154, CI Pigment Yellow 166, CI Pigment Yellow 168, particularly preferably CI Pigment Yellow 83, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Yellow 150.

尚、上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理が施されているものを使用してよい。また、上記顔料を分散するために必要な分散剤としては、スチレン/ブチルスチレン共重合物、長鎖ポリアミノアマイド燐酸塩、ポリアマイド、高分子量ポリカルボン酸塩、酢酸オレイルアミン、テトラアルキルアンモニウム塩、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸アミノオレエート、リン酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等を挙げることができる。このような分散剤は、顔料100重量部に対して30〜100重量部の範囲で含有させることができる。 In addition, the said pigment may use what was surface-treated, such as a rosin process, an acidic group process, a basic process, and a pigment derivative process, as needed. Further, as a dispersant necessary for dispersing the pigment, styrene / butyl styrene copolymer, long-chain polyaminoamide phosphate, polyamide, high molecular weight polycarboxylate, oleylamine acetate, tetraalkylammonium salt, oleic acid Sodium, oleic acid amino oleate, phosphate ester salt, alkylbenzene sulfonate, etc. can be mentioned. Such a dispersant can be contained in the range of 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment.

このような赤色顔料、黄色顔料と共に用いられるバインダー樹脂としては、例えばUV硬化性樹脂が用いられる。UV硬化性樹脂としては、バインダー樹脂成分の例としては、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、スチレンスルホン酸などの酸性基を有するモノマーと、スチレン、α−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリルアミド等のモノマーとを共重合させた共重合体などが挙げられる。 As the binder resin used together with such a red pigment and a yellow pigment, for example, a UV curable resin is used. As the UV curable resin, examples of the binder resin component include monomers having an acidic group such as (meth) acrylic acid, maleic anhydride, styrenesulfonic acid, styrene, α-methylstyrene, ethyl (meth) acrylate. And a copolymer obtained by copolymerizing a monomer such as (meth) acrylamide.

また他の添加剤として、光重合開始剤を添加してもよく、具体的にはハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、紫外線により光重合性モノマーの重合性基を重合させるラジカルを発生させることができる化合物であり、単独または複数組み合わせて使用される。
さらに、光重合性モノマーとして、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ステアリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート等が挙げられる。
Moreover, you may add a photoinitiator as another additive, Specifically, a halomethylated triazine derivative, a halomethylated oxadiazole derivative, an imidazole derivative, a benzophenone derivative etc. are mentioned. These photopolymerization initiators are compounds capable of generating radicals that polymerize a polymerizable group of a photopolymerizable monomer with ultraviolet rays, and are used alone or in combination.
Furthermore, examples of the photopolymerizable monomer include isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, stearyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, and 3-methoxybutyl acrylate.

また、赤色着色部形成用塗料に用いられる溶媒としては、具体的には、ジイソプロピルエーテル、n−ペンタン、ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸メチル、ジグライム、ブチルカルビトール等の有機溶剤が挙げられる。 Specific examples of the solvent used for the coating for forming a red colored portion include diisopropyl ether, n-pentane, diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl 3-ethoxypropionate, diglyme, An organic solvent such as butyl carbitol is exemplified.

その他、本実施態様の赤色着色部には、必要に応じて種々の添加剤を添加することが可能であり、例えば増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を含有してもよい。 尚、上記顔料に加えられる各種添加剤の添加については、後述する他の顔料についても同様である。 In addition, various additives can be added to the red colored portion of the present embodiment as necessary, for example, a sensitizer, a coatability improver, a development improver, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, You may contain a plasticizer, a flame retardant, etc. In addition, about the addition of the various additives added to the said pigment, it is the same also about the other pigment mentioned later.

<緑色着色部>
緑色着色部として形成される緑色塗膜の厚みは、要求される色再現性と、積層される緑色着色部の組成により異なるものではあるが、一般的には、緑色着色部の膜厚は、通常1μm〜3μmの範囲内、好ましくは1μm〜2μmの範囲内とされる。このような範囲とした理由は上記赤色着色部と同様の理由であることから、ここでの説明は省略する。
<Green coloring part>
Although the thickness of the green coating formed as the green colored portion is different depending on the required color reproducibility and the composition of the green colored portion to be laminated, in general, the thickness of the green colored portion is Usually, it is in the range of 1 μm to 3 μm, preferably in the range of 1 μm to 2 μm. The reason for this range is the same as the reason for the red colored portion, and a description thereof will be omitted here.

本発明において形成される緑色着色部は、上記層と同様に、緑色着色部形成用塗料を塗布し、乾燥させた後、パターン露光され、現像されて形成されるものであり、このような緑色着色部形成用塗料は、主として、緑色顔料、黄色顔料、UV硬化性樹脂等のバインダー樹脂および溶媒から構成されるものである。 The green colored portion formed in the present invention is formed by applying a green colored portion forming paint, drying, pattern exposure and developing, like the above layer. The colored portion-forming paint is mainly composed of a binder resin such as a green pigment, a yellow pigment, and a UV curable resin, and a solvent.

上記緑色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる緑色顔料を用いることが可能であり、具体的には、緑色顔料としてC.Iピグメントグリーン7,C.I. ピグメントグリーン36、C.I. ピグメントグリーン47特に好ましくは、C.I. ピグメントグリーン36が挙げられる。 As the green pigment, a green pigment generally used for a color filter can be used. Specifically, CI pigment green 7, CI pigment green 36, CI pigment green 47 are particularly preferable as the green pigment. Green 36 is listed.

また、黄色顔料、バインダー樹脂および塗料用溶媒、さらには他に添加させる添加剤等に関しては、上記層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。 Further, since the yellow pigment, binder resin, paint solvent, and other additives to be added are the same as those described in the above layer, the description thereof is omitted here.

<青色着色部>
青色着色部として形成される緑色塗膜の厚みは、要求される色再現性と、積層される緑色着色部の組成により異なるものではあるが、一般的には、緑色着色部の膜厚は、通常1μm〜3μmの範囲内、好ましくは1μm〜2μmの範囲内とされる。このような範囲とした理由は上記赤色着色部と同様の理由であることから、ここでの説明は省略する。
<Blue coloring part>
Although the thickness of the green coating film formed as the blue colored portion differs depending on the required color reproducibility and the composition of the green colored portion to be laminated, generally, the film thickness of the green colored portion is Usually, it is in the range of 1 μm to 3 μm, preferably in the range of 1 μm to 2 μm. The reason for this range is the same as the reason for the red colored portion, and a description thereof will be omitted here.

上記青色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる青色顔料を用いることが可能であり、具体的には、青色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる青色顔料を用いることが可能であり、具体的には、青色顔料としてC.I.ピグメントブルー15(C.I. ピグメントブルー15:1, C.I. ピグメントブルー15:2, C.I. ピグメントブルー15:3, C.I. ピグメントブルー15:4, C.I. ピグメントブルー15:5,C.I. ピグメントブルー15:6),C.I. ピグメントブルー21, C.I. ピグメントブルー22,C.I. ピグメントブルー60,C.I. ピグメントブルー64、特に好ましくは、C.I. ピグメントブルー15:6が挙げられる。   As the blue pigment, a blue pigment generally used for a color filter can be used. Specifically, as a blue pigment, a blue pigment generally used for a color filter can be used. CI pigment blue 15 (CI pigment blue 15: 1, CI pigment blue 15: 2, CI pigment blue 15: 3, CI pigment blue 15: 4, CI pigment blue 15: 5, CI pigment blue 15 : 6), CI pigment blue 21, CI pigment blue 22, CI pigment blue 60, CI pigment blue 64, particularly preferably CI pigment blue 15: 6.

また、この青色着色部には色調を調整するために、紫色顔料を添加してもよい。このような紫色顔料としては、具体的には、バイオレット顔料としてC.I.ピグメントバイオレット19,C.I. ピグメントバイオレット23,C.I. ピグメントバイオレット29,C.I. ピグメントバイオレット32, C.I. ピグメントバイオレット33,C.I. ピグメントバイオレット36,C.I. ピグメントバイオレット37,C.I. ピグメントバイオレット38,C.I. ピグメントバイオレット40,C.I. ピグメントバイオレット50、特に好ましくは、C.I. ピグメントバイオレット23が挙げられる。
また、バインダー樹脂および塗料用溶媒、さらには他に添加させる添加剤等に関しては、上記層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Further, a purple pigment may be added to the blue colored portion in order to adjust the color tone. Specific examples of such purple pigments include CI pigment violet 19, CI pigment violet 23, CI pigment violet 29, CI pigment violet 32, CI pigment violet 33, CI pigment violet 36 and CI pigment violet 37. CI pigment violet 38, CI pigment violet 40, CI pigment violet 50, and CI pigment violet 23 are particularly preferable.
Further, the binder resin, the solvent for paint, and other additives to be added are the same as those described in the above layer, and thus the description thereof is omitted here.

<黄色着色部>
黄色着色部として形成される黄色塗膜の膜厚は、要求される色再現性と、積層される黄色着色部の組成により異なるものではあるが、本発明において、黄色着色部の膜厚は、通常1μm〜3μmの範囲内、好ましくは1μm〜2μmの範囲内とされる。このような範囲とした理由は上記他の着色部と同様の理由であることから、ここでの説明は省略する。
<Yellow coloring part>
The film thickness of the yellow coating film formed as the yellow colored part is different depending on the required color reproducibility and the composition of the yellow colored part to be laminated, but in the present invention, the film thickness of the yellow colored part is Usually, it is in the range of 1 μm to 3 μm, preferably in the range of 1 μm to 2 μm. The reason for this range is the same as that for the other colored portions, and a description thereof is omitted here.

本発明に用いられる黄色着色部は、上記層と同様に、黄色着色部形成用塗料を塗布し、乾燥させた後、パターン露光され、現像されて形成されるものであり、このような黄色着色部形成用塗料は、主として、黄色顔料、UV硬化性樹脂等のバインダー樹脂および溶媒から構成されるものである。 黄色顔料、バインダー樹脂および塗料用溶媒、さらには他に添加させる添加剤等に関しては、上記層における説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。 The yellow colored portion used in the present invention is formed by applying a paint for forming a yellow colored portion, drying, pattern exposure, and developing in the same manner as the above layer. The part-forming paint is mainly composed of a yellow pigment, a binder resin such as a UV curable resin, and a solvent. Since the yellow pigment, binder resin, paint solvent, and other additives to be added are the same as those described in the above layer, description thereof is omitted here.

<その他>
上記赤色、緑色、青色、黄色以外の有色透明な着色部を構成する着色レジストとしては、シアンあるいはマゼンダが知られている。このように、公知の他の着色部レジストを適宜本発明における着色部を構成するために用いることができる。
<Others>
Cyan or magenta is known as a colored resist that constitutes a colored transparent colored portion other than red, green, blue, and yellow. As described above, other known colored portion resists can be appropriately used for constituting the colored portion in the present invention.

(その他の構成層について)
上述において基板上に直接または間接に形成されるBM及び透明着色層について説明したが、本発明のカラーフィルタには、さらに任意で他の層を設けることができる。例えば、基板と透明着色層との間には、架橋性液晶材料を所望の方向に配向させて固定化させてなる所謂インセルの位相差層を形成することができる。
(About other constituent layers)
In the above description, the BM and the transparent colored layer formed directly or indirectly on the substrate have been described. However, the color filter of the present invention may further optionally include other layers. For example, a so-called in-cell retardation layer in which a crosslinkable liquid crystal material is aligned and fixed in a desired direction can be formed between the substrate and the transparent colored layer.

また別の態様として、透明着色層の上面に、透明電極層を形成することができ、及び/または駆動用液晶分子を所望の方向に配向させるための各種配向膜を設けることもできる。上記透明電極層は、例えばインシジウムとスズとからなる透明電極材料をスパッタ法などにより塗膜して形成することができる。また上記配向膜の形成の例としては、透明着色層あるいはその上に形成される透明電極層を覆うようにポリイミド樹脂塗料を塗布し乾燥して膜厚み約0.07μm程度の塗膜を設け、該塗膜表面をラビング配向処理することにより形成することができる。   As another aspect, a transparent electrode layer can be formed on the upper surface of the transparent colored layer, and / or various alignment films for aligning driving liquid crystal molecules in a desired direction can be provided. The transparent electrode layer can be formed by coating a transparent electrode material made of, for example, incidium and tin by a sputtering method or the like. Moreover, as an example of the formation of the alignment film, a polyimide resin paint is applied and dried to cover the transparent colored layer or the transparent electrode layer formed thereon, and a coating film having a film thickness of about 0.07 μm is provided. The coating film surface can be formed by rubbing alignment treatment.

(フルカラー液晶表示装置について)
本発明のカラーフィルタ7を用いた液晶表示装置51について図5を用いて説明する。
図5は、本発明のカラーフィルタ7を備える液晶表示装置51の断面模式図である。液晶表示装置51としてはいわゆるIPS駆動方式を例示するが、このほかMVA駆動方式やOCB駆動方式などの他の駆動方式であってもよい。
(About full-color liquid crystal display devices)
A liquid crystal display device 51 using the color filter 7 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device 51 including the color filter 7 of the present invention. As the liquid crystal display device 51, a so-called IPS driving method is exemplified, but other driving methods such as an MVA driving method and an OCB driving method may be used.

液晶表示装置51には、観察者に対面する観察者側(図5の上方)に、図2Eに示すがカラーフィルタ7が一方側の基板として組み込まれている。ただし、カラーフィルタ7には、さらにその上面(駆動用液晶層側)に液晶分子を所望の方向に配向させるための配向膜14が設けられている。
一方、液晶駆動回路78およびこれにより印加電圧が制御される液晶駆動電極79が駆動用液晶層22側に設けられた液晶駆動基板71が、観察者から遠いバックライト(図示せず)側に配置されている。液晶駆動電極79は、BM2の区画する画素ごとに櫛歯状にパターン形成されている。
In the liquid crystal display device 51, the color filter 7 is incorporated as a substrate on one side as shown in FIG. 2E on the viewer side (upper side in FIG. 5) facing the viewer. However, the color filter 7 is further provided with an alignment film 14 for aligning liquid crystal molecules in a desired direction on the upper surface (driving liquid crystal layer side).
On the other hand, a liquid crystal driving substrate 71 in which a liquid crystal driving circuit 78 and a liquid crystal driving electrode 79 whose applied voltage is controlled thereby is provided on the driving liquid crystal layer 22 side is disposed on a backlight (not shown) side far from the observer. Has been. The liquid crystal drive electrode 79 is formed in a comb-like pattern for each pixel defined by the BM2.

駆動液晶分子21を含む駆動液晶層22は、配向膜14と液晶駆動基板71とシール18とで囲まれた密閉空間に封入され、液晶駆動電極79からパネル面内方向に負荷される印加電圧によって駆動液晶分子21はスイッチング駆動する。尚、駆動用液晶層22のスペースを確保するために、カラーフィルタ7と液晶駆動基板71との間には、一般的には複数の柱状体が形成されるが、図5ではこれを図示省略する。またカラーフィルタ7と配向膜14との間には、保護膜が設けられるが、図5ではこれを図示省略する。   The driving liquid crystal layer 22 including the driving liquid crystal molecules 21 is enclosed in a sealed space surrounded by the alignment film 14, the liquid crystal driving substrate 71 and the seal 18, and is applied by an applied voltage applied from the liquid crystal driving electrode 79 in the in-panel direction. The driving liquid crystal molecules 21 are switching driven. In order to secure a space for the driving liquid crystal layer 22, a plurality of columnar bodies are generally formed between the color filter 7 and the liquid crystal driving substrate 71, but this is not shown in FIG. To do. Further, a protective film is provided between the color filter 7 and the alignment film 14, but this is not shown in FIG.

液晶表示装置51は、観察者側から順に、直線偏光板81、正のAプレートとしての光学補償機能を有する位相差フィルム82、配向膜14、駆動液晶層22、液晶駆動基板71、直線偏光板83およびバックライトが配置され、バックライト光の透過または遮断を絵素ごとに制御することで明表示と暗表示が行われる。尚、直線偏光板81と直線偏光板83とは透過軸方向が直交して配置される。   The liquid crystal display 51 includes a linear polarizing plate 81, a retardation film 82 having an optical compensation function as a positive A plate, an alignment film 14, a driving liquid crystal layer 22, a liquid crystal driving substrate 71, and a linear polarizing plate in order from the viewer side. 83 and a backlight are arranged, and bright display and dark display are performed by controlling transmission or blocking of the backlight light for each picture element. Note that the linearly polarizing plate 81 and the linearly polarizing plate 83 are disposed so that the transmission axis directions are orthogonal to each other.

上記液晶表示装置51のごとく、本発明のカラーフィルタを用いた液晶表示装置によれば有色透明の4色以上偶数の着色部によって、フルカラー表示においてより複雑な色味を表示することができ、且つ、光漏れのない高品質な画像表示を可能とすることができる。   Like the liquid crystal display device 51, according to the liquid crystal display device using the color filter of the present invention, the colored portions of four or more colors that are colored and transparent can display more complex colors in full color display, and Therefore, it is possible to display a high-quality image without light leakage.

(基板の調整)
洗浄処理を施した基材としてのガラス基板(コーニング社製、7059ガラス)及び、BMと赤色、緑色、青色及び黄色の4色の着色部用のフォトレジストを用意した。そしてガラス基板上面に、以下に示すように各色ごとに着色部用フォトレジストを塗布し、基材に透明着色層を積層形成した。尚、各フォトレジストの組成は、後述する。
(Board adjustment)
A glass substrate (7059 glass manufactured by Corning Co., Ltd.) as a base material subjected to the cleaning treatment and a photoresist for colored portions of four colors of BM and red, green, blue and yellow were prepared. And the photoresist for coloring part was apply | coated for each color as shown below on the glass substrate upper surface, and the transparent colored layer was laminated | stacked and formed on the base material. The composition of each photoresist will be described later.

(着色材料の調整)
BMおよび各着色部の着色材料には顔料分散型フォトレジストを用いた。顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物(顔料、分散剤、および溶剤を含有)にビーズを加え、分散機で3時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物(ポリマー、モノマー、添加剤、開示剤および溶剤)とを混合したものである。その組成を下記に示す。尚、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
(Coloring material adjustment)
A pigment-dispersed photoresist was used as a coloring material for BM and each colored portion. The pigment-dispersed photoresist uses a pigment as a coloring material, adds beads to a dispersion composition (containing a pigment, a dispersant, and a solvent), disperses them with a disperser for 3 hours, and then removes the beads. And a clear resist composition (polymer, monomer, additive, disclosure agent and solvent). Its composition is shown below. A paint shaker was used as the disperser.

(BMの作成)
まず、ガラス基板に、上述で調製したBM用フォトレジストをスピンコート法で塗布し、90℃、3分間の条件でプリベーク(予備焼成)し、所定のパターンに形成されたマスクを用いて露光(100mJ/cm)し、続いて0.05%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、30分間ポストベーク(焼成)し、厚さが1.2μmのBMを形成した基材(BM形成基材)を作製した。
(Create BM)
First, the BM photoresist prepared above is applied to a glass substrate by spin coating, pre-baked (pre-baked) at 90 ° C. for 3 minutes, and exposed using a mask formed in a predetermined pattern ( 100 mJ / cm 2 ), followed by spray development using a 0.05% KOH aqueous solution for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 30 minutes to form a BM having a thickness of 1.2 μm A base material (BM forming base material) was produced.

(透明着色層の作成)
上記BM形成基材上において、幅200μm、長さ4cmのラインが100行×1列となるようパターン設計し、端から順に、赤色、緑色、黄色、青色の順で繰り返しに着色部が形成されるよう、以下のとおり各着色部を作成した。尚、BMとの関係では、上記ラインの両端部がBMにのりあげる位置に存在するよう設計した。
まず、BM形成基材面上に、赤色(R)の顔料分散型フォトレジストをスピンコート法で塗布し、80℃、3分間の条件でプリベークし、次いで、赤色着色部に対応する位置(有効表示領域の一番端を1番目として4n−3番目(ただしnは1以上の整数である。以下同じ。)のラインに赤色着色部が形成されるように対応するようパターニングされたストライプパターン用フォトマスクを用いて、紫外線露光(300mJ/cm)した。さらに、0.1%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、60分間ポストベーク(焼成)し、BMパターンに対して所定の位置に膜厚2.6μmの赤色(R)着色部のパターンを形成した。
(Create transparent colored layer)
On the BM forming substrate, a pattern is designed so that a line having a width of 200 μm and a length of 4 cm becomes 100 rows × 1 column, and colored portions are repeatedly formed in order of red, green, yellow, and blue from the end. Each colored part was created as follows. It should be noted that, in relation to the BM, the design was made so that both ends of the above-mentioned line exist at positions where the BM is lifted.
First, a red (R) pigment-dispersed photoresist is applied onto the surface of the BM-forming substrate by spin coating, prebaked at 80 ° C. for 3 minutes, and then the position corresponding to the red colored portion (effective For a stripe pattern that is patterned so that a red colored portion is formed on the 4n-3rd line (where n is an integer greater than or equal to 1. The same shall apply hereinafter) with the first end of the display area as the first. UV exposure (300 mJ / cm 2 ) was performed using a photomask, followed by spray development using a 0.1% KOH aqueous solution for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 60 minutes, and a BM pattern In contrast, a pattern of a red (R) colored portion having a film thickness of 2.6 μm was formed at a predetermined position.

続いて、4n−1番目に、着色部が形成されるパターニングされたフォトマスクを用いる以外は、上記赤色(R)着色部のパターンの形成方法と同様の方法を用いて、黄色(Y)着色部を作成した。
その後、4n−2番目に、着色部が形成されるパターニングされたフォトマスクを用いる以外は、上記赤色(R)着色部のパターンの形成方法と同様の方法を用いて、緑色(G)着色部を作成した。
最後に4n番目に、着色部が形成されるパターニングされたフォトマスクを用いる以外は、上記赤色(R)着色部のパターンの形成方法と同様の方法を用いて、青色(B)着色部を作成した。
こうして、ガラス基板上にBM及び、赤色着色部、緑色着色部、黄色着色部、及び青色着色部がこの順で繰り返し整列して構成される透明着色層が形成されたカラーフィルタを作成し、これを実施例1とした。
Subsequently, using a method similar to the method for forming the pattern of the red (R) colored portion, except that a patterned photomask on which the colored portion is formed is used 4n-1th, yellow (Y) coloring A department was created.
Thereafter, using a method similar to the method for forming the pattern of the red (R) colored portion except that a patterned photomask on which the colored portion is formed is used 4n-2nd, the green (G) colored portion It was created.
Finally, the blue (B) colored portion is created using the same method as the pattern forming method for the red (R) colored portion except that a patterned photomask on which the colored portion is formed is used 4nth. did.
In this way, a color filter in which a transparent colored layer constituted by repeatedly arranging BM and a red colored portion, a green colored portion, a yellow colored portion, and a blue colored portion in this order on a glass substrate was prepared. Was taken as Example 1.

<ブラックマトリクス用フォトレジスト>
・黒顔料・・・・・14.0重量部
(大日精化工業(株)製TMブラック♯9550)
・分散剤・・・・・1.2重量部
(ビックケミー(株)製Disperbyk111)
・ポリマー・・・・・2.8重量部
(昭和高分子(株)製VR60)
・モノマー・・・・・3.5重量部
(サートマー(株)製SR399)
・添加剤・・・・・0.7重量部
(綜研化学(株)製L−20)
・開始剤・・・・・1.6重量部
(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1)
・開始剤・・・・・0.3重量部
(4,4´−ジエチルアミノベンゾフェノン)
・開始剤・・・・・0.1重量部
(2,4−ジエチルチオキサントン)
・溶剤・・・・・75.8重量部
(エチレングリコールモノブチルエーテル)
<Photoresist for black matrix>
Black pigment: 14.0 parts by weight (TM Black # 95550 manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.)
・ Dispersant: 1.2 parts by weight (Disperbyk 111 manufactured by Big Chemie Co., Ltd.)
・ Polymer 2.8 parts by weight (VR60 manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.)
・ Monomer: 3.5 parts by weight (SR399, manufactured by Sartomer)
・ Additive: 0.7 parts by weight (L-20 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
Initiator: 1.6 parts by weight (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1)
・ Initiator: 0.3 parts by weight (4,4'-diethylaminobenzophenone)
・ Initiator: 0.1 parts by weight (2,4-diethylthioxanthone)
・ Solvent: 75.8 parts by weight (ethylene glycol monobutyl ether)

<赤色(R)着色部用フォトレジスト>
・赤顔料・・・・・4.8重量部
(C.I.PR254(チバスペシャリティケミカルズ社製クロモフタールDPP Red BP))
・黄顔料・・・・・1.2重量部
(C.I.PY139(BASF社製パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
<Red (R) colored portion photoresist>
・ Red pigment: 4.8 parts by weight (CIPR254 (Chromophthal DPP Red BP manufactured by Ciba Specialty Chemicals))
・ Yellow pigment: 1.2 parts by weight (CI PY139 (PASFOL Yellow D1819 manufactured by BASF))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (Solsparse 24000 manufactured by Zeneca)
-Monomer: 4.0 parts by weight (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.)
-Polymer 1 ... 5.0 parts by weight-Initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

<緑色(G)着色部用フォトレジスト>
・緑顔料・・・・・3.7重量部
(C.I.PG7(大日精化製セイカファストグリーン5316P))
・黄顔料・・・・・2.3重量部
(C.I.PY139(BASF社製パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
<Green (G) Colored photoresist>
Green pigment: 3.7 parts by weight (CI PG7 (Seika Fast Green 5316P manufactured by Dainichi Seika))
・ Yellow pigment: 2.3 parts by weight (CI PY139 (PASFOL Yellow D1819 manufactured by BASF))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (Solsparse 24000 manufactured by Zeneca)
-Monomer: 4.0 parts by weight (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.)
-Polymer 1 ... 5.0 parts by weight-Initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

<青色(B)着色部用フォトレジスト>
・青顔料・・・・・4.6重量部
(C.I.PB15:6(BASF社製ヘリオゲンブルーL6700F))
・紫顔料・・・・・1.4重量部
(C.I.PV23(クラリアント社製フォスタパームRL−NF))
・顔料誘導体・・・・・0.6重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース12000)
・分散剤・・・・・2.4重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
<Blue (B) Colored photoresist>
Blue pigment: 4.6 parts by weight (CI PB15: 6 (BASF Heliogen Blue L6700F))
・ Purple pigment: 1.4 parts by weight (CI PV23 (Clariant Foster Palm RL-NF))
・ Pigment derivative: 0.6 parts by weight (Solsperse 12000 manufactured by Zeneca)
・ Dispersant: 2.4 parts by weight (Solsparse 24000 manufactured by Zeneca Corporation)
-Monomer: 4.0 parts by weight (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.)
-Polymer 1 ... 5.0 parts by weight-Initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

<黄色(Y)着色部用フォトレジスト>
・黄顔料・・・・・6.0重量部
(C.I.PY139(BASF社製パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・3.0重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)
・モノマー・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製SR399)
・ポリマー1・・・・・5.0重量部
・開始剤・・・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・開始剤・・・・・0.6重量部
(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール)
・溶剤・・・・・80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
<Yellow (Y) Colored photoresist>
・ Yellow pigment: 6.0 parts by weight (CI PY139 (PASFOL Yellow D1819 manufactured by BASF))
・ Dispersant: 3.0 parts by weight (Solsparse 24000 manufactured by Zeneca)
-Monomer: 4.0 parts by weight (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.)
-Polymer 1 ... 5.0 parts by weight-Initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

尚、本明細書において記載のポリマー1は、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。   In addition, the polymer 1 described in this specification is a copolymer 100 of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-Methacryloyloxyethyl isocyanate is added 16.9 mol% with respect to mol%, and the weight average molecular weight is 42500.

(比較例)
赤色着色部を4n−3番目に形成した後に、4n−2番目に着色部が形成されるパターニングされたフォトマスクを用い青色着色部を形成し、次いで、4n−1番目に着色部が形成されるパターニングされたフォトマスクを用いて緑色着色部を形成し、最後に4n番目に着色部が形成されるパターニングされたフォトマスクを用い黄色着色部を形成したこと以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを作成し、比較例1とした。
(Comparative example)
After the red colored portion is formed 4n-3, the blue colored portion is formed using a patterned photomask in which the colored portion is formed 4n-2, and then the colored portion is formed 4n-1 Example 1 except that a green colored portion is formed using a patterned photomask and a yellow colored portion is formed using a patterned photomask in which the colored portion is finally formed 4nth. A color filter was prepared and used as Comparative Example 1.

(評価)光漏れ評価
カラーフィルタを液晶ディスプレイに用いた場合の光漏れが防止されているか否かの性能を評価するために、実施例1のカラーフィルタを一方側の基板として液晶セルを作製した。具体的には、垂直配向膜溶液としてJALS−2021−R2をγ−ブチロラクトンで50%に希釈した溶液を用い、上記カラーフィルタ、及び素ガラス(上記カラーフィルタと同基材)の上面にフレキソ印刷方法によりパターニングして厚さ600Åの膜を成膜し、180℃、1時間焼成して、表面に垂直配向膜の形成された2つの基板を作製した。そして、上記カラーフィルタが形成された基板と、上記素ガラス基板とを配向膜が対向するように対向させて、測定用液晶セルを作製した。対向する基板間は、5μmとなるように設定し、両基板間をシール部材により封止した。次に両基板間とシール部材とにより形成される空間に、液晶(メルクジャパン社製MLC−6846−000)を注入し、注入口を封止して、測定用液晶セルサンプルとし実施例2とした。
(Evaluation) Light Leakage Evaluation In order to evaluate the performance of whether or not light leakage is prevented when a color filter is used in a liquid crystal display, a liquid crystal cell was produced using the color filter of Example 1 as a substrate on one side. . Specifically, using a solution obtained by diluting JALS-2021-R2 with γ-butyrolactone to 50% as a vertical alignment film solution, flexographic printing is performed on the upper surface of the color filter and the base glass (the same substrate as the color filter). By patterning by the method, a film having a thickness of 600 mm was formed, and baked at 180 ° C. for 1 hour, so that two substrates having a vertical alignment film formed on the surface were manufactured. And the liquid crystal cell for a measurement was produced by making the board | substrate with which the said color filter was formed, and the said raw glass substrate faced so that an orientation film might face. The distance between the opposing substrates was set to 5 μm, and the gap between both substrates was sealed with a sealing member. Next, liquid crystal (MLC-6846-000 manufactured by Merck Japan Co., Ltd.) is injected into the space formed by the space between both substrates and the sealing member, and the injection port is sealed to obtain a liquid crystal cell sample for measurement as Example 2. did.

上述のとおり作成した実施例2を用い以下のとおり光漏れの有無を確認した。まずオリンパス(株)製の偏光顕微鏡CPX31−Pをクロスニコル状態に設定し、偏光板に実施例2の液晶セルを挟んだ状態で光を当て、この状態で基板を回転させ、光漏れの有無を肉眼で観察した。その結果、実施例2の有効表示領域全域において光漏れは観察されなかった。   Using Example 2 prepared as described above, the presence or absence of light leakage was confirmed as follows. First, the polarizing microscope CPX31-P manufactured by Olympus Co., Ltd. was set in a crossed Nicol state, light was applied with the liquid crystal cell of Example 2 sandwiched between the polarizing plates, the substrate was rotated in this state, and there was no light leakage Was observed with the naked eye. As a result, no light leakage was observed in the entire effective display area of Example 2.

比較例1についても実施例2と同様に液晶セルを作成し比較例2とした。そして比較例2についても実施例1と同様に光漏れ評価を行った。この結果、比較例2では、上記光漏れ評価において、部分的に光漏れが確認された。上記部分的な光漏れを偏光顕微鏡で観察したところ、赤色、緑色、黄色、青色と順に作成した着色部において、2番目に作成された緑色と3番目において作成された黄色とにおいて確認された。 For Comparative Example 1, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 2 to obtain Comparative Example 2. In Comparative Example 2, light leakage evaluation was performed in the same manner as in Example 1. As a result, in Comparative Example 2, light leakage was partially confirmed in the light leakage evaluation. When the partial light leakage was observed with a polarizing microscope, it was confirmed in the second color created in the order of red, green, yellow, and blue, and the yellow color created in the third.

ストライプパターンにおいて各着色部が配列する方向に基板を切断した切断面を観察した場合に、上記比較例2のサンプルにおける緑色及び黄色の着色部は、左右一方側に既に作成された着色部が存在し、他方側にはまだ他の着色部が存在していない位置に作成されていた。この作成位置は、ちょうど上述する図6及び図7を用いて説明した緑色着色部の作成される位置に相当する。このように、左右一方側にのみ既に着色部が存在する環境において、次いで作成される緑色着色部あるいは緑色着色部は、この既に存在する他の着色部に起因して、片側が大きく盛り上がり、その結果、断面外殻において一方方向に傾斜した形状となっているものと理解される。 When the cut surface obtained by cutting the substrate in the direction in which each colored portion is arranged in the stripe pattern is observed, the green and yellow colored portions in the sample of Comparative Example 2 have already created colored portions on the left and right sides. However, it was created at a position where no other colored portion was present on the other side. This creation position corresponds to the position where the green colored portion described with reference to FIGS. 6 and 7 described above is created. In this way, in an environment in which a colored portion already exists only on one of the left and right sides, the green colored portion or the green colored portion to be created next is greatly raised on one side due to this already existing colored portion. As a result, it is understood that the outer shell has a shape inclined in one direction.

これに対し、実施例1は赤色、緑色、黄色、青色と順に並ぶ着色部を、赤色、黄色、緑色、青色の順に作成されている。つまり、上記基板の切断面において観察した際に、いずれの着色部も、左右両側に他の着色部が存在しない、あるいは左右両側に他の着色部が既に存在する位置において作成されている。この結果、着色部断面の片側一方だけが大きく盛り上がり、該断面の外殻が一方方向に傾斜することがない。したがって、実施例1のカラーフィルタの上方に塗布される架橋性液晶材料が乱れることなく所望の方向に良好に配向し、光漏れが生じていないという評価結果を得られたものである。   On the other hand, in Example 1, the colored portions arranged in order of red, green, yellow, and blue are created in the order of red, yellow, green, and blue. That is, when observed on the cut surface of the substrate, any colored portion is created at a position where no other colored portion exists on both the left and right sides, or another colored portion already exists on the left and right sides. As a result, only one side of the cross section of the colored portion is greatly raised, and the outer shell of the cross section is not inclined in one direction. Therefore, the evaluation result was obtained that the crosslinkable liquid crystal material applied above the color filter of Example 1 was well aligned in a desired direction without being disturbed and no light leakage occurred.

本発明のカラーフィルタにおける透明着色層の上面図である。It is a top view of the transparent colored layer in the color filter of this invention. 図2A乃至図2Eは、本発明のカラーフィルタの製造方法の工程を説明するための各工程における基板の側面概略図である。2A to 2E are schematic side views of the substrate in each step for explaining the steps of the color filter manufacturing method of the present invention. 本発明のカラーフィルタの断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの断面概略図である。It is the cross-sectional schematic of the color filter of this invention. 本発明の液晶表示装置の断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention. 従来のカラーフィルタにおける透明着色層の上面図である。It is a top view of the transparent colored layer in the conventional color filter. 従来のカラーフィルタの断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a conventional color filter.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2 ブラックマトリクス
3 赤色着色部
4 黄色着色部
5 緑色着色部
6 青色着色部
7 カラーフィルタ
8 透明着色層
14 配向膜
21 駆動用液晶分子
22 駆動用液晶層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Black matrix 3 Red colored part 4 Yellow colored part 5 Green colored part 6 Blue colored part 7 Color filter 8 Transparent colored layer 14 Alignment film 21 Driving liquid crystal molecule 22 Driving liquid crystal layer

Claims (9)

基板上に直接または間接に、特定の波長の可視光を吸収可能な偶数且つ4色以上の着色部から構成される透明着色層を少なくとも備えるカラーフィルタであって、
上記着色部が、少なくとも一の方向を繰り返し方向として順に所定のパターンに配列されており、且つ上記繰り返し方向に上記着色部を切った垂直断面における断面外殻が、実質的に一方方向に偏って傾斜していないことを特徴とするカラーフィルタ。
A color filter comprising at least a transparent colored layer composed of even and four or more colored portions capable of absorbing visible light of a specific wavelength directly or indirectly on a substrate,
The colored portions are arranged in a predetermined pattern in order with at least one direction as a repeating direction, and a cross-sectional outer shell in a vertical section in which the colored portions are cut in the repeating direction is substantially biased in one direction. A color filter characterized by being not inclined.
上記各着色部の断面外殻が実質的に左右対称であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。 The color filter according to claim 1, wherein the outer shells of the colored portions are substantially symmetrical. 上記各着色部の断面外殻の中心部分から左右方向に向けて実質的に平坦な外殻部分が存在することを特徴とする請求項1又は2に記載のカラーフィルタ。 3. The color filter according to claim 1, wherein there is a substantially flat outer shell portion from the center portion of the cross-section outer shell of each colored portion in the left-right direction. 上記基板上であって、上記透明着色層の下層にブラックマトリックス層が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のカラーフィルタ。 The color filter according to any one of claims 1 to 3, wherein a black matrix layer is provided on the substrate and below the transparent colored layer. 2つの基板を対向させ、該基板間に形成されるスペースに駆動用液晶層を設け、且つ電圧を負荷して上記駆動用液晶層に充填される駆動用液晶分子の配向を変化させる電極部からなる層を設けるとともに、上記2つの基板の外側に偏光板を積層する、多層構造の液晶表示装置において、請求項1乃至4のいずれかに記載のカラーフィルタが、一方の基板として用いられていることを特徴とする液晶表示装置。 From the electrode part which faces two substrates, provides a driving liquid crystal layer in a space formed between the substrates, and changes the orientation of driving liquid crystal molecules filled in the driving liquid crystal layer by applying a voltage. The color filter according to any one of claims 1 to 4 is used as one substrate in a liquid crystal display device having a multilayer structure in which a layer is formed and a polarizing plate is laminated outside the two substrates. A liquid crystal display device characterized by the above. 基板上に直接または間接に、少なくとも一の方向を繰り返し方向として順に所定のパターンに配列される特定の波長の可視光を吸収可能な偶数且つ4色以上の着色部から構成される透明着色層を備えるカラーフィルタを製造する方法であって、フォトリソグラフィー法により、基板上の着色部形成予定範囲において1色の着色部を所定のパターンの任意に選択される位置に形成し、この最初に形成した着色部を1番目とし、次いで、まだ着色部が形成されていない着色部形成予定範囲において、上記最初に形成された着色部を基準として上記所定のパターンの一方方向に向かって奇数番目の位置あるいは既に形成された2つの着色部に隣り合う位置に2色目以降の着色部を形成することによって上記透明着色層を形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。 A transparent colored layer composed of even and four or more colored portions capable of absorbing visible light of a specific wavelength, which is arranged in a predetermined pattern in order, with at least one direction as a repeating direction, directly or indirectly on a substrate A color filter having a predetermined color pattern is formed in a predetermined pattern in a predetermined area on the substrate by a photolithography method, and is formed at the beginning. The colored portion is the first, and then, in the planned colored portion formation range in which the colored portion is not yet formed, the odd-numbered position or the odd-numbered position in one direction of the predetermined pattern with reference to the colored portion formed first The transparent colored layer is formed by forming a colored portion for the second and subsequent colors at a position adjacent to two already formed colored portions. Color production method of filter according to any one of claim 1 to 4. 上記透明着色層を構成する各着色部の配列されるパターンが、ストライプ状であることを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタの製造方法。 The method for producing a color filter according to claim 6, wherein a pattern in which the colored portions constituting the transparent colored layer are arranged is in a stripe shape. 上記着色ストライプ状のパターンの1色目の形成位置は、有効表示領域の一番端に相当する着色部、若しくは有効表示領域の一番端に相当する着色部を含めて奇数個目の着色部であることを特徴とする請求項7に記載のカラーフィルタの製造方法。 The formation position of the first color of the colored striped pattern is a colored portion corresponding to the extreme end of the effective display region, or an odd number of colored portions including the colored portion corresponding to the extreme end of the effective display region. The method for producing a color filter according to claim 7, wherein: 上記透明着色層を構成する各着色部の配列されるパターンが、マトリックス状であることを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタの製造方法。 The method for producing a color filter according to claim 6, wherein the pattern in which the colored portions constituting the transparent colored layer are arranged is a matrix.
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