JP2009053371A - Color filter, liquid crystal display apparatus equipped therewith and manufacturing method of color filter - Google Patents

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淳志 末益
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter which has a colored layer constituted by repeatedly arranging colored parts of three colors in order and which leaks no light from the colored part of any color when used in combination with a liquid crystal display apparatus. <P>SOLUTION: In the color filter 10, the colored layer 11 constituted by arranging a colored part 12(R) of a first color, a colored part 12(B) of a second color, and a colored part 12(G) of a third color in this order with at least one direction as a repeating direction is directly or indirectly provided on an upper surface of a base material 16 having a light translucent region where visible light is transmitted and visible light passing through the light translucent region is colored in three colors. In this color filter, an outline shape of a perpendicular cross-section obtained by cutting colored parts 12 of the first color to the third color respectively in the repetition direction has substantially no inclination biassed toward one direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、赤(R)・緑(G)・青(B)や、シアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)などに例示される三色の着色部を備えるカラーフィルタと、これを表示側基板として備える液晶表示装置、およびカラーフィルタの製造方法に関する。   The present invention is a color filter having three colored portions exemplified by red (R), green (G), blue (B), cyan (C), magenta (M), yellow (Y) and the like, The present invention relates to a liquid crystal display device including this as a display-side substrate and a method for manufacturing a color filter.

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.

また、RGBの加色混法のほか、シアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)の三色の着色部を配列することで、減色混法によるカラー表示が可能になる。
なお着色層は、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。
Further, in addition to the RGB additive color mixing method, by arranging the three colored portions of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), color display by the subtractive color mixing method becomes possible.
Note that the colored layer may be patterned in a matrix in two vertical and horizontal directions or patterned in two oblique directions, in addition to repeating the stripe-shaped colored portions side by side as described above.

具体的には、例えば着色部を三色のストライプ状に形成する場合、カラー表示が行われる有効表示領域の内部において端から1,4,7,11,・・・,3n+1番目に第一色の着色部を配置し、2,5,8,11,・・・,3n+2番目に第二色の着色部を配置し、3,6,9,12,・・・,3n+3番目に第三色の着色部を配置する。   Specifically, for example, when the colored portion is formed in a stripe pattern of three colors, the first color is 1,4,7,11,..., 3n + 1 from the end within the effective display area where color display is performed. ., 3n + 2 in the second color, 3, 6, 9, 12, .., 3n + 3 in the third color The colored part is arranged.

上記三色の着色部は、光透過性の基材上に直接に、または遮光性のブラックマトリクスや他の下地層を介して間接に、フォトリソグラフィー法やインクジェット法を用いて各色の着色材料を繰り返し方向に並べて塗工形成することが一般的である。
フォトリソグラフィー法の場合は、有効表示領域を覆うように着色材料を全面塗布し、マスク露光および不要箇所のエッチング除去をおこない、各色の着色部をそれぞれ一回の工程で形成する。
インクジェット法の場合は、各色の着色材料を吐出する微細なノズルを繰り返し方向に横並びに設け、ストライプの伸びる方向にかかるノズルを送ることで、三色の着色材料を基材上に同時に塗布することができる。
The above three-color colored portions can be applied to the colored material of each color directly on a light-transmitting substrate or indirectly through a light-shielding black matrix or other underlayer using a photolithography method or an inkjet method. In general, the coating is formed in the repeated direction.
In the case of the photolithography method, a coloring material is applied over the entire surface so as to cover the effective display area, mask exposure and unnecessary portions are etched away, and colored portions of each color are formed in a single step.
In the case of the inkjet method, fine nozzles that discharge coloring materials of respective colors are provided side by side in the repeating direction, and the nozzles that are applied in the direction in which the stripes are extended are applied simultaneously on the base material. Can do.

このようにインクジェット法は、所望の予定塗布位置にオンデマンドで無駄なく着色材料を塗布することができるという利点はあるものの、塗布方向の両幅側にウネリやムラが生じるなど、塗工される着色部の解像度を高めることが難しいという問題がある。
特に近年では、液晶表示装置の有効表示領域における開口率を向上するため着色部同士を区画するブラックマトリクスを従来よりも細幅に形成することが求められており、着色部の塗工解像度が低い場合は光透過領域で混色が生じるという問題がある。このため着色部を形成にあたっては塗工解像度の高いフォトリソグラフィー法が好適に用いられている。
As described above, the ink jet method has an advantage that the coloring material can be applied on demand at a desired scheduled application position without waste, but is applied such that undulation or unevenness occurs on both width sides in the application direction. There is a problem that it is difficult to increase the resolution of the colored portion.
Particularly in recent years, in order to improve the aperture ratio in the effective display area of a liquid crystal display device, it has been required to form a black matrix that partitions colored portions narrower than in the past, and the coating resolution of the colored portions is low. In this case, there is a problem that color mixing occurs in the light transmission region. For this reason, a photolithography method with high coating resolution is suitably used for forming the colored portion.

また近年、液晶表示装置などに用いられる光学素子として、視野角度を拡大するために基板間に位相差層を備える光学素子が開発されている(例えば下記特許文献1)。かかる光学素子は、カラーフィルタの着色層の上に直接または配向膜などの他層を介して間接に架橋性液晶分子を塗布し、これを所望の方向に配向した状態で固定化させてなる位相差層(インセル位相差層)を備えるものである。例えば架橋性液晶分子をカラーフィルタに対して垂直に配向させたインセル位相差層は、液晶表示装置の最前面側と最背面側にクロスニコル状態で配置された偏光板の視野角を補償する正のCプレートとして機能するとともに、着色層を物理的に保護する保護層の役割を兼ねることができる。またインセル位相差層は、駆動液晶分子とともに表示側基板と液晶駆動基板との間(インセル側)に挟まれるため物理的に保護され、また吸湿変形を生じにくいという利点がある。   In recent years, as an optical element used for a liquid crystal display device or the like, an optical element having a retardation layer between substrates has been developed in order to expand a viewing angle (for example, Patent Document 1 below). Such an optical element is formed by applying crosslinkable liquid crystal molecules directly on a colored layer of a color filter or indirectly through another layer such as an alignment film and fixing the liquid crystal molecules in a state of being aligned in a desired direction. A phase difference layer (in-cell phase difference layer) is provided. For example, an in-cell retardation layer in which crosslinkable liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the color filter compensates for the viewing angle of a polarizing plate arranged in a crossed Nicols state on the forefront side and the back side of the liquid crystal display device. In addition to functioning as a C plate, it can also serve as a protective layer that physically protects the colored layer. Further, since the in-cell retardation layer is sandwiched between the display side substrate and the liquid crystal driving substrate (in-cell side) together with the driving liquid crystal molecules, there is an advantage that the in-cell retardation layer is physically protected and hardly absorbs moisture.

特開2004−240102号公報JP 2004-240102 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、フォトリソグラフィー法で着色部が高解像度に塗工形成されたインセル位相差型カラーフィルタにおいても、可視光を遮断すべき暗表示の際に透過光が僅かに生じてしまう光漏れの問題が、改善すべき課題として認識されるようになってきた。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液晶分子との間に従来一般的に設けられていた保護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 brightness and higher quality of liquid crystal displays, and in-cell phase difference type color filters in which colored portions are formed with a high resolution by a photolithography method are also required to block visible light. The problem of light leakage in which a small amount of transmitted light occurs during display has been recognized as a problem to be improved. In particular, when the protective layer that has been generally provided between the color filter and the driving liquid crystal molecules is omitted in order to reduce the thickness of the liquid crystal display device, the above problem of light leakage is significant.

そこで本発明者は、カラーフィルタの上記光漏れの原因を詳細に検討した。その結果、カラーフィルタの着色層を構成する三色の着色部のうち、特定色のものについてのみ光漏れが生じる場合があることを見出した。この特定の着色部における光漏れが、上記従来のカラーフィルタの光漏れの原因となっていた。   Therefore, the present inventor has studied in detail the cause of the light leakage of the color filter. As a result, it has been found that light leakage may occur only for a specific color among the three colored portions constituting the colored layer of the color filter. The light leakage in the specific colored portion has caused the light leakage of the conventional color filter.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、すなわち三色の着色部が順番に繰り返し配列された着色層を備えるカラーフィルタにおいて、これを液晶表示装置に組み合わせて用いた際にいずれの色の着色部からも光漏れが生じることのないカラーフィルタを提供することを目的とする。また本発明は、フォトリソグラフィー法を用いたかかるカラーフィルタの製造方法、およびかかるカラーフィルタを備える液晶表示装置を提供することを更なる目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, that is, when a color filter including a colored layer in which three colored portions are repeatedly arranged in order is used in combination with a liquid crystal display device. It is an object of the present invention to provide a color filter in which light leakage does not occur from any colored portion. Another object of the present invention is to provide a method for producing such a color filter using a photolithography method, and a liquid crystal display device provided with such a color filter.

本発明を為すにあたり、本発明者が上記課題の原因を鋭意検討した結果、三回のフォトリソグラフィー工程を繰り返して塗工形成される三色の着色層のうち、二回目に塗工された着色部(第二色の着色部)において、さらに詳しくは第二色の着色部のうち一回目に塗工形成された着色部(第一色の着色部)に隣接する側において、液晶表示装置からの光漏れが生じることが判明した。そこで各色の着色部をその繰り返し方向(以下、幅方向という場合がある。)に切った垂直断面の外郭形状を三次元測定器により精細に測定したところ、上記第二色の着色部のみこれが一方方向に偏って傾斜した左右非対称形状となっていたことが見出された。   In making the present invention, as a result of intensive investigation of the cause of the above problems by the present inventors, among the three colored layers that are formed by repeating the three photolithography steps, the coloring applied the second time In the portion (second color coloring portion), more specifically, on the side adjacent to the colored portion (first color coloring portion) coated and formed for the first time among the second color coloring portions, from the liquid crystal display device It was found that light leakage occurred. Therefore, when the outer shape of the vertical cross section obtained by cutting the colored portion of each color in the repeating direction (hereinafter sometimes referred to as the width direction) is measured with a three-dimensional measuring instrument, only the colored portion of the second color is one side. It was found that it was a left-right asymmetrical shape inclined in the direction.

図12は、光透過性の基材16の上面に塗工形成された着色層11の垂直断面に関する模式図であり、三次元測定器による測定結果に対応している。なお同図は、現実の着色層に対して厚さ(図中縦)方向の寸法を拡大したものである。図の左右方向が着色部の繰り返し方向である。また同図には、着色層11の上に塗布された液晶分子50を垂直配向させた状態をあわせて図示している。第一色の着色部12(R)は赤色、第二色の着色部(B)は青色、第三色の着色部12(G)は緑色であって、これらはフォトリソグラフィー法によってこの順に横並びに塗工形成されたものである。すなわち一回目のフォトリソグラフィー工程によって赤色の着色部12(R)が、二回目のフォトリソグラフィー工程によって青色の着色部12(B)が、三回目のフォトリソグラフィー工程によって緑色の着色部12(G)が、それぞれ基材16上に二列おきに繰り返し塗工されている。
なお同図では、各着色部は紙面前後方向に伸びるストライプ状を為し、ブラックマトリクス(BM)14によって互いの境界が区画された状態を表している。隣り合うBM14の間に開口した光透過性領域の幅が液晶表示装置の画素幅に対応している。
FIG. 12 is a schematic diagram relating to a vertical cross section of the colored layer 11 coated and formed on the upper surface of the light-transmitting substrate 16, and corresponds to a measurement result obtained by a three-dimensional measuring device. In the drawing, the dimension in the thickness (vertical direction in the figure) direction is enlarged with respect to an actual colored layer. The horizontal direction in the figure is the repeating direction of the colored portion. In addition, the figure also shows a state in which the liquid crystal molecules 50 applied on the colored layer 11 are vertically aligned. The colored portion 12 (R) of the first color is red, the colored portion (B) of the second color is blue, and the colored portion 12 (G) of the third color is green, and these are arranged in this order by photolithography. Is formed by coating. That is, the red colored portion 12 (R) is obtained by the first photolithography process, the blue colored portion 12 (B) is obtained by the second photolithography process, and the green colored portion 12 (G) is obtained by the third photolithography process. Are repeatedly applied to the base material 16 every two rows.
In the drawing, each colored portion has a stripe shape extending in the front-rear direction of the paper surface, and represents a state in which a boundary between the colored portions is partitioned by a black matrix (BM) 14. The width of the light transmitting region opened between the adjacent BMs 14 corresponds to the pixel width of the liquid crystal display device.

かかる着色層11においては、その上面に直接に、または図示しない配向膜を介して間接に、駆動液晶分子や架橋性液晶分子などの液晶分子50が塗布された場合、第一色および第三色の着色部12(R),12(G)については、着色層界面側に存在する液晶分子50の配向は左右対称(Sy)となり、その上方に位置する液晶分子50も連続弾性体理論に基づき垂直に揃って配向する。
なお着色部12(R),12(G)の外郭は、BM14や隣り合う着色部への乗り上げによってその幅方向の両端に同等の高さの凸部22,23が形成され、中央が平坦な左右対称形状をなしている。このため、凸部22,23の近傍では液晶分子50の垂直配向が画素の内側に倒れるものの、画素単位では着色層界面側の液晶分子50の配向は左右にバランスするため、当該界面よりも上方の液晶分子50について配向不良が生じることがない。
In such a colored layer 11, when liquid crystal molecules 50 such as driving liquid crystal molecules and crosslinkable liquid crystal molecules are applied directly on the upper surface or indirectly through an alignment film (not shown), the first color and the third color are applied. As for the colored portions 12 (R) and 12 (G), the orientation of the liquid crystal molecules 50 existing on the colored layer interface side is bilaterally symmetric (Sy), and the liquid crystal molecules 50 located thereabove are also based on the continuous elastic body theory. Align vertically.
The outer portions of the colored portions 12 (R) and 12 (G) are formed with convex portions 22 and 23 having the same height at both ends in the width direction by riding on the BM 14 and the adjacent colored portion, and the center is flat. It has a symmetrical shape. For this reason, although the vertical alignment of the liquid crystal molecules 50 is tilted to the inside of the pixel in the vicinity of the protrusions 22 and 23, the alignment of the liquid crystal molecules 50 on the colored layer interface side is balanced left and right in the pixel unit. The liquid crystal molecules 50 do not have alignment defects.

これに対し第二色の着色部12(B)においては、第三色の着色部12(G)に隣接する側である図中右側については、液晶分子50の配向が左右にバランス(Sy)する領域もあるものの、第一色の着色部12(R)に隣接する図中左側においては液晶分子50が一方方向(同図の場合、右方)に倒れ、その上方に存在する液晶分子50もまた非対称(Asy)となって配向不良が生じてしまう。このため当該配向不良が駆動液晶分子について生じた場合は透過光のスイッチングが期待通りには行われず、液晶セルで所望の位相差が得られないことから、暗表示時には光漏れが生じることとなる。また上記配向不良が架橋性液晶分子に生じた場合についても、これを固定化してなるインセル位相差層によって所望の視野角改善効果が得られず、やはり暗表示時には光漏れが生じることとなる。   On the other hand, in the colored portion 12 (B) of the second color, the alignment of the liquid crystal molecules 50 is balanced left and right (Sy) on the right side in the drawing, which is the side adjacent to the colored portion 12 (G) of the third color. However, the liquid crystal molecules 50 are tilted in one direction (in the case of the right side in the figure) on the left side of the drawing adjacent to the colored portion 12 (R) of the first color, and the liquid crystal molecules 50 existing thereabove. Is also asymmetric (Asy), resulting in poor alignment. For this reason, when the alignment defect occurs in the driving liquid crystal molecules, the transmitted light is not switched as expected, and a desired phase difference cannot be obtained in the liquid crystal cell. Therefore, light leakage occurs during dark display. . In addition, even when the above alignment defect occurs in the crosslinkable liquid crystal molecules, a desired viewing angle improvement effect cannot be obtained by the in-cell retardation layer formed by immobilizing the molecules, and light leakage also occurs during dark display.

本発明者はさらに検討を進め、かかる配向不良が第二色の着色部にのみ生じるメカニズムを突き止めた。従来の三色カラーフィルタの作製方法を、図13を用いて説明する。
同図(a)は一回目のフォトリソグラフィー工程を示す模式図である。画素幅を隔てて任意でBM14がストライプ状またはマトリクス状などに形成された基材16(同図(b)以下ではその上面のみを図示)の全面に、または有効表示領域を覆うように、光硬化性の着色レジスト材料である第一色の着色材料18(R)が塗布されている。また同図に示すように第一色の着色部12(R)の予定形成位置に対応してマスク開口21が形成されたフォトマスク20を基材16に対向して設置し、さらにフォトマスク20を介して着色材料18(R)に紫外線などの活性放射線を露光している。着色材料18(R)は、BM14に乗り上げた部分のみが膨出している。なお一般に着色部12はBM14よりも厚く形成される。なお、基材16の上面にBM14を形成しない場合は、当該膨出は発生しない。
同図(b)は、かかる露光後の着色材料18(R)をエッチング処理して未露光部を除去し、第一色の着色部12(R)を残存形成した状態を示している。着色部12(R)は、BM14に乗り上げた幅方向両端に凸部22が形成され、中央には平坦部24が形成されている。上記のようにBM14を設けないカラーフィルタの場合は、凸部22は生じず着色部12(R)はフラットに形成される。
The present inventor further studied and found a mechanism in which such an orientation failure occurs only in the colored portion of the second color. A conventional method for producing a three-color filter will be described with reference to FIGS.
FIG. 2A is a schematic diagram showing the first photolithography process. The light is applied to the entire surface of the base material 16 (only the upper surface is shown in the figure (b) and below) on which the BM 14 is optionally formed in a stripe shape or a matrix shape with a pixel width therebetween or to cover the effective display area. A first color coloring material 18 (R), which is a curable coloring resist material, is applied. Further, as shown in the figure, a photomask 20 in which a mask opening 21 is formed corresponding to the planned formation position of the colored portion 12 (R) of the first color is placed facing the base material 16, and further the photomask 20 Actinic radiation such as ultraviolet rays is exposed to the coloring material 18 (R) via Only the portion of the coloring material 18 (R) that has ridden on the BM 14 bulges. In general, the colored portion 12 is formed thicker than the BM 14. In addition, the bulging does not occur when the BM 14 is not formed on the upper surface of the base material 16.
FIG. 4B shows a state in which the unexposed portion is removed by etching the colored material 18 (R) after exposure to leave the first-color colored portion 12 (R) remaining. In the colored portion 12 (R), convex portions 22 are formed at both ends in the width direction riding on the BM 14, and a flat portion 24 is formed at the center. In the case of a color filter not provided with the BM 14 as described above, the convex portion 22 does not occur and the colored portion 12 (R) is formed flat.

同図(c)は、二回目のフォトリソグラフィー工程を示す模式図である。すなわち上記で得られた第一色の着色部12(R)を含む基材16を下地層として、着色レジスト材料である第二色の着色材料18(B)をその全面に塗布し、第二色の着色部12(B)の予定形成位置、すなわち第一色の着色部12(R)に隣接する位置に対向してマスク開口21が形成されたフォトマスク20を介して紫外線露光をおこなう状態を示している。着色材料18(B)は、BM14と着色部12(R)に乗り上げた部分で膨出している。
同図(d)は、着色材料18(B)をエッチング処理して第二色の着色部12(B)を残存形成した状態を示している。着色部12(B)は第一色の着色部12(R)のいずれか一方側(同図では右方側)に隣接して形成され、着色部12(R)に隣接する側(図中左側)により高い凸部23が、反対側により低い凸部22が形成されている。また着色部12(G)の断面の外郭形状は、幅中央には図中左から右に下る傾斜部25が形成されている。これは、第二色の着色材料18(B)が塗布される下地層には、画素の幅方向のうち一方側(同図では左方側)にのみ着色部12(R)が既に厚肉に塗工形成され、他方側(同図では右方側)には薄肉のBM14が設けられるにとどまり、塗布された着色材料18(B)の乗り上げ高さが、着色部12(R)に隣接する方の側においてより高くなるためである。
FIG. 4C is a schematic diagram showing the second photolithography process. That is, using the base material 16 including the colored portion 12 (R) of the first color obtained as described above as a base layer, the colored material 18 (B) of the second color, which is a colored resist material, is applied to the entire surface, and the second A state in which ultraviolet exposure is performed through a photomask 20 in which a mask opening 21 is formed facing a predetermined formation position of the colored portion 12 (B), that is, a position adjacent to the colored portion 12 (R) of the first color. Is shown. The coloring material 18 (B) bulges out at the portion riding on the BM 14 and the coloring portion 12 (R).
FIG. 4D shows a state in which the coloring material 18 (B) is etched and the second colored portion 12 (B) remains. The colored portion 12 (B) is formed adjacent to one side (right side in the figure) of the colored portion 12 (R) of the first color, and is adjacent to the colored portion 12 (R) (in the drawing) On the left side, a higher convex portion 23 is formed, and on the opposite side, a lower convex portion 22 is formed. In addition, the outer shape of the cross section of the colored portion 12 (G) is formed with an inclined portion 25 that descends from the left to the right in the drawing in the center of the width. This is because the colored layer 12 (R) is already thick only on one side (left side in the figure) of the width direction of the pixel in the base layer to which the coloring material 18 (B) of the second color is applied. The other side (right side in the figure) is only provided with a thin BM 14 and the applied height of the applied coloring material 18 (B) is adjacent to the colored portion 12 (R). This is because it becomes higher on the side to be performed.

同図(e)は、三回目のフォトリソグラフィー工程を示す模式図である。すなわち第一色および第二色の着色部12(R),12(B)を含む基材16の全面に、同様に着色レジスト材料である第三色の着色材料18(G)を塗布し、着色部12(R),12(B)の未形成領域にマスク開口21を対向させて紫外線露光をおこなう状態を示している。着色部12(G)の予定形成位置の左右において既に形成されている着色部12(B),12(R)の端部高さは、いずれも凸部22で同等である。
同図(f)は、着色材料18(G)をエッチング処理して第三色の着色部12(G)を残存形成した状態を示している。着色部12(G)の両端にはそれぞれ、着色部12(B)の左側と同等の高い凸部23が形成される。以上により、第一から第三色の着色部12(R),12(B),12(G)からなる着色層11が形成される。
FIG. 4E is a schematic diagram showing the third photolithography process. That is, the third color coloring material 18 (G), which is a colored resist material, is applied to the entire surface of the base material 16 including the first color and second color coloring portions 12 (R), 12 (B), A state is shown in which the mask opening 21 is opposed to the unformed regions of the colored portions 12 (R) and 12 (B) and the ultraviolet exposure is performed. The heights of the end portions of the colored portions 12 (B) and 12 (R) that are already formed on the left and right of the planned formation position of the colored portion 12 (G) are the same at the convex portion 22.
FIG. 5F shows a state in which the coloring material 18 (G) is etched and the third colored portion 12 (G) remains. High convex portions 23 equivalent to the left side of the colored portion 12 (B) are formed at both ends of the colored portion 12 (G). Thus, the colored layer 11 including the first to third colored portions 12 (R), 12 (B), and 12 (G) is formed.

このように、第一色の着色部12(R)と第三色の着色部12(G)については、紫外線硬化される領域の下地層の状態が、当該画素の幅方向両側で同等の高さとなっているため、両端に凸部22,23が形成される場合であっても、外郭形状の高さは左右で等しくなり、幅中央には平坦部24が形成されて左右対称となる。これに対し第二色の着色部12(B)については、その予定形成領域の幅方向の一方側には既に着色部12(R)が硬化形成され、他方側にはこれが存在しないことから、外郭形状が当該一方から他方に向かって下り傾斜して左右非対称となるのである。   As described above, regarding the colored portion 12 (R) of the first color and the colored portion 12 (G) of the third color, the state of the base layer in the region to be cured by ultraviolet rays is the same in both sides in the width direction of the pixel. Therefore, even when the convex portions 22 and 23 are formed at both ends, the height of the outer shape is equal on the left and right sides, and a flat portion 24 is formed at the center of the width to be symmetrical. On the other hand, for the colored portion 12 (B) of the second color, the colored portion 12 (R) is already cured and formed on one side in the width direction of the planned formation region, and this does not exist on the other side. The outer shape is inclined downward from the one side to the other side and becomes asymmetrical.

本発明は、着色部の上記左右非対称に起因する液晶分子の配向不良の問題を解決するために為されたものであり、着色層を構成する第一から第三の着色部の幅方向の断面外郭を所定形状とすることにより、その上に塗布される液晶分子の画素ごとの配向性を良好にすることを特徴とするものである。
またこれを実現する本発明のより具体的な第一の特徴は、図13(b)に示すように幅方向に隣接する片側のみに既に着色部が形成されている場合であっても、次に塗布された着色材料が同図(c)のようにこれに乗り上げてしまうことを防止するという技術思想に基づいてなされたものである。また第二の特徴は、同様に幅方向の片側のみに既に着色部が形成されている場合に、次に塗布された着色材料が当該着色部に乗り上げる高さを見越して、幅方向の反対側に突起部を予め形成しておくという技術思想に基づいてなされたものである。その他の技術的特徴については以下の説明より明らかとなる。
The present invention has been made to solve the problem of alignment failure of liquid crystal molecules due to the above-mentioned left-right asymmetry of the colored portion, and is a cross section in the width direction of the first to third colored portions constituting the colored layer. By making the outer shape into a predetermined shape, the orientation of the liquid crystal molecules applied thereon is improved for each pixel.
In addition, a more specific first feature of the present invention for realizing this is that even when a colored portion is already formed only on one side adjacent in the width direction as shown in FIG. This is based on the technical idea of preventing the coloring material applied on the surface of the coloring material from riding on the material as shown in FIG. Similarly, the second feature is that, when a colored portion is already formed on only one side in the width direction, the opposite side in the width direction in anticipation of the height of the next applied coloring material riding on the colored portion. This is based on the technical idea that the protrusions are formed in advance. Other technical features will be apparent from the following description.

即ち本発明にかかるカラーフィルタは、
(1)可視光が透過する光透過領域を備える基材の上面に直接または間接に、第一乃至第三色の着色部が少なくとも一の方向を繰り返し方向としてこの順に配列された着色層が設けられ、前記光透過領域を透過する可視光を三色に着色するカラーフィルタにおいて、
前記第一乃至第三色の着色部をそれぞれ前記繰り返し方向に切った垂直断面の外郭形状が、いずれも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)前記第一乃至第三色の着色部の外郭形状が、いずれも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;
を要旨とする。
That is, the color filter according to the present invention is
(1) A colored layer in which colored portions of the first to third colors are arranged in this order with at least one direction as a repetitive direction is provided directly or indirectly on the upper surface of a base material having a light transmission region through which visible light is transmitted. In the color filter that colors the visible light transmitted through the light transmission region into three colors,
A color filter characterized in that the outline shape of the vertical section obtained by cutting the colored portions of the first to third colors in the repetitive direction is not substantially inclined in one direction;
(2) The color filter as described in (1) above, wherein the outer shapes of the colored portions of the first to third colors are substantially symmetrical.
Is the gist.

また本発明においては、さらに具体的なカラーフィルタの態様として、
(3)前記三色のうちの少なくとも二色の着色部は、その上面が疎水性である上記(1)または(2)に記載のカラーフィルタ;
(4)前記少なくとも二色の着色部には、疎水性材料が含まれている上記(3)に記載のカラーフィルタ;
(5)前記少なくとも二色の着色部の上面には、疎水性を有する疎水層が形成されている上記(3)に記載のカラーフィルタ;
(6)着色層と基材との間には、前記第二色の着色部と前記第三色の着色部との境界領域に、前記第一色の着色部の上面と面一の上端高さに形成された突起部が設けられていることを特徴とする上記(1)または(2)に記載のカラーフィルタ;
(7)第一乃至第三色の着色部を互いに区画する遮光性のブラックマトリクスを前記着色層と前記基材との間に備え、
前記突起部が、前記ブラックマトリクスと前記着色層との間に設けられている上記(6)に記載のカラーフィルタ;
(8)第一乃至第三色の着色部を互いに区画する遮光性のブラックマトリクスを前記着色層と前記基材との間に備え、
前記突起部が、無色透明材料または前記第二色と同色系の透明材料からなるとともに前記ブラックマトリクスに対して前記第二色の着色部の側に隣接して設けられている上記(6)に記載のカラーフィルタ;
(9)前記第一色の着色部が、前記基材に形成された有効表示領域における前記繰り返し方向のもっとも端に形成されている上記(1)から(8)のいずれかに記載のカラーフィルタ;
(10)着色層の上面に直接または配向膜を介して間接に、重合性液晶化合物が配向状態で固定化されてなる位相差層が積層されている上記(1)から(9)のいずれかに記載のカラーフィルタ;
としても上記本発明の目的を達成することができる。
In the present invention, as a more specific embodiment of the color filter,
(3) The color filter according to (1) or (2), wherein the colored portion of at least two of the three colors has a hydrophobic upper surface;
(4) The color filter according to (3) above, wherein the at least two colored portions include a hydrophobic material;
(5) The color filter according to (3), wherein a hydrophobic layer having hydrophobicity is formed on an upper surface of the colored portion of at least two colors;
(6) Between the colored layer and the base material, the upper end height is flush with the upper surface of the colored portion of the first color in the boundary region between the colored portion of the second color and the colored portion of the third color. A color filter as described in (1) or (2) above, wherein a projecting portion formed on the surface is provided;
(7) A light-shielding black matrix that partitions the colored portions of the first to third colors from each other is provided between the colored layer and the base material,
The color filter according to (6), wherein the protrusion is provided between the black matrix and the colored layer;
(8) A light-blocking black matrix that partitions the colored portions of the first to third colors from each other is provided between the colored layer and the base material,
In the above (6), the protrusion is made of a colorless transparent material or a transparent material of the same color as the second color and is provided adjacent to the colored portion of the second color with respect to the black matrix. The described color filter;
(9) The color filter according to any one of (1) to (8), wherein the colored portion of the first color is formed at an extreme end in the repetition direction in an effective display region formed on the base material. ;
(10) Any one of (1) to (9) above, wherein a retardation layer in which a polymerizable liquid crystal compound is fixed in an aligned state is laminated directly on the upper surface of the colored layer or indirectly through an alignment film A color filter according to claim 1;
However, the object of the present invention can be achieved.

また本発明の液晶表示装置は、
(11)上記(1)〜(10)のいずれかに記載のカラーフィルタと、液晶駆動用電極を備える液晶駆動基板とを、前記着色層および液晶駆動用電極を内側にして対向させ、その間に駆動液晶分子を封入してなる液晶表示装置;
を要旨とする。
The liquid crystal display device of the present invention is
(11) The color filter according to any one of the above (1) to (10) and a liquid crystal driving substrate including a liquid crystal driving electrode are opposed to each other with the colored layer and the liquid crystal driving electrode inside, and between them A liquid crystal display device encapsulating driving liquid crystal molecules;
Is the gist.

また本発明にかかるカラーフィルタの製造方法は、
(12)上記(1)または(2)に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記基材に予定形成された有効表示領域内に前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして前記第一色の着色部を形成する工程と、
前記有効表示領域内であって前記第一の着色部に対して前記繰り返し方向に隣接する位置に、前記第二色の着色材料をインクジェット法で塗布し、これを固定化して前記第二色の着色部を形成する工程と、
前記有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記第一の着色部および前記第二の着色部にともに隣接する位置に前記第三色の着色部を形成する工程と、
をこの順で含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法;
(13)上記(1)または(2)に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記基材に予定形成された有効表示領域内に親水性を有する前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして前記第一色の着色部を形成する工程と、
前記第一色の着色部の上面に直接または間接に、疎水性を有する疎水層を形成する工程と、
前記疎水層の形成領域を含む前記有効表示領域内に、親水性を有する前記第二色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記第一の着色部に対して前記繰り返し方向に隣接する位置に前記第二色の着色部を形成する工程と、
前記疎水層を前記第一色の着色部から除去する工程と、
前記有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記第一の着色部および前記第二の着色部にともに隣接する位置に前記第三色の着色部を形成する工程と、
をこの順で含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法;
(14)前記第一乃至第三色の着色部を各色二回ずつのフォトリソグラフィー工程によって形成する上記(1)または(2)に記載のカラーフィルタの製造方法であって、以下の(i)〜(vi)の工程のうち、
工程(i)および(ii)をこの順で行った後、
工程(iii)を単独で、または工程(iii)と(iv)とを同時に、または工程(iv)の後に工程(iii)を、行い、
さらに残余の工程を任意の順に行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(i)前記基材に予定形成された有効表示領域内に前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+1(nは0以上の整数)番目の位置に前記第一色の着色部を形成する工程;
(ii)有効表示領域内に前記第二色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+3番目の位置に前記第二色の着色部を形成する工程;
(iii)有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+5番目の位置に前記第三色の着色部を形成する工程;
(iv)有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+2番目の位置に前記第三色の着色部を形成する工程;
(v)有効表示領域内に前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+4番目の位置に前記第一色の着色部を形成する工程;
(vi)有効表示領域内に前記第二色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+6番目の位置に前記第二色の着色部を形成する工程;
を要旨とする。
In addition, the method for producing a color filter according to the present invention includes:
(12) The method for producing a color filter according to (1) or (2) above,
Applying the coloring material of the first color in the effective display area preliminarily formed on the base material, patterning this by a photolithography method to form the colored portion of the first color;
The coloring material of the second color is applied by an inkjet method at a position within the effective display area and adjacent to the first coloring portion in the repeating direction. Forming a colored portion;
The third color coloring material is applied in the effective display area and patterned by a photolithography method so that the third color is positioned adjacent to both the first colored portion and the second colored portion. Forming a colored portion of
A method for producing a color filter, comprising:
(13) The method for producing a color filter according to (1) or (2) above,
Applying the coloring material of the first color having hydrophilicity in the effective display area planned to be formed on the base material, and patterning this by a photolithography method to form the colored portion of the first color;
Forming a hydrophobic layer having hydrophobicity directly or indirectly on the upper surface of the colored portion of the first color;
In the effective display area including the formation area of the hydrophobic layer, the coloring material of the second color having hydrophilicity is applied, and this is patterned by a photolithography method, and the first coloring portion is Forming the colored portion of the second color at a position adjacent to the repeating direction;
Removing the hydrophobic layer from the colored portion of the first color;
The third color coloring material is applied in the effective display area and patterned by a photolithography method so that the third color is positioned adjacent to both the first colored portion and the second colored portion. Forming a colored portion of
A method for producing a color filter, comprising:
(14) The method for producing a color filter according to (1) or (2), wherein the colored portions of the first to third colors are formed by a photolithography process twice for each color, and the following (i) Of the steps (vi)
After performing steps (i) and (ii) in this order,
Performing step (iii) alone, or simultaneously performing steps (iii) and (iv), or after step (iv),
Furthermore, the remaining steps are performed in an arbitrary order.
(I) The coloring material of the first color is applied in an effective display area that is preliminarily formed on the substrate, and this is patterned by a photolithography method, so that 6n + 1 in the repeating direction (n is an integer of 0 or more) Forming the colored portion of the first color at a second position;
(Ii) applying the second color coloring material in the effective display area and patterning the second color coloring material by a photolithography method to form the second color coloring portion at the 6n + 3rd position in the repeating direction;
(Iii) A step of applying the third color coloring material in the effective display area and patterning it by a photolithography method to form the third color coloring portion at the 6n + 5th position in the repeating direction;
(Iv) A step of applying the third color coloring material in the effective display area and patterning the third color coloring material by a photolithography method to form the third color coloring portion at the 6n + 2nd position in the repeating direction;
(V) applying the coloring material of the first color in the effective display area and patterning the coloring material by a photolithography method to form the colored portion of the first color at the 6n + 4th position in the repeating direction;
(Vi) applying the second color coloring material in the effective display area and patterning the second color coloring material by a photolithography method to form the second color coloring portion at the 6n + 6th position in the repetition direction;
Is the gist.

なお本発明において、着色部の繰り返し方向(幅方向)に切った垂直断面の「外郭」とは、当該着色部の上面側、すなわち基材反対面側における輪郭を指すものである。また特に断りなく着色部の外郭形状という場合は、着色部を繰り返し方向に切った垂直断面の外郭を意味する。   In the present invention, the “outer shape” of the vertical cross section cut in the repeating direction (width direction) of the colored portion refers to the contour on the upper surface side of the colored portion, that is, the opposite surface side of the substrate. In addition, the outer shape of the colored portion without particular notice means an outer shape of a vertical cross section obtained by cutting the colored portion in a repeating direction.

また本発明において、着色部の幅方向断面の外郭形状が「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、着色部の上方に直接に、または配向膜などの他層を介して間接に、駆動用液晶分子または架橋性液晶分子を配置した際に、有効表示領域内でかつブラックマトリクスなどの遮光領域から露出した位置において上記液晶分子に配向不良を生じせしめる程度の一方方向に偏った傾斜を示していない状態を意味する。かかる状態のより望ましい例としては、着色部の外郭形状の全体が平坦である場合のほか、外郭に凸部や傾斜がある場合であっても、当該外郭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。具体的には上記外郭のうち幅中央から片側35%(両側70%)の範囲内を所定間隔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または負のみの場合を除外する。すなわち該勾配がゼロもしくは正のみの場合、またはゼロもしくは負のみの場合、当該画素の着色部の外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜しているものとする。なおサンプリング間隔としては、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。   Further, in the present invention, the outline shape of the cross section in the width direction of the colored portion is “substantially not inclined in one direction”, specifically, directly above the colored portion or an alignment film or the like. To the extent that when liquid crystal molecules for driving or crosslinkable liquid crystal molecules are disposed indirectly through another layer, the liquid crystal molecules cause alignment defects in the effective display area and at positions exposed from light-shielding areas such as a black matrix. This means a state in which the tilt is not shown in one direction. As a more desirable example of such a state, in addition to the case where the entire outer shape of the colored portion is flat, even if the outer shape has a convex portion or an inclination, a flat portion is present at the center of the width of the outer shape or in the vicinity thereof. Including the case where it is formed. Specifically, in the above outline, when the slope of the approximate curve obtained by sampling within the range of 35% on one side (70% on both sides) from the center of the width at every predetermined interval includes different signs, excluding zero slope Excluding cases where the slope in the range is positive or negative only. That is, when the gradient is only zero or positive, or only zero or negative, the outer shape of the colored portion of the pixel is inclined substantially in one direction. The sampling interval can be about 20 to 40 equally in the width direction within the range of 70% on both sides.

また本発明において、着色部の幅方向断面の外郭形状が「実質的に一方方向に偏って傾斜していない」状態のさらに好適な態様である「実質的に左右対称」であるとは、具体的には上記に加え更に(a)着色部の幅(画素幅)が150μm以下の場合は幅方向両端の高さの差が2500Å以下であること、(b)画素幅が150μm以上の場合は幅方向両端の高さの差が1700Å以下であることをいい、幅中央に対して両側がともに上がる場合、ともに下がる場合、一方が上がり他方が下がる場合、のいずれも含む。
着色部の外郭形状の測定には、例えば微細形状測定機ET4000L(小坂研究所社製)など、市販の三次元測定器を用いることができる。
なお、画素幅内における液晶分子の配向不良は画素幅が大きくなるほど顕著となることから、本発明においては上記(b)の場合における両端の高低差の許容値を、上記(a)の場合のそれよりも厳しいものとしている。
Further, in the present invention, “substantially left-right symmetric”, which is a more preferable aspect of the state in which the outer shape of the cross section in the width direction of the colored portion is “substantially not inclined in one direction”, is specifically Specifically, in addition to the above, (a) when the width of the colored portion (pixel width) is 150 μm or less, the height difference between both ends in the width direction is 2500 mm or less, and (b) when the pixel width is 150 μm or more. It means that the difference in height between both ends in the width direction is 1700 mm or less, and includes both cases where both sides are raised with respect to the width center, when both are lowered, and when one is raised and the other is lowered.
A commercially available three-dimensional measuring device such as a fine shape measuring instrument ET4000L (manufactured by Kosaka Laboratory) can be used for measuring the outer shape of the colored portion.
In addition, since the alignment defect of the liquid crystal molecules within the pixel width becomes more noticeable as the pixel width becomes larger, in the present invention, the allowable value of the height difference at both ends in the case of (b) is set as in the case of (a). It is more severe than that.

本発明のカラーフィルタ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」などの上下方向は、基材や着色層などカラーフィルタを構成する積層の相対的な位置関係を意味し、重力方向に対する上下を意味するものではない。   In the constituent layers constituting the color filter of the present invention, “upper”, “upper”, “upper surface”, or “lower”, “lower”, “lower surface”, etc. Means the relative positional relationship of the layers constituting the layer, and does not mean up and down relative to the direction of gravity.

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、例えば本発明が液晶表示装置に用いられる場合には、該装置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 a predetermined display or observation is performed. For example, when the present invention is used in a liquid crystal display device, an image in the device is displayed. It means the area corresponding to the display area.

本発明のカラーフィルタにおける着色層は、これを構成する各着色部の断面の外郭形状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、着色層に直接または間接に面する駆動用液晶分子や架橋性液晶分子が、上記断面外郭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液晶表示装置では、暗表示における光漏れの問題が生じず高品質の表示を提供することができる。   In the color layer of the color filter of the present invention, the outer shape of the cross section of each colored portion constituting the color layer is not substantially inclined in one direction. Therefore, for example, a liquid crystal display using the color filter of the present invention as one substrate When the device is formed, there is no possibility that the driving liquid crystal molecules and the crosslinkable liquid crystal molecules that face the colored layer directly or indirectly cause poor alignment due to the inclination of the cross-sectional outline. Therefore, the liquid crystal display device configured using the color filter of the present invention can provide a high-quality display without causing a problem of light leakage in dark display.

具体的には、本発明にかかる着色層の上で駆動液晶分子をスイッチング駆動させる場合については、画素内における水平・垂直配向が着色層界面側においても良好におこなわれることから、液晶セルを通過する透過光に所望の位相差量を与えることができる。また従来、着色層の上面を平坦化するために着色層と駆動液晶分子との間に塗工形成されていた保護層をインセル位相差層で置き換えることにより省略することができ、液晶表示装置製造のコストダウンに貢献することができる。   Specifically, in the case of driving the driving liquid crystal molecules on the colored layer according to the present invention, the horizontal / vertical alignment in the pixel is favorably performed on the interface side of the colored layer, so that it passes through the liquid crystal cell. A desired phase difference amount can be given to the transmitted light. Conventionally, a protective layer that has been applied between the colored layer and the driving liquid crystal molecules to flatten the upper surface of the colored layer can be omitted by replacing the protective layer with an in-cell retardation layer. Can contribute to cost reduction.

また本発明の着色層の上に塗布された架橋性液晶分子を垂直または水平に配向させ、これを固定化して位相差層を形成する場合についても同様であり、着色層界面側および層内における架橋性液晶分子の配向性が向上し、これを通過する透過光に所望の位相差量を与え、液晶表示装置の視野角拡大効果を所望に得ることができる。
またかかる場合も、着色層の上面を平坦化するための保護層を省略または有意に薄型化することが可能であり、液晶セルの薄膜化に貢献することができる。
The same applies to the case where the crosslinkable liquid crystal molecules applied on the colored layer of the present invention are aligned vertically or horizontally and fixed to form a retardation layer. The alignment property of the crosslinkable liquid crystal molecules is improved, and a desired phase difference amount is given to the transmitted light passing therethrough, so that the viewing angle expansion effect of the liquid crystal display device can be obtained as desired.
Also in this case, the protective layer for flattening the upper surface of the colored layer can be omitted or significantly reduced in thickness, which can contribute to thinning of the liquid crystal cell.

図1(a)は、上記本発明の効果を奏する好ましい着色層11を基材16上に備えるカラーフィルタ10を、着色部12(R),(B),(G)の繰り返し方向に切った垂直断面模式図である。
基材16上には画素幅に対応するピッチでBM14がストライプ状または格子状に配置され、隣接するBM14同士の間に着色部12(R)〜(G)を固定形成することで当該画素を赤(R)、青(B)、緑(G)に色付けする。隣接する三つの着色部があわさって一つの絵素が構成される。カラーフィルタ10が液晶表示装置の一例として液晶テレビに用いられる場合、各絵素は数十〜数百μmのオーダーとなり、携帯電話表示画面に用いられる場合は一般にこれよりも小さなものとなる。
FIG. 1A shows a color filter 10 provided with a preferred colored layer 11 having the above-described effects of the present invention on a base material 16 and cut in the repeating direction of colored portions 12 (R), (B), and (G). It is a vertical cross-sectional schematic diagram.
On the base material 16, BM14 is arrange | positioned by the pitch corresponding to a pixel width at stripe form or a grid | lattice form, and the said pixel is formed by fixing and forming the colored part 12 (R)-(G) between adjacent BM14. Color red (R), blue (B), and green (G). Three adjacent colored portions are combined to form one picture element. When the color filter 10 is used in a liquid crystal television as an example of a liquid crystal display device, each picture element is on the order of several tens to several hundreds of μm, and generally smaller than this when used in a mobile phone display screen.

同図(b)は、好ましい着色部12の外郭形状を示す模式図である。着色部12は外郭形状の全体が平坦である場合のほか、その幅方向の両端に上り(図示)または下り勾配がある場合についても、幅中央(CL)から片側35%、両側70%の幅範囲内(0.35W)にあたる平坦部24を幅方向に20乃至40等分してサンプリングした上面位置を結ぶ近似曲線の勾配が正と負の両方をもつ場合に、その外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜していないといえる。
特に図示の場合のように着色部12の幅方向両側にBM14が塗工形成されている場合や、幅方向に隣接する位置に他の着色部が予め塗工形成されている場合、着色部12はこれに乗り上げて両側に凸部22a,22bが形成されることがある。かかる場合についても幅中央(CL)から片側35%幅にあたる平坦部24の幅内について外郭の傾きが正から負、または負から正に反転する場合には、着色部12の上面に直接または間接に塗布される液晶分子50の配向が画素内でバランスして液晶表示装置の光漏れの問題が低減される。
FIG. 4B is a schematic diagram showing a preferred outer shape of the colored portion 12. The colored portion 12 has a width of 35% on one side and 70% on both sides from the center of the width (CL) in addition to the case where the entire outer shape is flat, as well as the case where there is an ascending (shown) or descending gradient at both ends in the width direction. When the slope of the approximate curve connecting the upper surface positions sampled by dividing the flat portion 24 corresponding to the range (0.35 W) into 20 to 40 parts in the width direction has both positive and negative, the outer shape is substantially It can be said that it is not inclined in one direction.
In particular, when the BM 14 is formed on both sides in the width direction of the colored portion 12 as in the case shown in the drawing, or when another colored portion is previously formed at a position adjacent to the width direction, the colored portion 12 is formed. Ride on this, and convex portions 22a and 22b may be formed on both sides. Also in such a case, if the inclination of the outline within the width of the flat portion 24 corresponding to 35% width on one side from the width center (CL) is reversed from positive to negative, or from negative to positive, directly or indirectly on the upper surface of the colored portion 12. The alignment of the liquid crystal molecules 50 applied to the liquid crystal is balanced within the pixel, and the problem of light leakage of the liquid crystal display device is reduced.

またさらに好ましい着色部12の外郭形状として、幅方向両端に凸部22a,22bが形成されている着色部12においても、凸部22a,22bの高さの差(H)が所定以下である場合には、当該外郭形状が実質的に左右対称であって液晶分子50の配向性がさらに画素内でバランスするため好ましい。
凸部22a,22bの高さの差(H)としては、画素幅(W)が150μm未満と比較的小さい場合は2500Å以下、画素幅(W)が150μm以上と比較的大きい場合は1700Å以下を好適値とする。画素幅が大きい場合は、凸部22a,22bの近傍における液晶分子50の配向の乱れを画素幅内の液晶分子50全体でバランスしようとする打ち消しあいの効果が弱まるため、両端の高低差(H)にはより厳しい許容値(1700Å)を要する。
なお本発明の上記目的を達成するにあたり、着色部12の幅方向両端に形成される凸部自体の高さは問題ではなく、両端の高低差(H)が小さいことが好ましい。したがって着色部12が幅方向の両側に予め設けられた他の色の着色部に乗り上げるなどしてその両側に高い凸部23a,23bが形成された場合も、その高低差(H)が上記好適値を満足している限り、当該画素全体では配向不良に起因する光漏れの問題は生じない。凸部23a,23b近傍に存在する液晶分子50の配向が局所的に不良となったとしても、図12における着色部12(G)と同様、当該着色部の外郭形状は左右対称であって画素単位では光漏れの問題を生じないためである。
Further, as a more preferable outer shape of the colored portion 12, also in the colored portion 12 in which the convex portions 22a and 22b are formed at both ends in the width direction, the height difference (H) between the convex portions 22a and 22b is not more than a predetermined value. For this reason, the outer shape is substantially symmetric, and the orientation of the liquid crystal molecules 50 is further balanced within the pixel.
The height difference (H) between the protrusions 22a and 22b is 2500 mm or less when the pixel width (W) is relatively small, less than 150 μm, and 1700 mm or less when the pixel width (W) is relatively large, 150 μm or more. A suitable value is set. When the pixel width is large, the effect of canceling the balance of the alignment of the liquid crystal molecules 50 in the vicinity of the projections 22a and 22b with the entire liquid crystal molecules 50 within the pixel width is weakened. Requires a tighter tolerance (1700 mm).
In order to achieve the above object of the present invention, the height of the convex portions formed at both ends in the width direction of the colored portion 12 is not a problem, and it is preferable that the difference in height (H) between both ends is small. Therefore, even when the high convex portions 23a and 23b are formed on both sides of the colored portion 12 by riding on the colored portions of other colors provided in advance on both sides in the width direction, the height difference (H) is preferable as described above. As long as the value is satisfied, the entire pixel does not have a problem of light leakage due to poor alignment. Even if the alignment of the liquid crystal molecules 50 existing in the vicinity of the convex portions 23a and 23b becomes locally poor, the outer shape of the colored portion is bilaterally symmetric like the colored portion 12 (G) in FIG. This is because the problem of light leakage does not occur in units.

なお本発明の説明においては便宜上、第一色の着色材料および着色部に対して赤色を意味する添字(R)を付し、第二色については青色を意味する(B)、第三色については緑色を意味する(G)をそれぞれ付しているが、着色層を構成する三色の色の選択や、その並び順はこれに限られるものではない。着色材料の三色の選択やその塗工順を相違させた場合についても、当業者であれば以下の説明に基づいて本発明を容易に実施可能である。   In the description of the present invention, for the sake of convenience, a subscript (R) meaning red is attached to the coloring material and colored portion of the first color, blue is meant for the second color (B), and the third color is concerned. Is attached with (G) meaning green, but the selection of the three colors constituting the colored layer and the arrangement order thereof are not limited to this. Those skilled in the art can easily implement the present invention based on the following explanations even when the selection of the three colors of coloring materials and the order of coating are different.

以下、着色部の幅方向断面の外郭形状が上記のように実質的に一方方向に偏って傾斜することなく、好ましくは実質的に左右対称となるためのカラーフィルタの製造方法について説明する。
本発明の製造方法としては、大別して
(1)幅方向の一方側のみに隣接して既に設けられている着色部に対して次に塗布された着色材料が乗り上げることを防止する、乗り上げ防止方法;
(2)塗布された着色材料が、同じく一方側に隣接して設けられている着色部に対して乗り上げる高さを見込んで、他方側に予め突起部を形成しておく、突起部形成方法;
(3)着色材料が塗布される下地層が、幅方向の片側にのみ既に着色部が形成されているという状態をそもそも回避すべく、三色の着色材料を擬似的に偶数色(六色)の着色材料とみなし、これを飛び飛びにパターニングしていく、六色パターニング方法;
(4)塗布された着色材料、またはこれを硬化してなる着色部を、後処理により所望の形状とする、後処理方法;
の4通りを挙げることができる。
以下、各方法について順に説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a color filter will be described in which the outer shape of the cross section in the width direction of the colored portion is preferably substantially symmetric without being inclined substantially in one direction as described above.
The production method according to the present invention is roughly classified as follows: (1) A climbing prevention method for preventing a colored material applied next from running on a colored portion that is already provided adjacent to only one side in the width direction. ;
(2) A projection forming method in which a projection is formed in advance on the other side in anticipation of a height at which the applied coloring material rides on a colored portion that is also provided adjacent to one side;
(3) In order to avoid the state in which the colored layer is already formed only on one side in the width direction of the undercoat layer to which the coloring material is applied, the three-color coloring material is artificially even-numbered (six colors) A six-color patterning method, in which it is regarded as a coloring material and patterned in a jumping manner;
(4) a post-treatment method in which the applied coloring material or a colored portion obtained by curing the material is formed into a desired shape by post-treatment;
There are four types.
Hereinafter, each method will be described in order.

<(1)乗り上げ防止方法>
図13を用いて既に説明した通り、第一色の着色部12(R)のみが塗工形成された基材16上に第二色の着色材料18(B)を塗布した場合、着色部12(R)への乗り上げによって第二色の着色部12(B)の断面外郭が一方方向に偏って傾斜することが問題となる。本発明においてはこれを防止するため、(i)第一色の着色部12(R)の上面と、これに乗り上げて塗布される第二色の着色材料18(B)の少なくとも一方を疎水性とする、(ii)第一色の着色部12(R)および第三色の着色部12(G)の固定形成には解像度の高いフォトリソグラフィー法を用い、第二色の着色材料18(B)の塗布にはインクジェット法を用いる、という二つの手段のいずれかを用いる。
<(1) How to prevent getting on>
As already described with reference to FIG. 13, when the coloring material 18 (B) of the second color is applied on the base material 16 on which only the coloring portion 12 (R) of the first color is applied and formed, the coloring portion 12 There is a problem that the cross-sectional outline of the colored portion 12 (B) of the second color is inclined in one direction by riding on (R). In order to prevent this in the present invention, at least one of (i) the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color and the colored material 18 (B) of the second color applied on the surface is hydrophobic. (Ii) A high-resolution photolithography method is used to fix the colored portion 12 (R) of the first color and the colored portion 12 (G) of the third color, and the colored material 18 (B ) Is applied by using one of two means of using an inkjet method.

なお便宜上、本実施形態において基材16に塗布される着色材料の順番は、第一色の着色材料18(R)、第二色の着色材料18(B)、第三色の着色材料18(G)の順とする。   For the sake of convenience, the order of the coloring materials applied to the substrate 16 in this embodiment is as follows: the first color coloring material 18 (R), the second color coloring material 18 (B), and the third color coloring material 18 ( G).

ここで一般に、
(あ)着色部の親水性の上面に対して親水性の着色材料を塗布した場合の両者の親和性、
(い)着色部の親水性の上面に対して疎水性の着色材料を塗布した場合の両者の親和性、
(う)着色部の疎水性の上面に対して親水性の着色材料を塗布した場合の両者の親和性、
(え)着色部の疎水性の上面に対して疎水性の着色材料を塗布した場合の両者の親和性、
の大小関係を比較すると下式(1)の関係となる。
Here in general,
(A) Affinity of both when a hydrophilic coloring material is applied to the hydrophilic upper surface of the colored portion,
(Ii) Affinity of both when the hydrophobic coloring material is applied to the hydrophilic upper surface of the colored portion,
(U) Affinity of both when a hydrophilic coloring material is applied to the hydrophobic upper surface of the colored portion,
(E) Affinity of hydrophobic coloring material applied to the hydrophobic upper surface of the colored part,
When the magnitude relation of is compared, the relation of the following expression (1) is obtained.

(式1)
(あ)>(え)>(い)>(う) (1)
(Formula 1)
(A)>(E)>(I)> (U) (1)

なお上記親和性と着色材料の乗り上げ高さとは正の相関がある。すなわち幅方向の一方側に隣接して着色部が既に形成された下地層に対して他の着色材料を塗布した場合、従来のカラーフィルタにおいてはこれらの着色部と着色材料とがともに親水性であることが一般的であった。このため、第二色の着色部12(B)の予定形成領域に対し、幅方向の一方側に第一色の着色部12(R)が厚肉に形成され、他方側に基材16が露出しているかまたはBM14が薄肉で形成されている下地層の場合、この上に第二色の着色材料18(B)を塗布すると、一方側(第一色側)への乗り上げが卓越して高い凸部23が形成されていた。   Note that there is a positive correlation between the affinity and the running height of the coloring material. In other words, when other coloring materials are applied to the base layer on which the colored portion is already formed adjacent to one side in the width direction, both the colored portion and the colored material are hydrophilic in the conventional color filter. It was common to be. For this reason, the colored portion 12 (R) of the first color is formed thick on one side in the width direction with respect to the planned formation region of the colored portion 12 (B) of the second color, and the substrate 16 is formed on the other side. In the case of an underlayer that is exposed or formed with a thin BM 14, when the second color coloring material 18 (B) is applied thereon, the running to one side (first color side) is outstanding. The high convex part 23 was formed.

なお上記(i)のうち、第一色の着色部12(R)の上面を疎水化する方法としては更に、
(i−1)第一色の着色材料18(R)に疎水性材料を混合して、着色部12(R)の上面と内部とをともに疎水化する方法(第一実施形態)、または
(i−2)親水性の着色材料18(R)をパターニングして固定化した着色部12(R)に、疎水性を有する疎水層を着色部12(R)の上面に被着形成する方法(第二実施形態)、
を採ることができる。
第二色の着色部12(B)および第三色の着色部12(G)については、これらを疎水性とするか親水性とするかで複数の選択が可能である。
Of the above (i), as a method of hydrophobizing the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color,
(I-1) A method in which a hydrophobic material is mixed with the coloring material 18 (R) of the first color and both the upper surface and the inside of the colored portion 12 (R) are made hydrophobic (first embodiment), or ( i-2) Method of depositing and forming a hydrophobic layer having hydrophobicity on the upper surface of the colored portion 12 (R) on the colored portion 12 (R) obtained by patterning and fixing the hydrophilic coloring material 18 (R) ( Second embodiment),
Can be taken.
The second color coloring portion 12 (B) and the third color coloring portion 12 (G) can be selected in a plurality of ways depending on whether they are hydrophobic or hydrophilic.

[第一実施形態:上記(i−1)について]
第一実施形態においては更に、
(i−1a)第一色の着色部12(R)を疎水性とし、第二色の着色材料18(B)を親水性とする;
(i−1b)第一色の着色部12(R)を親水性とし、第二色の着色材料18(B)を疎水性とする;
(i−1c)第一色の着色部12(R)と第二色の着色材料18(B)とをともに疎水性とする;
という三通りを選択することができる。
[First Embodiment: Regarding (i-1) above]
In the first embodiment,
(I-1a) The colored portion 12 (R) of the first color is made hydrophobic and the colored material 18 (B) of the second color is made hydrophilic;
(I-1b) The colored portion 12 (R) of the first color is made hydrophilic and the colored material 18 (B) of the second color is made hydrophobic;
(I-1c) The first colored portion 12 (R) and the second colored material 18 (B) are both hydrophobic;
You can choose three ways.

上記(i−1a)または(i−1b)とすることにより、第二色の着色材料18(B)の端部高さが第一色の着色部12(R)と隣接する一方側において低減され、予め着色部の設けられていない他方側の端部高さと平準化されることで、第二色の着色部12(B)が幅方向に左右対称となり、すなわち当該着色部の垂直断面の外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜することがない。
また上記(i−1c)とすることにより、上記(あ)の関係に立つ従来のカラーフィルタと比較して、同じく第二色の着色部12(B)における端部側高さが低減され、他方側の端部高さと平準化されることで、第二色の着色部12(B)における光漏れの問題を軽減することができる。
By setting the above (i-1a) or (i-1b), the end height of the second color coloring material 18 (B) is reduced on one side adjacent to the first color coloring portion 12 (R). The second colored portion 12 (B) is symmetrical in the width direction by leveling with the other end height not previously provided with the colored portion, that is, the vertical cross section of the colored portion. The outer shape does not substantially tilt in one direction.
Moreover, by setting it as said (i-1c), compared with the conventional color filter which stands in the relationship of said (a), the edge part side height in the colored part 12 (B) of the 2nd color is reduced similarly, By leveling with the height of the end on the other side, the problem of light leakage in the colored portion 12 (B) of the second color can be reduced.

ここで上記(i−1a)の場合、第三色の着色材料18(G)を親水性とすると、これをフォトリソグラフィー法でパターニングしてなる第三色の着色部12(G)において、第二色の着色部12(B)に隣接する側にのみ高い凸部が形成されて、第三色の着色部12(G)の外郭形状が一方方向に偏って傾斜してしまうという問題が生じてしまう。第一色の着色部12(R)に隣接する側においては、第三色(親水性)は第一色(疎水性)と互いに極性が相違することから上記(う)および上式(1)の関係により第三色の着色材料18(G)は乗り上げが小さくなるのに対し、第二色(親水性)とは極性が一致し、かつ上記(あ)によりもっとも互いの親和性が良好で乗り上げも大きくなるためである。
したがって(i−1a)の場合、第三色の着色材料18(G)を疎水性として、上記(え)の関係により第二色の着色部12(B)との親和性を低下させることが好ましい。
In the case of the above (i-1a), if the coloring material 18 (G) of the third color is made hydrophilic, the coloring material 12 (G) of the third color obtained by patterning the coloring material 18 (G) by the photolithography method A problem arises that a high convex portion is formed only on the side adjacent to the two-color colored portion 12 (B), and the outer shape of the third-color colored portion 12 (G) is inclined in one direction. End up. On the side adjacent to the colored portion 12 (R) of the first color, the third color (hydrophilicity) has a polarity different from that of the first color (hydrophobic). The third color coloring material 18 (G) has a smaller ride due to the above relationship, whereas the second color (hydrophilicity) has the same polarity and the above (a) has the best mutual affinity. This is because the ride will also increase.
Therefore, in the case of (i-1a), the coloring material 18 (G) of the third color is made hydrophobic, and the affinity with the colored portion 12 (B) of the second color can be lowered due to the relationship (ii) above. preferable.

着色材料18を疎水性とするには、フッ素樹脂などの疎水性材料をこれに混合すればよい。   In order to make the coloring material 18 hydrophobic, a hydrophobic material such as a fluororesin may be mixed therein.

また上記(i−1b)の場合についても、第三色の着色材料18(G)を疎水性とすることで、第一色への隣接側では上記(い)の関係となり、第二色への隣接側では上記(え)の関係となることから、これを固定化してなる第三色の着色部12(G)の幅方向両端における乗り上げ高さが平準化され、当該画素における垂直断面の外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜することがない。   In the case of the above (i-1b), the third color material 18 (G) is made hydrophobic, so that the relationship (ii) is established on the side adjacent to the first color, and the second color is changed. Therefore, the height of the third color coloring portion 12 (G), which is fixed on the side, is leveled at both ends in the width direction, and the vertical cross section of the pixel is The outer shape does not substantially tilt in one direction.

また上記(i−1c)の場合については、第三色の着色材料18(G)が親水性であっても疎水性であってもよい。これが親水性である場合は、第一色への隣接側、第二色の隣接側とも、上記(う)の関係となって乗り上げ高さが等しくなる。またこれが疎水性である場合も、第一色への隣接側、第二色への隣接側とも、上記(え)の関係となって幅方向両側の乗り上げ高さが等しくなる。
ただし第三色の着色材料18(G)を親水性とすることで、上記(う)および上式(1)の関係に基づき着色部12(G)の両端高さがより低減され、光透過領域内に形成される平坦部24(図13を参照)の幅が拡大し、液晶分子50の配向性がより良好となるため好ましい。
In the case of the above (i-1c), the coloring material 18 (G) of the third color may be hydrophilic or hydrophobic. When this is hydrophilic, the adjacent height to the first color and the adjacent side of the second color have the above relationship (iii) and the ride height is equal. Further, even when this is hydrophobic, the adjacent height to the first color and the adjacent side to the second color are equal to each other in the width direction, and the ride heights on both sides in the width direction are equal.
However, by making the coloring material 18 (G) of the third color hydrophilic, the height of both ends of the colored portion 12 (G) is further reduced based on the relationship of the above (U) and the above formula (1), and light transmission is achieved. This is preferable because the width of the flat portion 24 (see FIG. 13) formed in the region is increased and the orientation of the liquid crystal molecules 50 becomes better.

したがって本実施形態の着色層においては、三色のうち少なくとも二色の着色材料が疎水性であることが好ましく、特にこのうち二色のみが疎水性であることが好ましい。   Therefore, in the colored layer of the present embodiment, it is preferable that at least two of the three colors are hydrophobic, and it is particularly preferable that only two of these are hydrophobic.

[第二実施形態:上記(i−2)について]
第二実施形態にかかるカラーフィルタは、親水性の着色材料18を固定化してなる着色部12の上面に疎水層を被着することにより、次に塗布される他の色の着色材料18との親和性を上式(1)に基づいて低減するものである。具体的には上記(i−1a)や(i−1c)における第一色の着色材料18(R)を親水性としておき、これをパターン固定してなる着色部12(R)の上面に疎水層を形成するとよい。
[Second Embodiment: Regarding (i-2) above]
In the color filter according to the second embodiment, the hydrophobic layer is applied to the upper surface of the colored portion 12 formed by fixing the hydrophilic coloring material 18 so that the coloring filter 18 can be applied to the coloring material 18 of another color to be applied next. The affinity is reduced based on the above formula (1). Specifically, the coloring material 18 (R) of the first color in the above (i-1a) and (i-1c) is made hydrophilic, and the upper surface of the colored portion 12 (R) formed by pattern-fixing this is hydrophobic. A layer may be formed.

着色部12の上面に疎水層を形成するにあたっては、着色部12をフッ素ガス雰囲気下で常圧プラズマ処理するなどして着色部12自体を上面において疎水化する方法と、フッ素樹脂などの疎水性材料を含有する疎水性インキを着色部12の上面に塗布してこれを乾燥固定することで疎水膜を作製する方法とがある。   In forming a hydrophobic layer on the upper surface of the colored portion 12, a method of hydrophobizing the colored portion 12 itself on the upper surface by subjecting the colored portion 12 to atmospheric pressure plasma treatment in a fluorine gas atmosphere, and a hydrophobic property such as a fluororesin There is a method of producing a hydrophobic film by applying a hydrophobic ink containing a material to the upper surface of the colored portion 12 and drying and fixing it.

この場合、第二色および第三色の着色材料18(B),(G)の親水性・疎水性の選択は上記と同様である。したがって本実施形態の着色層においては、三色のうち少なくとも二色の着色部の上面が疎水性であることが好ましく、特にこのうち二色のみ、その上面が疎水性であることが好ましい。   In this case, the selection of the hydrophilicity / hydrophobicity of the coloring materials 18 (B) and (G) of the second color and the third color is the same as described above. Therefore, in the colored layer of the present embodiment, it is preferable that the upper surface of the colored portion of at least two of the three colors is hydrophobic, and it is particularly preferable that only the upper surface of only two colors is hydrophobic.

着色部12の上面に疎水層を形成して当該領域を疎水化することの目的は、その上に塗布される他の色の着色材料18との親和性を低下させて、当該着色部12に隣接して形成される他の色の着色部12の端部において高い凸部が形成されることを防ぐことにある。したがって疎水層は、当該着色部12の上面全体に形成されるほか、当該着色部12の上面のうち、上記他の色と隣接する一方側のみに形成してもよい。   The purpose of forming a hydrophobic layer on the upper surface of the colored portion 12 to make the region hydrophobic is to reduce the affinity with the coloring material 18 of other colors applied thereon, This is to prevent the formation of a high convex portion at the end portion of the colored portion 12 of another color formed adjacently. Accordingly, the hydrophobic layer may be formed on the entire upper surface of the colored portion 12 or may be formed only on one side of the upper surface of the colored portion 12 adjacent to the other color.

また本実施形態においては、所定の色の着色部12の上面に形成した疎水層を、後の工程において除去してもよい。具体的には以下の工程による。
本実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を図2に示す。
Moreover, in this embodiment, you may remove the hydrophobic layer formed in the upper surface of the coloring part 12 of a predetermined color in a subsequent process. Specifically, according to the following steps.
A manufacturing process of the color filter 10 according to the present embodiment is shown in FIG.

第一工程として、BM14によって基材16上に予定形成された有効表示領域を覆うように、親水性を有する第一色の着色材料18(R)を所定の厚さで塗布し(同図(a))、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして第一色の着色部12(R)を固定形成する(同図(b))。形成された第一色の着色部12(R)は、幅方向の両側にBM14が等しく形成された基材16上に塗工されるため、外郭形状は幅方向の両側に低い凸部22a,22bが形成され、幅中央近傍に平坦部24が形成されて左右対称となる。   As a first step, hydrophilic coloring material 18 (R) having a predetermined thickness is applied so as to cover the effective display area that is preliminarily formed on the base material 16 by the BM 14 (see FIG. a)), this is patterned by a photolithography method, and the colored portion 12 (R) of the first color is fixedly formed ((b) in the figure). Since the formed colored portion 12 (R) of the first color is applied on the base material 16 in which the BMs 14 are equally formed on both sides in the width direction, the outer shape is a low convex portion 22a on both sides in the width direction. 22b is formed, and a flat portion 24 is formed in the vicinity of the center of the width to be symmetrical.

第二工程として、第一色の着色部12(R)の上面全体に、または当該上面のうち第二色の着色部12(B)の予定形成側に、疎水性の疎水層26を形成する(同図(c))。疎水層26は、BM14の表面には形成されないことが好ましい。したがって本実施形態における疎水層26を、樹脂材料である着色部12(R)の上面をフッ素ガス雰囲気下での常圧プラズマ処理により疎水化して得る場合、BM14は当該処理によって疎水化されないよう、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等の遮光性または光吸収性を有する金属薄膜を基材16上にパターニングして形成しておくとよい。
また疎水層26は、着色部12(R)の上面のうち、図示のように全体に形成しても、第二色の着色部12(B)の予定形成領域に隣接する側にのみ形成してもよい。
As a second step, a hydrophobic hydrophobic layer 26 is formed on the entire upper surface of the first color coloring portion 12 (R) or on the planned formation side of the second color coloring portion 12 (B) on the upper surface. (FIG. (C)). It is preferable that the hydrophobic layer 26 is not formed on the surface of the BM 14. Therefore, when the hydrophobic layer 26 in this embodiment is obtained by hydrophobizing the upper surface of the colored portion 12 (R), which is a resin material, by atmospheric pressure plasma treatment in a fluorine gas atmosphere, the BM 14 is not hydrophobized by the treatment. 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 may be patterned on the substrate 16 in advance.
The hydrophobic layer 26 is formed only on the upper surface of the colored portion 12 (R) only on the side adjacent to the planned formation region of the colored portion 12 (B) of the second color even if it is formed as shown in the figure. May be.

第三工程として、着色部12(R)を含む有効表示領域を覆うように第二色の着色材料18(B)を所定の厚さで塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして第二色の着色部12(B)を固定形成する(同図(d))。このとき、第一色の着色部12(R)の上面は少なくとも第二色隣接側において疎水性であるため、第二色の着色材料18(B)は疎水層26の上に塗布されずに弾かれるか、または僅かな乗り上げ高さとなり、実質的にBM14に対してのみ乗り上げることとなる。したがって、マスク開口21を介して第二色の着色材料18(B)を露光硬化し、さらにエッチング除去してなる第二色の着色部12(B)の外郭形状は実質的に一方方向に偏ることがなく左右対称となる(同図(e))。   As a third step, the second color coloring material 18 (B) is applied with a predetermined thickness so as to cover the effective display area including the coloring portion 12 (R), and this is patterned by a photolithography method to be second. The colored portion 12 (B) is fixedly formed ((d) in the figure). At this time, since the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color is hydrophobic at least on the side adjacent to the second color, the colored material 18 (B) of the second color is not applied onto the hydrophobic layer 26. It will be struck, or it will be a slight ride-up height, and it will ride on only BM14 substantially. Therefore, the outer shape of the colored portion 12 (B) of the second color formed by exposing and curing the coloring material 18 (B) of the second color through the mask opening 21 and further etching away is substantially biased in one direction. It becomes symmetric without being (FIG. (E)).

第四工程として、第一色の着色部12(R)の上面に形成された疎水層を除去する。これにより第一色の着色部12(R)の上面が親水性となる。ただし、疎水層が第一色の着色部12(R)の上面のうち、第二色隣接側にのみに形成されている場合、第三色隣接側はもともと親水性であるため本工程は不要である。   As the fourth step, the hydrophobic layer formed on the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color is removed. Thereby, the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color becomes hydrophilic. However, when the hydrophobic layer is formed only on the second color adjacent side of the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color, this step is unnecessary because the third color adjacent side is originally hydrophilic. It is.

第五工程として、第一色および第二色の着色部12(R),(B)を含む有効表示領域を覆うように第三色の着色材料18(G)を所定の厚さで塗布し(同図(f))、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして第三色の着色部12(G)を固定形成する(同図(g))。このとき、第一色の着色部12(R),第二色の着色部12(B)ともその上面は親水性であるため、第三色の着色材料18(G)は幅方向の両側においてこれらの着色部に等しく乗り上げて比較的高い凸部23が形成され、幅中央には平坦部24が形成される。   As a fifth step, the third color coloring material 18 (G) is applied with a predetermined thickness so as to cover the effective display area including the colored portions 12 (R) and (B) of the first color and the second color. (Figure (f)), this is patterned by a photolithographic method, and the colored portion 12 (G) of the third color is fixedly formed (figure (g)). At this time, since the upper surfaces of both the first color coloring portion 12 (R) and the second color coloring portion 12 (B) are hydrophilic, the third color coloring material 18 (G) is present on both sides in the width direction. A relatively high convex portion 23 is formed on the colored portions, and a flat portion 24 is formed at the center of the width.

以上により、着色層11における第一色乃至第三色の着色部12の断面外郭形状をいずれも実質的に一方方向に偏らせることなく、左右対称とすることができる。   By the above, the cross-sectional outline shape of the colored part 12 of the 1st color thru | or 3rd color in the colored layer 11 can be made bilaterally symmetrical, without substantially biasing in one direction.

本実施形態に示すように、着色部12を構成する着色材料18とは異なる極性の層を着色部12の上面に積層形成した状態で他の色の着色材料を塗布することで、先に塗布されて固定化された着色材料と後に塗布された着色材料とが同一極性であっても、後に塗布された着色材料の乗り上げが防止される。これを第一色の着色材料18(R)と第二色の着色材料18(B)とに適用した場合、第三色の着色部12(G)の外郭形状を幅方向に左右対称とするためには、その幅方向両側に隣接する第一色および第二色の着色部12(R),(B)のうち少なくとも上面の極性を等しくする必要がある。   As shown in the present embodiment, by applying a color material of another color in a state where a layer having a polarity different from that of the color material 18 constituting the color part 12 is formed on the upper surface of the color part 12, the first color is applied. Even if the colored material thus fixed and the colored material applied later have the same polarity, the colored material applied later can be prevented from running. When this is applied to the first color coloring material 18 (R) and the second color coloring material 18 (B), the outer shape of the third color coloring portion 12 (G) is symmetrical in the width direction. For this purpose, it is necessary to make the polarities of at least the upper surfaces of the colored portions 12 (R) and (B) adjacent to both sides in the width direction equal.

かかる方法は二通りあり、ひとつには本実施形態のように、第一色の着色部12(R)の上面に形成した疎水層を、第二色の着色材料18(B)の塗工後、かつ第三色の着色材料18(G)の塗布前に除去するとよい。疎水層を除去するにあたっては、第一色の着色部12(R)のみ、または第一色および第二色の着色部(R),(B)をともに、疎水層の形成厚さ程度にその上面を削り加工すればよい。
ふたつには、第二色の着色部12(B)の固定化後に、その上にもまた疎水層を積層形成する方法である。すなわち第一色と第二色の着色部12(R),(B)の上面をともに疎水性にすることで、第三色の着色材料18(G)が幅方向の両側に対して乗り上げる高さが等しく抑えられる。
There are two such methods, one of which is that after applying the second color coloring material 18 (B) to the hydrophobic layer formed on the upper surface of the first color coloring portion 12 (R) as in this embodiment. And it is good to remove before application of coloring material 18 (G) of the 3rd color. When removing the hydrophobic layer, only the colored portion 12 (R) of the first color, or both the colored portions (R) and (B) of the first color and the second color are approximately equal to the formation thickness of the hydrophobic layer. The upper surface may be shaved.
Secondly, after fixing the colored portion 12 (B) of the second color, a hydrophobic layer is also laminated thereon. That is, the upper surfaces of the colored portions 12 (R) and (B) of the first color and the second color are both made hydrophobic, so that the colored material 18 (G) of the third color rides on both sides in the width direction. Are equally suppressed.

本実施形態のカラーフィルタ10の場合、第一色の着色部12(R)と第二色の着色部12(B)の両端は実質的にBM14にのみ乗り上げる形となり、第三色の着色部12(G)は既に形成された他の色の着色部12に乗り上げる形となる。したがって、有効表示領域における着色部の繰り返し方向(幅方向)のうち、もっとも端には最初または二番目に塗工される着色部(本実施形態では第一色または第二色の着色部(R),(B))を形成し、三番目に塗工される着色部(本実施形態では第三色の着色部(G))は端より二番目または三番目に塗工されるとよい。   In the case of the color filter 10 of the present embodiment, both ends of the first color coloring portion 12 (R) and the second color coloring portion 12 (B) are substantially ridden only on the BM 14, and the third color coloring portion. Reference numeral 12 (G) denotes a shape that rides on the colored portion 12 of another color that has already been formed. Therefore, among the repeated direction (width direction) of the colored portion in the effective display area, the colored portion (first color or second colored colored portion (R in this embodiment) that is applied first or second at the extreme end. ), (B)), and the third colored portion (the third colored portion (G) in this embodiment) is preferably applied second or third from the end.

[第三実施形態:上記(ii)について]
着色材料18を塗布する下地が幅方向の片側にのみ大きく突出していることに起因して当該着色材料18を固定化してなる着色部12が左右非対称となる本発明の課題を解決する方法として、本実施形態においては、第一色および第三色の着色部12(R),(G)の塗工形成にはフォトリソグラフィー法を用い、第二色の着色材料18(B)の塗布にはインクジェット法を用いる。これにより、フォトリソグラフィー法による着色部12の高解像度化と、インクジェット法による着色材料18の塗布形状の左右対称化を両立させることができる。
[Third Embodiment: Regarding (ii) above]
As a method for solving the problem of the present invention in which the colored portion 12 formed by fixing the coloring material 18 is asymmetrical due to the base on which the coloring material 18 is applied protruding greatly only on one side in the width direction, In the present embodiment, the photolithography method is used for the coating formation of the colored portions 12 (R), (G) of the first color and the third color, and the coloring material 18 (B) of the second color is applied. An ink jet method is used. Thereby, it is possible to achieve both high resolution of the colored portion 12 by the photolithography method and left-right symmetry of the application shape of the coloring material 18 by the ink jet method.

図3に、本実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。
同図(a)は、第一乃至第三色の予定形成位置13(R),(B),(G)がBM14によって区画形成された基材16の上面のうち全面または少なくとも有効表示領域を覆うように第一色の着色材料18(R)を塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第一色の予定形成位置13(R)に紫外線をパターン照射している状態を示す。
FIG. 3 shows a manufacturing process of the color filter 10 according to the present embodiment.
FIG. 4A shows the entire upper surface or at least the effective display area of the upper surface of the base material 16 in which the first to third color scheduled formation positions 13 (R), (B), and (G) are partitioned by the BM 14. A state in which the coloring material 18 (R) of the first color is applied so as to cover and ultraviolet rays are irradiated to the planned formation position 13 (R) of the first color through the mask opening 21 of the photomask 20 is shown.

同図(b)は、上記マスク露光における未露光部をエッチング除去して第一色の着色部12(R)を残存形成した状態を示す。着色部12(R)は、幅方向の両端がBM14に等しく乗り上げて比較的低い凸部22が突出形成され、その間に平坦部24が形成されて外郭形状が実質的に左右対称をなしている。   FIG. 5B shows a state in which the unexposed portion in the mask exposure is removed by etching to leave the colored portion 12 (R) of the first color. The colored portion 12 (R) has both ends in the width direction running on the BM 14 to form a relatively low convex portion 22, and a flat portion 24 is formed therebetween, so that the outer shape is substantially symmetrical. .

同図(c)は、第二色の予定形成位置13(B)にインクジェット法によって第二色の着色材料18(B)を塗布し、これを加熱または露光などによって硬化させて第二色の着色部12(B)を作製した状態を示す。
基材16上の任意位置にオンデマンドで着色材料18を塗布可能なインクジェット法により、第二色の予定形成位置13(B)の両側に配置されたBM14a,14bの間に第二色の着色材料18(B)を塗布することで、既に固定形成されている第一色の着色部12(R)の影響を受けず、第二色の着色部12(B)の外郭形状を左右対称化することができる。
In FIG. 8C, the second color coloring material 18 (B) is applied to the second color scheduled formation position 13 (B) by the ink jet method, and is cured by heating or exposure, so that the second color of the second color is formed. The state which produced the colored part 12 (B) is shown.
Coloring of the second color between the BMs 14a and 14b arranged on both sides of the predetermined formation position 13 (B) of the second color by an ink jet method capable of applying the coloring material 18 to an arbitrary position on the substrate 16 on demand. By applying the material 18 (B), the outer shape of the colored portion 12 (B) of the second color is symmetrized without being affected by the colored portion 12 (R) of the first color that has already been fixedly formed. can do.

本実施形態においては、第二色の着色材料18(B)はBM14a,14bにそれぞれ乗り上げるようにして塗布されている。これにより、予定形成位置13(B)におけるBM14a,14bの隣接域で、白色光が未着色のまま透過してしまう色抜けが生じない。
ただし、第二色の着色材料18(B)が第一色の着色部12(R)に乗り上げることを防止して本発明の目的を達成するため、塗布される第二色の着色材料18(B)は第一色の着色部12(R)と接触しないことが好ましく、BM14a,14bで挟まれる光透過領域内に、BM14a,14bの立面のうち内側にのみ接触するように塗布してもよい。
In the present embodiment, the coloring material 18 (B) of the second color is applied so as to ride on the BMs 14a and 14b. Thereby, in the adjacent region of the BMs 14a and 14b at the planned formation position 13 (B), no color loss occurs in which white light is transmitted without being colored.
However, in order to prevent the second color coloring material 18 (B) from riding on the first color coloring portion 12 (R) and achieve the object of the present invention, the second color coloring material 18 ( B) is preferably not in contact with the colored portion 12 (R) of the first color, and is applied so as to be in contact with only the inside of the vertical surfaces of the BMs 14a and 14b in the light transmission region sandwiched between the BMs 14a and 14b. Also good.

同図(d)は、第三色の着色材料18(G)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第三色の予定形成位置13(G)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、BM14、第一色および第二色の着色部12(R),(B)の形成領域においては着色材料18(G)がその粘性により膨出している。   In FIG. 6D, a third color coloring material 18 (G) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the planned formation position 13 (G) of the third color through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the coloring material 18 (G) bulges due to its viscosity in the formation region of the colored portions 12 (R) and (B) of the BM 14 and the first and second colors.

同図(e)は、着色材料18(G)の未露光部をエッチング除去して、第三色の着色部12(G)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(G)は、幅方向のうち、第二色隣接側(図中左方)についてはBM14および第二色の着色部12(B)に大きく乗り上げて、他方、第一色隣接側(図中右方)についてもBM14および着色部12(R)に大きく乗り上げてともに比較的高い凸部23が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。   FIG. 4E shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (G) is removed by etching, and the third color coloring portion 12 (G) remains on the substrate 16. The colored portion 12 (G) has a large ride on the BM 14 and the colored portion 12 (B) of the second color on the second color adjacent side (left side in the drawing) in the width direction, while the first color adjacent side. As for (right side in the figure), the BM 14 and the colored portion 12 (R) are both ridden greatly to form a relatively high convex portion 23, the outer shape is substantially symmetrical, and the flat portion 24 is formed at the center. ing.

本実施形態のカラーフィルタ10のように、第二色の着色部12(B)のみをインクジェット法によって塗工形成することで、第一色の着色部12(R)の影響を受けることがなく、また第三色の着色部12(G)についても、その両側に既に形成された第一色および第二色の着色部12(R),(B)に略同等に乗り上げさせることによって、各色の着色部12の外郭形状が実質的に一方方向に偏ることがない。   As in the color filter 10 of the present embodiment, only the colored portion 12 (B) of the second color is applied and formed by the inkjet method, so that it is not affected by the colored portion 12 (R) of the first color. In addition, the third color coloring portion 12 (G) is also mounted on the first color and the second color coloring portions 12 (R) and (B) already formed on both sides thereof by approximately equaling each color. The outer shape of the colored portion 12 is not substantially biased in one direction.

<(2)突起部形成方法>
[第四〜第六実施形態について]
基材上に順に塗工される三色の着色部のうち二番目に塗工される着色部において外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜することに起因する光漏れの問題を解決する第二の方法として、第二色の着色部12(B)の予定形成領域のうち、第三色の着色部12(G)の予定形成領域と隣接する側に、第一色の着色部12(R)の上面と面一の高さの突起部15を予め形成しておく、突起部形成方法を挙げる。
すなわち、第二色の着色材料18(B)が第一色の側に乗り上げることを予め見込んで、これと同等の乗り上げが生じるよう、第三色の側に突起部15を立設するのである。これにより、第二色の着色部12(B)はその幅方向両側について、一方は第一色の着色部12(R)に、他方は突起部15に、それぞれ等しく乗り上げることで、当該着色部の外郭形状が実質的に左右対称となり、すなわち実質的に一方方向に偏ることがない。
また第三色の着色材料18(G)についても、突起部15に対する乗り上げと、第一色の着色部12(R)への乗り上げとが幅方向の両側でほぼ等しく生じるため、第三色の着色部12(G)もまた実質的に左右対称となる。
<(2) Method for forming protrusions>
[About the fourth to sixth embodiments]
Solves the problem of light leakage caused by the outer shape being inclined in one direction substantially in one of the three colored portions to be applied sequentially on the substrate. As a second method, among the planned formation regions of the second color coloring portion 12 (B), the first color coloring portion 12 on the side adjacent to the third color coloring portion 12 (G). A protrusion forming method in which the protrusion 15 having the same height as the upper surface of (R) is formed in advance will be described.
That is, the second color material 18 (B) is expected to run on the first color side in advance, and the protruding portion 15 is erected on the third color side so that the same level of running occurs. . Accordingly, the colored portion 12 (B) of the second color is equally laid on both sides of the width direction, one on the colored portion 12 (R) of the first color and the other on the protruding portion 15. The outer shape of this is substantially bilaterally symmetric, that is, it is not substantially biased in one direction.
In addition, the third color coloring material 18 (G) also has almost the same height on the protrusion 15 and the first color coloring portion 12 (R) on both sides in the width direction. The colored portion 12 (G) is also substantially symmetrical.

したがって本発明において、着色層11の下層すなわち基材16と着色層11との間に設けられる突起部15の上端高さが第一色の着色部12(R)の上面と面一であるとは、塗工形成される第二色および第三色の着色部12(B),(G)の外郭形状がともに実質的に一方方向に偏ることがなく、その結果として、着色層11の上方に直接または間接に塗布されて所定方向に配向される液晶分子50が画素単位で配向不良を生じることがない状態をいう。換言すると上記面一とは、本発明のカラーフィルタが用いられる液晶表示装置に光漏れの問題が生じることがないという本発明の目的を果たす限りにおいて突起部15の上端と第一色の着色部12(R)の上面の高さが揃っていることをいい、数学的な厳密さで両者が同一の高さであることを要するものでないことは当業者にとって明らかである。   Therefore, in the present invention, the lower end of the colored layer 11, that is, the upper end height of the protrusion 15 provided between the base material 16 and the colored layer 11 is flush with the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color. The outer shapes of the colored portions 12 (B) and (G) of the second color and the third color to be formed are not substantially biased in one direction, and as a result, the upper side of the colored layer 11 The liquid crystal molecules 50 that are directly or indirectly applied to the liquid crystal molecules 50 and are aligned in a predetermined direction do not cause alignment defects in units of pixels. In other words, the above-mentioned flushness means that the upper end of the protrusion 15 and the colored portion of the first color are used as long as the object of the present invention is achieved that the liquid crystal display device using the color filter of the present invention does not have the problem of light leakage. It will be apparent to those skilled in the art that the top surface of 12 (R) is the same height, and that it does not require that both be the same height with mathematical rigor.

突起部15を立設する位置としては、第二色の着色部12(B)と第三色の着色部(G)との境界領域のうち、幅方向の中央であっても、第二色側または第三色側のいずれかに寄っていてもよい。第二色の着色部12(B)と第三色の着色部12(G)の外郭形状を同等とするためには、着色部12(B),(G)の境界領域の中央に突起部15を立設するとよい。
各色の着色部12の平面視形状が短冊状で着色層11がストライプ状である場合、突起部15も短冊状となる。また各色の着色部12の平面視形状が矩形状や三角形状で着色層11がマトリクス状である場合、突起部15もマトリクス状に配置される。
As the position where the protruding portion 15 is erected, the second color may be the center of the width direction in the boundary region between the colored portion 12 (B) of the second color and the colored portion (G) of the third color. It may be on either the side or the third color side. In order to make the outer shape of the colored portion 12 (B) of the second color and the colored portion 12 (G) of the third color equal, a protrusion at the center of the boundary region of the colored portions 12 (B) and (G) 15 may be erected.
When the planar shape of the colored portion 12 of each color is a strip shape and the colored layer 11 is a stripe shape, the protruding portion 15 is also a strip shape. Moreover, when the planar view shape of the colored portion 12 of each color is rectangular or triangular and the colored layer 11 is in a matrix shape, the protrusions 15 are also arranged in a matrix shape.

突起部15を光(可視光)透過性とするか、遮光性とするかについては、着色部12同士を区画する遮光性のBM14を基材16上に備えるか否か、および突起部15がBM14に掩蔽される位置に配置されるか否かによって選択される。
すなわち着色部12同士を区画するBM14を有しないカラーフィルタ10については、突起部15によって有効表示領域内に遮光部が形成されてしまうことを避けるため、突起部15は光透過性の樹脂材料などで作製することが好ましい。
一方、着色部12同士の間、特に第二色の着色部12(B)と第三色の着色部(G)との間にBM14を備えるカラーフィルタ10の場合であって、BM14による遮光域内に突起部15を立設する場合は、突起部15が光透過性であるか遮光性であるかを問わない。またBM14を備えるカラーフィルタ10の場合であって、突起部15が光透過領域に露出して立設される場合については、突起部15はアクリレート系樹脂やエポキシ系樹脂などの無色透明材料か、または当該露出領域に対応する着色部と同色系の透明材料により作製するとよい。
ここで突起部15が着色部12と同色系であるとは、カラーフィルタ10を用いた液晶表示装置による明表示に際し、突起部15を画素内に含む絵素におけるカラー表示に色シフトが生じたことが観察者に視認できない程度に近接した色相であることをいう。
またカラーフィルタ10を通過する可視光が突起部15と着色部12とで二度の着色を受けることとなるため、突起部15を着色部12と同色系の有色透明材料で作製する場合はその着色濃度を着色部12のそれよりも低くして、突起部15およびその上に形成される凸部22a,22bをともに通過する可視光が、平坦部24を通過する可視光と同等に着色されるよう調整することが好ましい。
As to whether the protrusion 15 is light (visible light) transmissive or light-shielding, whether or not the light-shielding BM 14 that separates the colored portions 12 is provided on the substrate 16, and the protrusion 15 is provided. It is selected depending on whether or not it is arranged at a position covered by the BM 14.
That is, for the color filter 10 that does not have the BM 14 that separates the colored portions 12, in order to prevent the light shielding portion from being formed in the effective display area by the protrusion 15, the protrusion 15 is made of a light-transmitting resin material or the like. It is preferable to produce by.
On the other hand, in the case of the color filter 10 including the BM 14 between the colored portions 12, particularly between the colored portion 12 (B) of the second color and the colored portion (G) of the third color, When the protruding portion 15 is erected, it does not matter whether the protruding portion 15 is light transmissive or light shielding. Further, in the case of the color filter 10 including the BM 14 and the protrusion 15 is erected while being exposed to the light transmission region, the protrusion 15 is a colorless transparent material such as an acrylate resin or an epoxy resin, Or it is good to produce with the transparent material of the same color system as the coloring part corresponding to the said exposure area | region.
Here, the protrusion 15 has the same color system as that of the colored portion 12. In the bright display by the liquid crystal display device using the color filter 10, a color shift occurs in the color display in the picture element including the protrusion 15 in the pixel. This means that the hues are close enough to be invisible to the observer.
In addition, since the visible light passing through the color filter 10 is colored twice at the projection 15 and the coloring portion 12, when the projection 15 is made of a colored transparent material having the same color as the coloring portion 12, The visible light passing through the projection 15 and the convex portions 22a and 22b formed thereon is colored in the same manner as the visible light passing through the flat portion 24 with the coloring density lower than that of the colored portion 12. It is preferable to adjust so that.

以下、第四実施形態として、
(iii−1)BM14を有しないカラーフィルタ10において本発明を実現するための着色層11の作製方法について、図4を用いて説明する。
つぎに、第五実施形態として、
(iii−2)BM14を備える本発明のカラーフィルタ10にであって、BM14による遮光域内に突起部15を立設した着色層11の作製方法(ii−2)について、図5を用いて説明する。
さらに、第六実施形態として、
(iii−3)BM14を備える本発明のカラーフィルタ10であって、BM14より露出した光透過領域に突起部15を立設した着色層11の作製方法(ii−3)について、図6を用いて説明する。
Hereinafter, as a fourth embodiment,
(Iii-1) A method for producing the colored layer 11 for realizing the present invention in the color filter 10 having no BM 14 will be described with reference to FIG.
Next, as a fifth embodiment,
(Iii-2) A method (ii-2) for producing the colored layer 11 provided with the protrusion 15 in the light shielding area of the BM 14 in the color filter 10 of the present invention including the BM 14 will be described with reference to FIG. To do.
Furthermore, as a sixth embodiment,
(Iii-3) A color filter 10 of the present invention including the BM 14, and a method (ii-3) for producing the colored layer 11 in which the protruding portion 15 is erected in the light transmission region exposed from the BM 14 will be described with reference to FIG. I will explain.

(第四実施形態:上記(iii−1)について)
図4(a)は、光透過性の基材16の上面に、無色透明材料からなる突起部15を立設した状態を示す断面図である。後述のように突起部15は第二色の着色部12(B)と第三色の着色部12(G)との境界に位置するため、これを通過する可視光の透過性を損なわず、また可視光に所望以外の色を与えることのないよう、無色透明とすることが好ましい。
(Fourth embodiment: (iii-1) above)
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state in which a protrusion 15 made of a colorless and transparent material is erected on the upper surface of the light-transmitting substrate 16. As will be described later, the protrusion 15 is located at the boundary between the second color coloring portion 12 (B) and the third color coloring portion 12 (G). Moreover, it is preferable to make it colorless and transparent so that visible light may not be given a color other than desired.

基材16には、アライメントマーク(図示せず)などを利用して、第一色〜第三色の着色部12(R),(B),(G)の塗工位置が予定形成されている。すなわち第一色の着色部12(R)の予定形成位置13(R)、第二色の着色部12(B)の予定形成位置13(B)、第三色の着色部12(G)の予定形成位置13(G)が基材16の幅方向に横並びに繰り返し仮想区画されている。突起部15はこのうち予定形成位置13(B)と13(G)との間に配置されている。   The base material 16 is preliminarily formed with coating positions of the colored portions 12 (R), (B), (G) of the first color to the third color using alignment marks (not shown). Yes. That is, the planned formation position 13 (R) of the colored portion 12 (R) of the first color, the planned formation position 13 (B) of the colored portion 12 (B) of the second color, and the colored portion 12 (G) of the third color. The planned formation position 13 (G) is repeatedly virtually divided side by side in the width direction of the base material 16. The protrusion 15 is disposed between the planned formation positions 13 (B) and 13 (G).

同図(b)は、基材16上面のうち全面または少なくとも有効表示領域を覆うように第一色の着色材料18(R)を塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第一色の予定形成位置13(R)に紫外線をパターン照射している状態を示す。   In FIG. 6B, the first color coloring material 18 (R) is applied so as to cover the entire upper surface or at least the effective display area of the upper surface of the substrate 16, and the first color is scheduled through the mask opening 21 of the photomask 20. A state in which ultraviolet rays are pattern-irradiated at the formation position 13 (R) is shown.

同図(c)は、上記マスク露光における未露光部をエッチング除去して第一色の着色部12(R)を残存形成した状態を示す。着色部12(R)は、基材16の上面形状と同様、幅方向にフラットであって外郭形状の全体が平坦部24である。
なお同図に示すように、突起部15の上端高さは第一色の着色部12(R)の上面と面一である。換言すると、予め決定された着色部12(R)の塗工厚さと同等高さとなるように、同図(a)に示す初期状態にて突起部15を基材16上に立設しておく。
FIG. 5C shows a state in which the unexposed portion in the mask exposure is removed by etching to leave the first colored portion 12 (R). The colored portion 12 (R) is flat in the width direction like the upper surface shape of the substrate 16, and the entire outer shape is the flat portion 24.
As shown in the drawing, the upper end height of the protrusion 15 is flush with the upper surface of the colored portion 12 (R) of the first color. In other words, the protrusion 15 is erected on the base material 16 in the initial state shown in FIG. 5A so as to have a height equal to the predetermined coating thickness of the colored portion 12 (R). .

同図(d)は、第二色の着色材料18(B)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第二色の予定形成位置13(B)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、着色部12(R)および突起部15の形成領域においては着色材料18(B)がその粘性により膨出している。   In FIG. 4D, the second color coloring material 18 (B) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the second color scheduled formation position 13 (B) through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the coloring material 18 (B) bulges due to its viscosity in the formation region of the coloring portion 12 (R) and the protruding portion 15.

同図(e)は、着色材料18(B)の未露光部をエッチング除去して、第二色の着色部12(B)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(B)は、幅方向のうち、第一色隣接側(図中左方)を着色部12(R)に乗り上げ、第三色隣接側(図中右方)を突起部15に乗り上げていずれも比較的低い凸部22が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。   FIG. 4E shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (B) is removed by etching, and the second color coloring portion 12 (B) remains on the substrate 16. The colored portion 12 (B) has the first color adjacent side (left side in the figure) on the colored portion 12 (R) in the width direction, and the third color adjacent side (right side in the figure) is the protrusion 15. A relatively low convex portion 22 is formed on each of them, the outer shape is substantially symmetrical, and a flat portion 24 is formed at the center.

同図(f)は、第三色の着色材料18(G)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第三色の予定形成位置13(G)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、着色部12(R),(B)および突起部15の形成領域においては着色材料18(G)がその粘性により膨出している。   In FIG. 5F, a third color coloring material 18 (G) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the planned formation position 13 (G) of the third color through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the colored material 18 (G) bulges due to its viscosity in the formation region of the colored portions 12 (R), (B) and the protruding portion 15.

同図(g)は、着色材料18(G)の未露光部をエッチング除去して、第三色の着色部12(G)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(G)は、幅方向のうち、第二色隣接側(図中左方)を突起部15および着色部12(B)に乗り上げ、第一色隣接側(図中右方)を着色部12(R)に乗り上げていずれも比較的低い凸部22が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。   FIG. 4G shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (G) is removed by etching, and the third color coloring portion 12 (G) is formed on the substrate 16. The colored portion 12 (G) rides the second color adjacent side (left side in the figure) on the protrusion 15 and the colored portion 12 (B) in the width direction, and the first color adjacent side (right side in the figure). A relatively low convex portion 22 is formed on the colored portion 12 (R), the outer shape is substantially symmetrical, and a flat portion 24 is formed at the center.

このように本実施形態にかかるカラーフィルタ10では、第二色の予定形成位置13(B)と第三色の予定形成位置13(G)との間に突起部15を予め立設しておくことで、その上に塗布される着色材料18(B)および(G)の乗り上げを所望に制御し、固定形成される着色部12(B),(G)の両端の高さを略同等とし、もって外郭形状を左右対称化している。   As described above, in the color filter 10 according to the present embodiment, the protrusion 15 is erected in advance between the planned formation position 13 (B) for the second color and the planned formation position 13 (G) for the third color. Thus, the running of the coloring materials 18 (B) and (G) applied thereon is controlled as desired, and the heights of both ends of the colored portions 12 (B) and (G) fixedly formed are made substantially equal. Therefore, the outer shape is symmetric.

(第五実施形態:上記(iii−2)について)
図5(a)は、光透過性の基材16の上面に、遮光性のBM14をストライプ状やマトリクス状などに塗工形成し、第一色乃至第三色の着色部12(R),(B),(G)の予定形成位置13(R),(B),(G)が区画された状態を示す。また第二色の予定形成位置13(B)と第三色の予定形成位置13(G)との間にあたるBM14の上には、突起部15が立設されている。
すなわち突起部15は、BM14による遮光域内に配置されている。したがって突起部15は光透過性材料であっても遮光性材料であってもよく、その色も任意である。
(Fifth embodiment: (iii-2) above)
FIG. 5A shows a case where a light-shielding BM 14 is applied and formed on the upper surface of a light-transmitting substrate 16 in a stripe shape or a matrix shape, and the colored portions 12 (R), (B), (G) shows a state where the scheduled formation positions 13 (R), (B), (G) are partitioned. Further, a projection 15 is provided on the BM 14 between the planned formation position 13 (B) for the second color and the planned formation position 13 (G) for the third color.
That is, the protrusion 15 is disposed in the light shielding area by the BM 14. Therefore, the protrusion 15 may be a light transmissive material or a light shielding material, and its color is also arbitrary.

同図(b)は、基材16上面のうち全面または少なくとも有効表示領域を覆うように第一色の着色材料18(R)を塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第一色の予定形成位置13(R)に紫外線をパターン照射している状態を示す。   In FIG. 6B, the first color coloring material 18 (R) is applied so as to cover the entire upper surface or at least the effective display area of the upper surface of the substrate 16, and the first color is scheduled through the mask opening 21 of the photomask 20. A state in which ultraviolet rays are pattern-irradiated at the formation position 13 (R) is shown.

同図(c)は、上記マスク露光における未露光部をエッチング除去して第一色の着色部12(R)を残存形成した状態を示す。着色部12(R)は、幅方向の両端がBM14に等しく乗り上げて、比較的低い凸部22が突出形成され、その間に平坦部24が形成されて外郭形状が実質的に左右対称をなしている。
なお同図に示すように、BM14の上に立設された突起部15の上端高さは、第一色の着色部12(R)のうち、BM14に乗り上がった凸部22における上面と面一である。換言すると、予め塗工形成された着色部12(R)のうち第二色隣接側の上面高さから、BM14の塗工厚さを減じた高さが、突起部15自体の高さと同等となるように、同図(a)に示す初期状態にて突起部15をBM14上に立設しておく。
FIG. 5C shows a state in which the unexposed portion in the mask exposure is removed by etching to leave the first colored portion 12 (R). The colored portion 12 (R) has both ends in the width direction running equally on the BM 14, a relatively low convex portion 22 is formed to protrude, and a flat portion 24 is formed therebetween, so that the outer shape is substantially symmetrical. Yes.
As shown in the figure, the height of the upper end of the protrusion 15 erected on the BM 14 is the upper surface and the surface of the convex portion 22 riding on the BM 14 out of the colored portion 12 (R) of the first color. It is one. In other words, the height obtained by subtracting the coating thickness of the BM 14 from the height of the upper surface on the side adjacent to the second color in the colored portion 12 (R) formed in advance is equal to the height of the protrusion 15 itself. Thus, the protrusion 15 is erected on the BM 14 in the initial state shown in FIG.

同図(d)は、第二色の着色材料18(B)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第二色の予定形成位置13(B)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、BM14、第一色の着色部12(R)および突起部15の形成領域においては着色材料18(B)がその粘性により膨出している。   In FIG. 4D, the second color coloring material 18 (B) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the second color scheduled formation position 13 (B) through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the coloring material 18 (B) bulges due to its viscosity in the formation region of the BM 14, the first color coloring portion 12 (R), and the protrusion 15.

同図(e)は、着色材料18(B)の未露光部をエッチング除去して、第二色の着色部12(B)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(B)は、幅方向のうち、第一色隣接側(図中左方)については、BM14および既に固定形成されている着色部12(R)に大きく乗り上げ、他方、第三色隣接側(図中右方)についても、BM14および突起部15に大きく乗り上げて比較的高い凸部23が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。   FIG. 4E shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (B) is removed by etching, and the second color coloring portion 12 (B) remains on the substrate 16. The colored portion 12 (B), on the side adjacent to the first color in the width direction (left side in the figure), largely rides on the BM 14 and the colored portion 12 (R) that is already fixedly formed, while the third color Also on the adjacent side (right side in the figure), a relatively high convex portion 23 is formed by greatly climbing over the BM 14 and the protruding portion 15, the outer shape is substantially symmetric, and a flat portion 24 is formed in the center. Yes.

同図(f)は、第三色の着色材料18(G)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第三色の予定形成位置13(G)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、BM14、第一色および第二色の着色部12(R),(B)ならびに突起部15の形成領域においては着色材料18(G)がその粘性により膨出している。   In FIG. 5F, a third color coloring material 18 (G) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the planned formation position 13 (G) of the third color through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the coloring material 18 (G) bulges due to its viscosity in the formation region of the BM 14, the colored portions 12 (R), (B) of the first color and the second color, and the protruding portion 15.

同図(g)は、着色材料18(G)の未露光部をエッチング除去して、第三色の着色部12(G)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(G)は、幅方向のうち、第二色隣接側(図中左方)をBM14および突起部15に大きく乗り上げて、他方、第一色隣接側(図中右方)についてもBM14および着色部12(R)に大きく乗り上げてともに比較的高い凸部23が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。   FIG. 4G shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (G) is removed by etching, and the third color coloring portion 12 (G) is formed on the substrate 16. The colored portion 12 (G) has a second color adjacent side (left side in the figure) on the BM 14 and the protrusion 15 in the width direction, and the first color adjacent side (right side in the figure) A relatively high convex portion 23 is formed on both the BM 14 and the colored portion 12 (R), and the outer shape is substantially symmetrical and a flat portion 24 is formed at the center.

このように本実施形態にかかるカラーフィルタ10では、第二色の予定形成位置13(B)と第三色の予定形成位置13(G)とを区画するBM14上に突起部15を予め立設しておくことで、その上に塗布される着色材料18(B)および(G)の乗り上げを所望に制御し、固定形成される着色部12(B),(G)の両端の高さを略同等とし、もって外郭形状を左右対称化している。またBM14による遮光領域内に突起部15を配置することからその材料が透明材料である必要がなく、これをBM14と同一の遮光性材料で作製することができる。すなわち本実施形態においては、突起部15とBM14とを一体に作製してもよい。
具体的には、第二色の予定形成位置13(B)と第三色の予定形成位置13(G)とを区画するBM14についてのみ、その外郭形状を階段状やL字状、テーパー状、厚肉の矩形状とするなどして、他のBM14よりも上端高さを高くすることで、突起部15の機能を当該BM14に併せもたせることができる。
したがってかかる場合、BM14はフォトリソグラフィー法やフレキソ印刷法などの印刷法によって黒色樹脂材料を基材16上に塗工形成するとよい。BM14を厚肉に形成することが可能であって、かつ所望の外郭形状に調整が可能なためである。
As described above, in the color filter 10 according to the present embodiment, the protrusion 15 is provided in advance on the BM 14 that partitions the planned formation position 13 (B) of the second color and the planned formation position 13 (G) of the third color. By doing so, the running of the coloring materials 18 (B) and (G) applied thereon is controlled as desired, and the heights of both ends of the colored portions 12 (B) and (G) fixedly formed are set. The outer shape is made symmetric with respect to each other. Further, since the protrusion 15 is disposed in the light shielding region by the BM 14, the material does not need to be a transparent material, and it can be made of the same light shielding material as the BM 14. That is, in the present embodiment, the protrusion 15 and the BM 14 may be manufactured integrally.
Specifically, only for the BM 14 that partitions the planned formation position 13 (B) of the second color and the planned formation position 13 (G) of the third color, the outer shape thereof is stepped, L-shaped, tapered, By making the upper end height higher than that of other BMs 14 by making it a thick rectangular shape or the like, the function of the protrusions 15 can be given to the BM 14.
Therefore, in such a case, the BM 14 may be formed by coating a black resin material on the substrate 16 by a printing method such as a photolithography method or a flexographic printing method. This is because the BM 14 can be formed thick and can be adjusted to a desired outer shape.

(第六実施形態:上記(iii−3)について)
図6(a)は、光透過性の基材16の上面に、遮光性のBM14をストライプ状やマトリクス状などに塗工形成し、第一色乃至第三色の着色部12(R),(B),(G)の予定形成位置13(R),(B),(G)が区画された状態を示す。また第二色の予定形成位置13(B)と第三色の予定形成位置13(G)との間にあたるBM14に対して、第二色の予定形成位置13(B)側に隣接して突起部15が立設されている。
すなわち突起部15は、BM14から露出した光透過領域内に配置されている。したがって突起部15は光透過性材料である必要があり、その色は無色または第二色と同色系である。
(6th embodiment: About said (iii-3))
FIG. 6A shows a case where a light-shielding BM 14 is applied and formed on the upper surface of a light-transmitting substrate 16 in a stripe shape or a matrix shape, and the colored portions 12 (R), (B), (G) shows a state where the scheduled formation positions 13 (R), (B), (G) are partitioned. Further, a protrusion adjacent to the second color planned formation position 13 (B) side with respect to the BM 14 between the second color planned formation position 13 (B) and the third color planned formation position 13 (G). Part 15 is erected.
That is, the protrusion 15 is disposed in the light transmission region exposed from the BM 14. Therefore, the protrusion 15 needs to be a light-transmitting material, and its color is colorless or the same color as the second color.

同図(b)は、基材16上面のうち全面または少なくとも有効表示領域を覆うように第一色の着色材料18(R)を塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第一色の予定形成位置13(R)に紫外線をパターン照射している状態を示す。   In FIG. 6B, the first color coloring material 18 (R) is applied so as to cover the entire upper surface or at least the effective display area of the upper surface of the substrate 16, and the first color is scheduled through the mask opening 21 of the photomask 20. A state in which ultraviolet rays are pattern-irradiated at the formation position 13 (R) is shown.

同図(c)は、上記マスク露光における未露光部をエッチング除去して第一色の着色部12(R)を残存形成した状態を示す。着色部12(R)は、幅方向の両端がBM14に等しく乗り上げて、比較的低い凸部22が突出形成され、その間に平坦部24が形成されて外郭形状が実質的に左右対称をなしている。
なお同図に示すように、BM14に隣接して立設された突起部15の上端高さは、第一色の着色部12(R)のうち、BM14に乗り上がった凸部22における上面と面一である。換言すると、予め塗工形成された着色部12(R)のうち第二色隣接側の上面高さと突起部15の高さとが同等となるように、同図(a)に示す初期状態にて突起部15をBM14に隣接して立設しておく。
FIG. 5C shows a state in which the unexposed portion in the mask exposure is removed by etching to leave the first colored portion 12 (R). The colored portion 12 (R) has both ends in the width direction running equally on the BM 14, a relatively low convex portion 22 is formed to protrude, and a flat portion 24 is formed therebetween, so that the outer shape is substantially symmetrical. Yes.
As shown in the figure, the height of the upper end of the protrusion 15 that is erected adjacent to the BM 14 is the upper surface of the convex portion 22 that rides on the BM 14 among the colored portions 12 (R) of the first color. It is the same. In other words, in the initial state shown in FIG. 5A, the height of the upper surface on the side adjacent to the second color and the height of the protrusion 15 are equal in the colored portion 12 (R) that has been coated and formed in advance. The protrusion 15 is erected adjacent to the BM 14.

同図(d)は、第二色の着色材料18(B)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第二色の予定形成位置13(B)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、BM14、第一色の着色部12(R)および突起部15の形成領域においては着色材料18(B)がその粘性により膨出している。   In FIG. 4D, the second color coloring material 18 (B) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the second color scheduled formation position 13 (B) through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the coloring material 18 (B) bulges due to its viscosity in the formation region of the BM 14, the first color coloring portion 12 (R), and the protrusion 15.

同図(e)は、着色材料18(B)の未露光部をエッチング除去して、第二色の着色部12(B)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(B)は、幅方向のうち、第一色隣接側(図中左方)については、BM14および既に固定形成されている着色部12(R)に大きく乗り上げ、他方、第三色隣接側(図中右方)についても、突起部15に大きく乗り上げて比較的高い凸部23が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。
また第二色の着色部12(B)の第三色隣接側(図中右方)は、突起部15を超えてBM14に至っている。これにより、後述する第三色の着色材料18(G)の下地となる着色部12(B)が、BM14上に塗工形成されることとなる。
FIG. 4E shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (B) is removed by etching, and the second color coloring portion 12 (B) remains on the substrate 16. In the width direction, the colored portion 12 (B) largely rides on the BM 14 and the colored portion 12 (R) that is already fixedly formed on the first color adjacent side (left side in the figure), while the third color Also on the adjacent side (right side in the figure), a relatively high convex portion 23 is formed by greatly climbing on the protrusion 15, the outer shape is substantially symmetrical, and a flat portion 24 is formed at the center.
Further, the third color adjacent side (right side in the drawing) of the colored portion 12 (B) of the second color reaches the BM 14 beyond the protruding portion 15. As a result, a colored portion 12 (B) serving as a base of a coloring material 18 (G) of a third color described later is applied and formed on the BM 14.

同図(f)は、第三色の着色材料18(G)を基材16上に塗布し、フォトマスク20のマスク開口21を通じて第三色の予定形成位置13(G)に紫外線をパターン照射している状態を示す。図示のように、BM14、第一色および第二色の着色部12(R),(B)ならびに突起部15の形成領域においては着色材料18(G)がその粘性により膨出している。   In FIG. 5F, a third color coloring material 18 (G) is applied onto the base material 16, and ultraviolet rays are irradiated to the planned formation position 13 (G) of the third color through the mask opening 21 of the photomask 20. Indicates the state of As shown in the drawing, the coloring material 18 (G) bulges due to its viscosity in the formation region of the BM 14, the colored portions 12 (R), (B) of the first color and the second color, and the protruding portion 15.

同図(g)は、着色材料18(G)の未露光部をエッチング除去して、第三色の着色部12(G)を基材16上に残存形成した状態を示す。着色部12(G)は、幅方向のうち、第二色隣接側(図中左方)をBM14および第二色の着色部12(B)に大きく乗り上げて、他方、第一色隣接側(図中右方)についてもBM14および着色部12(R)に大きく乗り上げてともに比較的高い凸部23が形成され、外郭形状が実質的に左右対称になるとともに中央に平坦部24が形成されている。   FIG. 4G shows a state in which the unexposed portion of the coloring material 18 (G) is removed by etching, and the third color coloring portion 12 (G) is formed on the substrate 16. The colored portion 12 (G) has a second color adjacent side (left side in the drawing) on the BM 14 and the second colored colored portion 12 (B) in the width direction, while the first color adjacent side ( As for the right side in the figure, the BM 14 and the colored portion 12 (R) are both ridden greatly to form a relatively high convex portion 23, the outer shape is substantially symmetrical, and the flat portion 24 is formed at the center. Yes.

このように本実施形態にかかるカラーフィルタ10では、第二色の予定形成位置13(B)と第三色の予定形成位置13(G)とを区画するBM14に隣接して突起部15を立設することによっても各色の着色部12の外郭形状を実質的に左右対称とすることができる。   As described above, in the color filter 10 according to the present embodiment, the protrusion 15 is provided adjacent to the BM 14 that partitions the planned formation position 13 (B) of the second color and the planned formation position 13 (G) of the third color. Also, the outer shape of the colored portion 12 of each color can be made substantially symmetrical.

また本実施形態については、予定形成位置13(B)と13(G)とを区画するBM14を挟むようにして幅方向の両側にそれぞれ突起部15を立設してもよい。すなわち当該BM14のうち第二色隣接側には無色透明または第二色と同色系の有色透明材料からなる第一の突起部15を配置し、同BM14のうち第三色隣接側には無色透明または第三色と同色系の有色透明材料からなる第二の突起部15(図示せず)を配置してもよい。   In the present embodiment, the protrusions 15 may be erected on both sides in the width direction so as to sandwich the BM 14 that partitions the scheduled formation positions 13 (B) and 13 (G). That is, the first protrusion 15 made of a colored transparent material that is colorless and transparent or of the same color as the second color is disposed on the side adjacent to the second color of the BM 14, and colorless and transparent on the side adjacent to the third color of the BM 14. Or you may arrange | position the 2nd projection part 15 (not shown) which consists of a colored transparent material of the same color system as a 3rd color.

上記第一〜第八実施形態の着色層11においては、幅方向に繰り返し配置される三色の着色部12(R),(B),(G)のうち、最初に固定形成される色の着色部が、基材に形成された有効表示領域における繰り返し方向のもっとも端に位置していることが好ましい。すなわち上記各実施形態の着色層11は、これを構成する各色の着色部12の幅方向両端が乗り上げる下地層の高さを同等にする点で共通するものであるが、有効表示領域のもっとも端においては繰り返し方向の一方側にのみ着色部12が並び配置され、他方側には着色部12が配置されない場合があるため、当該もっとも端に位置する着色部12に関しては前記一方側にのみ凸部が大きく突出する虞があるためである。   In the colored layer 11 of the first to eighth embodiments, of the three colored portions 12 (R), (B), and (G) that are repeatedly arranged in the width direction, the color that is fixedly formed first. It is preferable that the colored portion is located at the extreme end in the repeating direction in the effective display area formed on the substrate. That is, the colored layer 11 of each of the above embodiments is common in that the height of the underlying layer on which both ends in the width direction of the colored portions 12 of the respective colors constituting the same are made equal, but is the extreme end of the effective display area. In some cases, the colored portions 12 are arranged side by side only on one side in the repeating direction, and the colored portions 12 are not arranged on the other side. Therefore, the colored portion 12 located at the extreme end is convex only on the one side. This is because there is a possibility of projecting greatly.

図7は、三色の着色部12(R),(B),(G)を幅方向(図中左右方向)に並べ配置して着色層11を作製する状態を示す工程図である。
上記各実施形態においては、同図(a)に示すように基材16の上面にBM14が分散配置されて有効表示領域28および各色の予定形成位置13(R),(B),(G)が区画されている。同図の場合、有効表示領域28の左端から順に青色、緑色、赤色の順に着色部12が繰り返し配置される。したがって有効表示領域28の右端には赤色の着色部12が位置することとなる。
FIG. 7 is a process diagram showing a state in which the colored layer 11 is produced by arranging the three colored portions 12 (R), (B), and (G) in the width direction (left-right direction in the drawing).
In each of the above-described embodiments, as shown in FIG. 6A, the BMs 14 are dispersedly arranged on the upper surface of the base material 16 so that the effective display area 28 and the planned formation positions 13 (R), (B), (G) of the respective colors Is partitioned. In the case of the drawing, the colored portions 12 are repeatedly arranged in order of blue, green, and red in order from the left end of the effective display area 28. Accordingly, the red colored portion 12 is located at the right end of the effective display area 28.

最初に固定形成される第一色の着色部12の形成位置としては、上述のように有効表示領域28のもっとも端が好ましい。したがって同図(b)に示すように、有効表示領域28の幅方向の一方の端(同図では右端が選択されている)に、第一色の着色部として着色部12(R)が固定形成されている。   As the formation position of the colored portion 12 of the first color that is fixedly formed first, the most end of the effective display area 28 is preferable as described above. Accordingly, as shown in FIG. 4B, the colored portion 12 (R) is fixed as the first colored portion at one end in the width direction of the effective display area 28 (the right end is selected in the same figure). Is formed.

ここで上記第一〜第六実施形態にかかる着色層11の場合、二番目に固定形成される着色部12を右端から二番目にあたる緑色とすると、最後に固定形成される着色部が青色となり、有効表示領域28の左端において着色部12(B)の外郭形状が左右非対称となる虞がある。有効表示領域28の左端においては、それよりも左方に他の着色部12が存在しないため、左端から二番目に位置する緑色の着色部12(G)にのみ端部が大きく乗り上げて比較的高い凸部23が形成されるためである。
したがって二色目としては、同図(c)に示すように、有効表示領域28の幅方向の他方の端(同図では左端)に配置すべき色の着色部12を選択するとよい。左端の画素については、その両側のいずれにも他の色の着色部12が固定形成されていないため、着色部12(B)はBM14のみに等しく乗り上げて外郭形状が実質的に左右対称となる。
また有効表示領域28の左端以外の位置に形成される着色部12(B)についても、上記第一〜第六実施形態の各方法の作用によって実質的に左右対称の外郭形状となる。
Here, in the case of the colored layer 11 according to the first to sixth embodiments, when the colored portion 12 fixedly formed second is green, which is the second color from the right end, the colored portion fixedly formed last is blue, There is a possibility that the outer shape of the colored portion 12 (B) becomes asymmetrical at the left end of the effective display area 28. At the left end of the effective display area 28, there is no other colored portion 12 on the left side of the effective display area 28. Therefore, the end portion of the effective display area 28 is relatively large with only the green colored portion 12 (G) positioned second from the left end. This is because the high convex portion 23 is formed.
Therefore, as the second color, as shown in FIG. 5C, it is preferable to select the colored portion 12 to be arranged at the other end in the width direction of the effective display area 28 (the left end in the figure). As for the leftmost pixel, since the colored portions 12 of other colors are not fixedly formed on either side of the pixel, the colored portion 12 (B) rides only on the BM 14 and the outer shape is substantially symmetrical. .
Further, the colored portion 12 (B) formed at a position other than the left end of the effective display area 28 also has a substantially symmetrical outer shape by the action of the methods of the first to sixth embodiments.

すなわち上記第一〜第六実施形態においては、第一色目の着色部12と、第二色目の着色部12として、有効表示領域28のそれぞれ両端に配置される色を選択することが好ましい。   That is, in the first to sixth embodiments, it is preferable to select colors arranged at both ends of the effective display area 28 as the first colored portion 12 and the second colored portion 12.

<(3)六色パターニング方法>
[第七および第八実施形態について]
基材上に順に塗工される三色の着色部のうち二番目に塗工される着色部において外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜することに起因する光漏れの問題を解決する第三の方法として、三色の着色材料を擬似的に偶数色(六色)の着色材料とみなし、これを飛び飛びにパターニングしていく、六色パターニング方法を挙げる。
すなわち本実施形態は、幅方向の隣接する片側にのみ着色部が既に形成されている位置には新たな着色部を固定形成せず、幅方向の両側にいずれも着色部が形成されているか、またはいずれもこれが形成されていない位置にのみ新たな着色部を固定形成していく方法である。かかる方法は、三回(奇数回)のフォトリソグラフィー法によるパターニングでは不可能であるが、三色の着色材料を仮想的に六色とみなし、各色二回ずつのフォトリソグラフィー工程をおこなうことでこれが可能となる。
<(3) Six-color patterning method>
[About the seventh and eighth embodiments]
Solves the problem of light leakage caused by the outer shape being inclined in one direction substantially in one of the three colored portions to be applied sequentially on the substrate. As a third method, there is a six-color patterning method in which three-color coloring materials are regarded as pseudo-even-numbered (six-color) coloring materials and patterned in a jumping manner.
That is, in the present embodiment, a colored portion is not formed at a position where a colored portion is already formed only on one side adjacent in the width direction, and a colored portion is formed on both sides in the width direction. In either case, a new colored portion is fixedly formed only at a position where this is not formed. Such a method is impossible by patterning by three times (odd number of times) of photolithography, but this is considered by virtually considering the three color materials as six colors and performing the photolithography process twice for each color. It becomes possible.

すなわち、例えばRGBの三色カラーフィルタの場合についていえば、赤(R)→青(B)→緑(G)→赤(R)→青(B)→緑(G)・・・と繰り返し並ぶ着色部12を、赤1(R1)→青1(B1)→緑1(G1)→赤2(R2)→青2(B2)→緑2(G2)→赤1(R1)・・・とみなし、赤1を繰り返し順の6n+1番目、青1を6n+2番目、緑1を6n+3番目、赤2を6n+4番目、青2を6n+5番目、緑2を6n+6番目の位置に塗工する。nは0以上の整数である。ただしここでいう1番目とは、着色部12が繰り返し配置される有効表示領域の幅方向の端を意味するものでは必ずしもない。   That is, for example, in the case of an RGB three-color filter, red (R) → blue (B) → green (G) → red (R) → blue (B) → green (G)... The coloring portion 12 is changed to red 1 (R1) → blue 1 (B1) → green 1 (G1) → red 2 (R2) → blue 2 (B2) → green 2 (G2) → red 1 (R1). Assuming that red 1 is applied in the order of 6n + 1, blue 1 is applied 6n + 2, green 1 is applied 6n + 3, red 2 is applied 6n + 4, blue 2 is applied 6n + 5, and green 2 is applied 6n + 6. n is an integer of 0 or more. However, the term “first” does not necessarily mean the end in the width direction of the effective display area where the colored portions 12 are repeatedly arranged.

ここで、6n+1番目(赤1)を最初に塗工したとすると、次に6n+3番目(緑1)または6n+5番目(青2)を塗工する。
続けて、既に塗工された着色部の間にあたる6n+2番目(青1)もしくは6n+4番目(緑2)を塗工するか、または、両側にまだ着色部が塗工されていない6n+5番目(青2)もしくは6n+3番目(緑1)を塗工するのである。
以降も同様に、両側に既に着色部が形成されている位置か、または両側にいずれも着色部が形成されていない位置を選択して、フォトリソグラフィー法により新たな着色部をパターニングしてゆけばよい。
Here, if the 6n + 1th (red 1) is applied first, then the 6n + 3th (green 1) or 6n + 5th (blue 2) is applied.
Subsequently, 6n + 2 (blue 1) or 6n + 4 (green 2), which is between the already applied colored parts, is applied, or 6n + 5th (blue 2) where the colored parts are not yet applied on both sides. ) Or 6n + 3rd (green 1).
In the same manner, a position where a colored portion is already formed on both sides or a position where no colored portion is formed on both sides is selected and a new colored portion is patterned by a photolithography method. Good.

具体的には以下の三通りの塗工順を採ることができる。
(iv−1)6n+1番目(赤1)→6n+3番目(緑1)→6n+5番目(青2)の順に塗工し、以降は任意順で残余の着色部(青1,赤2,緑2)を塗工する。
(iv−2)6n+1番目(赤1)→6n+3番目(緑1)の順に塗工し、続けて6n+2番目(青1)と6n+5番目(青2)とを同時に塗工し、以降は任意順で残余の着色部(赤2,緑2)を塗工する。
(iv−3)6n+1番目(赤1)→6n+3番目(緑1)→6n+2番目(青1)→6n+5番目(青2)の順に塗工し、以降は任意順で残余の着色部(赤2,緑2)を塗工する。
Specifically, the following three coating orders can be taken.
(Iv-1) 6n + 1th (red 1) → 6n + 3th (green 1) → 6n + 5th (blue 2) In this order, the remaining colored portions (blue 1, red 2, green 2) are arbitrarily ordered thereafter. Apply.
(Iv-2) 6n + 1 (red 1) → 6n + 3 (green 1) in order, then 6n + 2 (blue 1) and 6n + 5 (blue 2) are applied simultaneously, and then in any order Apply the remaining colored parts (red 2, green 2).
(Iv-3) 6n + 1 (red 1) → 6n + 3 (green 1) → 6n + 2 (blue 1) → 6n + 5 (blue 2) , Apply green 2).

ただし上記(iv−1)〜(iv−3)においては、第一番目には赤1を塗工し、第二番目には緑1を塗工するものとしている。上記のように赤1の次には青2を塗工してもよいが、青2(6n+5番目)は赤1を基準として緑1(6n+3番目)の鏡面対象位置にあたることから、第二番目に青2を塗工する場合は、以降の着色部も赤1を基準として上記(iv−1)〜(iv−3)と鏡面対象の位置に塗工すればよい。
すなわち着色材料の三色の色の選択やその並び順が任意である本発明においては、第一番目に6n+1番位置の着色部を塗工し第二番目に6n+3番位置の着色部を塗工すると表現することと、第一番目に6n+1番位置の着色部を塗工し第二番目に6n+5番位置の着色部を塗工すると表現することとが同じ意味であることは当業者にとって明らかである。
However, in the above (iv-1) to (iv-3), red 1 is applied to the first and green 1 is applied to the second. As described above, blue 2 may be applied next to red 1, but blue 2 (6n + 5th) is the mirror surface target position of green 1 (6n + 3) with respect to red 1; When blue 2 is applied, the subsequent colored portions may also be applied to the positions of the above (iv-1) to (iv-3) and the mirror surface with reference to red 1.
That is, in the present invention in which the selection of the three colors of the coloring material and the arrangement order thereof are arbitrary, the colored portion at the 6n + 1 position is applied first, and the colored portion at the 6n + 3 position is applied second. Then, it is obvious to those skilled in the art that the expression means that the colored portion at the position 6n + 1 is applied first and the colored portion at the position 6n + 5 is applied secondly. is there.

(第七実施形態について)
上記(iv−1)および(iv−2)の工程について、図8を用いて説明する。
同図(a)は、6n+1番目の位置に赤1にあたる着色部12(R1)をフォトリソグラフィー法によって塗工形成した状態を示す。なお、同図の左端を6n+1番位置とし、右に向かって6n+2番位置、6n+3番位置、・・・、6n+6番位置と設定する。
なお、基材16上にはBM14が配置されて、各色の着色部の予定形成位置を区画している。したがって着色部12(R1)は、幅方向の両側がBM14に乗り上げて比較的低い凸部22が等しく形成され、その外郭形状が左右対称に形成されている。
(About the seventh embodiment)
The steps (iv-1) and (iv-2) will be described with reference to FIG.
FIG. 6A shows a state in which a colored portion 12 (R1) corresponding to red 1 is applied and formed by a photolithography method at the 6n + 1th position. Note that the left end of the figure is the 6n + 1 position, and is set to the 6n + 2 position, 6n + 3 position,..., 6n + 6 position toward the right.
In addition, BM14 is arrange | positioned on the base material 16, and the scheduled formation position of the coloring part of each color is divided. Accordingly, the colored portion 12 (R1) has both sides in the width direction riding on the BM 14 and the relatively low convex portions 22 are formed equally, and the outer shape thereof is formed symmetrically.

同図(b)は、同図(a)に続けて、6n+3番目の位置に、緑1にあたる着色部12(G1)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示す。
同図(c)は、同図(b)に続けて、6n+5番目の位置に、青2にあたる着色部12(B2)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示す。
これにより、まず奇数番目の位置に着色部12がすべて飛び飛びに塗工されたこととなる。また着色部12(G1),(B2)は、いずれも両端がBM14に等しく乗り上げて比較的低い凸部22が形成されて外郭形状は実質的に左右対称となる。
FIG. 6B shows a state in which the colored portion 12 (G1) corresponding to green 1 is applied and formed by the photolithography method at the 6n + 3rd position following FIG.
FIG. 6C shows a state where the colored portion 12 (B2) corresponding to blue 2 is applied and formed by the photolithography method at the 6n + 5th position, following FIG.
As a result, all the colored portions 12 are first applied at odd positions. The colored portions 12 (G1) and (B2) both have the same height on both ends of the BM 14 to form a relatively low convex portion 22, and the outer shape is substantially symmetrical.

同図(d−1)は、同図(c)に続けて、6n+2番目の位置に、青1にあたる着色部12(B1)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示す。ただし青1と青2とはともに青色であることから、同図(c)の状態を経ることなく、同図(b)に続けて6n+2番目と6n+5番目の位置に、ともに青色である着色部12(B1)と着色部12(B2)とをフォトリソグラフィー法にて同時に塗工形成することができる。これによりフォトリソグラフィー法の繰り返し回数を1回減ずることができる。   (D-1) shows a state in which the colored portion 12 (B1) corresponding to blue 1 is applied and formed by the photolithography method at the 6n + 2nd position, following (c) in FIG. However, since both blue 1 and blue 2 are blue, the colored portion that is both blue at the 6n + 2 and 6n + 5 positions following (b) without passing through the state of FIG. 12 (B1) and the colored portion 12 (B2) can be simultaneously formed by photolithography. As a result, the number of repetitions of the photolithography method can be reduced by one.

同図(d−2)および(d−3)は、同図(c)の状態を経由した場合に、続けて6n+4番目の位置に赤2にあたる着色部12(R2)をフォトリソグラフィー法にて塗工した状態、および同じく同図(c)の状態に続けて6n+6番目の位置に緑2にあたる着色部12(G2)を塗工した状態を示す。   (D-2) and (d-3) of FIG. 6 show that the colored portion 12 (R2) corresponding to red 2 is continuously formed by the photolithography method at the 6n + 4th position when the state shown in FIG. The coated state and the state where the colored portion 12 (G2) corresponding to green 2 is coated at the 6n + 6th position after the state of FIG.

同図(e−1)は、同図(d−1)に続けて6n+4番目の位置に赤2にあたる着色部12(R2)をフォトリソグラフィー法にて塗工した状態、または同図(d−2)に続けて6n+2番目の位置に青1にあたる着色部12(B1)を塗工した状態を示す。   FIG. 6E-1 shows a state in which the colored portion 12 (R2) corresponding to red 2 is applied by the photolithography method at the 6n + 4th position following FIG. Following 2), the colored portion 12 (B1) corresponding to blue 1 is applied at the 6n + 2nd position.

同図(e−2)は、同図(d−1)に続けて6n+6番目の位置に緑2にあたる着色部12(G2)をフォトリソグラフィー法にて塗工した状態、または同図(d−3)に続けて6n+2番目の位置に青1にあたる着色部12(B1)を塗工した状態を示す。   (E-2) shows a state in which the colored portion 12 (G2) corresponding to green 2 is applied by the photolithography method at the 6n + 6th position following FIG. (D-1), or (d− The state where the colored portion 12 (B1) corresponding to blue 1 is applied to the 6n + 2nd position following 3) is shown.

同図(e−3)は、同図(d−2)に続けて6n+6番目の位置に緑2にあたる着色部12(G2)をフォトリソグラフィー法にて塗工した状態、または同図(d−3)に続けて6n+4番目の位置に青1にあたる着色部12(B1)を塗工した状態を示す。   FIG. 6E-3 shows a state where the colored portion 12 (G2) corresponding to green 2 is applied by the photolithography method at the 6n + 6th position after FIG. 6D-2, or FIG. Following 3), the colored portion 12 (B1) corresponding to blue 1 is applied at the 6n + 4th position.

着色部12(B1),(R2),(G2)はいずれも、幅方向両側に予め塗工形成された着色部12に大きく乗り上げるため、その幅方向両端に比較的高い凸部23が形成されるが、両端高さは等しくなるため外郭形状は実質的に左右対称である。   Since all of the colored portions 12 (B1), (R2), and (G2) ride on the colored portions 12 that are previously formed on both sides in the width direction, relatively high convex portions 23 are formed at both ends in the width direction. However, since the heights at both ends are equal, the outer shape is substantially symmetrical.

同図(f)は、すべての着色部12がフォトリソグラフィー法にて塗工されて着色層11が作製された状態を示す。図示のように、6n+1,6n+3,6n+5番目に位置する着色部12はその両側のBM14に幅方向の左右が等しく乗り上げて比較的低い凸部22が突出形成され、6n+2,6n+4,6n+6番目に位置する着色部12はその両側のBM14および他の着色部12に幅方向の左右が等しく乗り上げて比較的高い凸部23が突出形成され、いずれの着色部12も外郭形状が実質的に左右対称となる。   FIG. 5F shows a state where the colored layer 11 is manufactured by coating all the colored portions 12 by the photolithography method. As shown in the figure, the colored portion 12 located at the 6n + 1, 6n + 3, 6n + 5th position has a relatively low convex portion 22 protruding on the BM 14 on both sides thereof in the width direction, and is located at the 6n + 2, 6n + 4, 6n + 6th position The colored portions 12 that run on the BM 14 and the other colored portions 12 on both sides of the colored portions 12 run equally on the left and right in the width direction so that relatively high convex portions 23 are formed so that the outer shape of each colored portion 12 is substantially symmetrical. Become.

(第八実施形態について)
上記(iv−3)の工程について、図9を用いて説明する。
同図(a)および(b)は上記第七実施形態と共通である。同図(c)は、同図(b)に続けて、6n+2番目の位置に、青1にあたる着色部12(B1)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示す。
同図(d)は、同図(c)に続けて、6n+5番目の位置に、青2にあたる着色部12(B2)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示すものである。
同図(e−1)は、同図(d)に続けて、6n+4番目の位置に、赤2にあたる着色部12(R2)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示すものである。
同図(e−2)は、同図(d)に続けて、6n+6番目の位置に、緑2にあたる着色部12(G2)をフォトリソグラフィー法にて塗工形成した状態を示すものである。
同図(f)は、すべての着色部12がフォトリソグラフィー法にて塗工されて着色層11が作製された状態を示す。
(About the eighth embodiment)
The step (iv-3) will be described with reference to FIG.
FIGS. 7A and 7B are common to the seventh embodiment. FIG. 8C shows a state in which the colored portion 12 (B1) corresponding to blue 1 is applied and formed at the 6n + 2 position by the photolithography method, following FIG.
FIG. 4D shows a state where the colored portion 12 (B2) corresponding to blue 2 is applied and formed by the photolithography method at the 6n + 5th position following FIG.
FIG. 8E-1 shows a state where the colored portion 12 (R2) corresponding to red 2 is applied and formed at the 6n + 4th position by the photolithography method, following FIG.
FIG. 8E-2 shows a state where the colored portion 12 (G2) corresponding to the green 2 is applied and formed by the photolithography method at the 6n + 6th position, following FIG.
FIG. 5F shows a state where the colored layer 11 is manufactured by coating all the colored portions 12 by the photolithography method.

以上のように、6n+1番目、6n+3番目に次いで、6n+2番目に位置する着色部12を形成し、続けて6n+4〜6番目のうち、下地層の状態が幅方向の両側で等しい状態にある6n+5番目に着色部12を形成することによっても、着色層11を構成するすべての着色部12の外郭形状をそれぞれ実質的に左右対称とすることができる。なお本実施形態についても、同図(c)の状態を経由せず、同図(b)の状態から青1および青2にあたる着色部12(B1),(B2)を同時に形成することにより、同図(d)の状態にいたることができる。   As described above, after the 6n + 1th and 6n + 3th, the colored portion 12 located at the 6n + 2nd is formed, and among the 6n + 4 to 6th, the 6n + 5th in which the state of the underlayer is the same on both sides in the width direction By forming the colored portions 12 on the outer surfaces, the outer shapes of all the colored portions 12 constituting the colored layer 11 can be made substantially symmetrical. In this embodiment, the colored portions 12 (B1) and (B2) corresponding to blue 1 and blue 2 from the state of FIG. The state shown in FIG.

<(4)後処理方法>
[第九実施形態について]
基材上に順に塗工される三色の着色部のうち二番目に塗工される着色部において外郭形状が実質的に一方方向に偏って傾斜することに起因する光漏れの問題を解決する第四の方法として、塗布された着色材料、またはこれを硬化してなる着色部に後処理を施すことにより当該偏りを解消する処理方法を挙げる。
かかる方法として具体的には、(v−1)基材16上に形成された他の色の着色部12に乗り上げることによって生じる着色材料18を平滑化する方法や、(v−2)固定形成された着色部12からの凸部22,23の突出を削除する方法を挙げることができる。
上記(v−1)として具体的には、未硬化の着色材料18をドクターブレードによりレベリングするか、または着色材料18の粘度を所望に調整するなどの方法を採りうる。
上記(v−2)として具体的には、塗工形成された着色層11を押圧して凸部22,23を潰す方法や、着色層11の表面にラビング処理を施して凸部22,23を切除する方法を挙げることができる。
<(4) Post-processing method>
[About the ninth embodiment]
Solves the problem of light leakage caused by the outer shape being inclined in one direction substantially in one of the three colored portions to be applied sequentially on the substrate. As a fourth method, there is a processing method for eliminating the unevenness by applying post-processing to the applied coloring material or a colored portion obtained by curing the applied coloring material.
Specifically, as such a method, (v-1) a method of smoothing the coloring material 18 generated by riding on the colored portion 12 of another color formed on the substrate 16, or (v-2) fixed formation The method of deleting the protrusion of the convex parts 22 and 23 from the colored part 12 made can be mentioned.
Specifically, as the above (v-1), an uncured coloring material 18 may be leveled with a doctor blade, or the viscosity of the coloring material 18 may be adjusted as desired.
Specifically, as the above (v-2), a method of crushing the projected portions 22 and 23 by pressing the coated colored layer 11 or a rubbing treatment on the surface of the colored layer 11 to project the projected portions 22 and 23. Can be mentioned.

<カラーフィルタについて>
以下、本発明のカラーフィルタの構成について、さらに詳しく説明する。
図10は、上記本実施形態にかかる着色層11を備えるカラーフィルタ10の断面模式図である。カラーフィルタ10の積層構成、および各構成に好ましい材料について以下説明する。
<About color filters>
Hereinafter, the configuration of the color filter of the present invention will be described in more detail.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a color filter 10 including the colored layer 11 according to the present embodiment. The laminated structure of the color filter 10 and preferred materials for each structure will be described below.

本実施形態のカラーフィルタ10は、上記に説明のように光透過性の基材16の上面(図中上方)に、有効表示領域および画素を区画形成する遮光性のBM14と、隣り合うBM14に跨るようにして三色の着色部12(R),(B),(G)が幅方向(図中左右方向)に繰り返し配置されてなる着色層11とを備えている。
また着色層11の上面には、重合性液晶分子を所定方向に配向させた状態で互いに架橋重合して固定化してなる位相差層30が積層されている。図示のように本実施形態のカラーフィルタ10では、位相差層30を構成する液晶分子50(重合性液晶分子32)は垂直配向しており、その分子軸は基材16の法線方向を向いている。
また位相差層30の上面には、液晶セルを構成する駆動液晶分子を配向させるための水平配向膜34が積層されている。
As described above, the color filter 10 of the present embodiment has a light-shielding BM 14 that partitions and forms an effective display region and pixels on the upper surface (upper side in the drawing) of the light-transmitting substrate 16, and adjacent BMs 14. A colored layer 11 in which three colored portions 12 (R), (B), and (G) are repeatedly arranged in the width direction (left and right direction in the figure) is provided so as to straddle.
On the upper surface of the colored layer 11, there is laminated a retardation layer 30 formed by cross-linking and fixing the polymerizable liquid crystal molecules aligned in a predetermined direction. As shown in the figure, in the color filter 10 of the present embodiment, the liquid crystal molecules 50 (polymerizable liquid crystal molecules 32) constituting the retardation layer 30 are vertically aligned, and the molecular axes thereof are oriented in the normal direction of the substrate 16. ing.
A horizontal alignment film 34 for aligning driving liquid crystal molecules constituting the liquid crystal cell is laminated on the upper surface of the retardation layer 30.

(基材について)
基材16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表示装置に用いる場合には、基材は無アルカリガラスであることが好ましい。基材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 base material)
The substrate 16 is preferably configured to have optical isotropy, and a glass substrate, a film, or the like having optical transparency can be arbitrarily used. In particular, when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device, the base 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、遮光性また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.

本発明においては、上記第五および第六実施形態を除き、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、配向不良の領域が上記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、光漏れや、色づき不良の問題が表示パネル上に表れることが防止され得る点で好ましい。   In the present invention, except for the fifth and sixth embodiments, BM formation is arbitrary. However, even if alignment failure occurs in the critical region between the colored portions due to the presence of the BM, if the alignment failure region is within the BM region in plan view, transmission through the alignment failure region is attempted. Since light is blocked, it is preferable in that light leakage and coloring problems can be prevented from appearing on the display panel.

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/cm)、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、予め透明基材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。 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, and post-baking at 200 ° C. for 30 minutes to produce a black matrix substrate Can do. 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 base material in advance.

(着色部および着色材料について)
本発明における三色の着色部は、上記に例示のように赤色、青色、緑色とするほか、イエロー、シアン、マゼンタなどを適宜選択して用いることができる。以下に赤色、青色、緑色の着色部および各色の着色材料に関してそれぞれ説明する。
(About coloring parts and coloring materials)
The three colored portions in the present invention are red, blue, and green as exemplified above, and yellow, cyan, magenta, and the like can be appropriately selected and used. Hereinafter, the red, blue, and green coloring portions and the coloring materials of the respective colors will be described.

1)赤色着色部
赤色着色部12(R)を形成する赤色着色材料18(R)の塗膜厚みは、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〜4μmの範囲内であることが好ましく、特に1μm〜3μm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、形状が逆テーパー形状となってしまったりして好ましくなく、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。
1) Red colored portion The coating thickness of the red colored material 18 (R) forming the red colored portion 12 (R) varies depending on the required color reproducibility and the composition of the red colored portion to be laminated. In general, the thickness of the red colored portion is preferably in the range of 1 μm to 4 μm, more preferably in the range of 1 μm to 3 μm. When the film thickness is thicker than the above range, for example, curing and patterning by photolithography method is not successful, and fine unevenness is generated on the colored portion surface, or the shape becomes reverse tapered, which is not preferable. If it is thinner than the above 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.

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.

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 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、赤色着色材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 red coloring material include diisopropyl ether, n-pentane, diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl 3-ethoxypropionate, diglyme, and butyl carbitol. And organic solvents such as

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.

2)緑色着色部
緑色着色部12(G)を形成する緑色着色材料18(G)の塗膜厚みは、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〜4μmの範囲内、好ましくは1μm〜3μm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。
2) Green coloring part Although the coating-film thickness of the green coloring material 18 (G) which forms the green coloring part 12 (G) changes with required color reproducibility and the composition of the green coloring part laminated | stacked, it is different. Generally, the film thickness of the green colored portion is usually in the range of 1 μm to 4 μm, preferably in the range of 1 μm to 3 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、緑色着色材料を塗布し、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。
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 green colored portion formed in the present invention is formed by applying a green coloring material and drying it, followed by pattern exposure and development in the same manner as the above layer. The coating material is mainly composed of a binder resin such as a green pigment, a yellow pigment, and 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.

3)青色着色部
青色着色部12(B)を形成する青色着色材料18(B)の塗膜厚みは、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、青色着色部の膜厚は、通常1μm〜4μmの範囲内、好ましくは1μm〜3μm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。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。
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。
3) Blue colored portion The coating thickness of the blue colored material 18 (B) forming the blue colored portion 12 (B) varies depending on the required color reproducibility and the composition of the green colored portion to be laminated. In general, the thickness of the blue colored portion is usually in the range of 1 μm to 4 μm, preferably in the range of 1 μm to 3 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. A purple pigment may be added to the blue colored portion in order to adjust the color tone.
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.

(位相差層について)
位相差層30を構成する架橋性液晶材料の配向方向を所望の方向に設計して形成することのできる位相差層の種類としては、液晶分子を垂直配向(ホメオトロピック配向)させて固定化することにより、液晶分子の光軸が位相差層の法線方向を向くとともに常光線屈折率よりも大きな異常光線屈折率を位相差層の法線方向に有する、いわゆる正のCプレートが挙げられる。また別の態様では、位相差層30は、液晶分子の光軸が位相差層と並行するとともに常光線屈折率よりも大きな異常光線屈折率を位相差層の面内方向に有する、いわゆる正のAプレートであってもよい。またさらには、液晶分子の光軸を位相差層と並行として、法線方向に螺旋構造をとったコレステリック配向とすることにより、位相差層全体として常光線屈折率よりも小さな異常光線屈折率を位相差層の法線方向とした、いわゆる負のCプレートであってもよい。さらには、負の複屈折異方性を有するディスコティック液晶を、その光軸を位相差層の面内方向に有する、負のAプレートとすることも可能である。またさらに位相差層30は、該層に対して斜めであってもよく、またはその角度が層に垂直な方向で変化しているハイブリッド配向プレートであってもよい。
(About retardation layer)
As a kind of the retardation layer that can be formed by designing the alignment direction of the crosslinkable liquid crystal material constituting the retardation layer 30 in a desired direction, the liquid crystal molecules are vertically aligned (homeotropic alignment) and fixed. Thus, there is a so-called positive C plate in which the optical axis of the liquid crystal molecules faces the normal direction of the retardation layer and has an extraordinary ray refractive index larger than the ordinary ray refractive index in the normal direction of the retardation layer. In another aspect, the retardation layer 30 is a so-called positive layer in which the optical axis of liquid crystal molecules is parallel to the retardation layer and has an extraordinary ray refractive index larger than the ordinary ray refractive index in the in-plane direction of the retardation layer. A plate may be sufficient. Furthermore, by making the optical axis of the liquid crystal molecules parallel to the phase difference layer and adopting a cholesteric orientation having a helical structure in the normal direction, the entire phase difference layer has an extraordinary ray refractive index smaller than the ordinary ray refractive index. It may be a so-called negative C plate that is in the normal direction of the retardation layer. Further, the discotic liquid crystal having negative birefringence anisotropy may be a negative A plate having its optical axis in the in-plane direction of the retardation layer. Still further, the retardation layer 30 may be inclined with respect to the layer, or may be a hybrid alignment plate whose angle changes in a direction perpendicular to the layer.

位相差層30は、上述した正もしくは負のCプレートやAプレート、またはハイブリッド配向プレートのいずれか一つのプレートからなる層であってもよいが、これらを組み合わせて積層してなる層であってもよい。例えば、基材16の上面に、正のAプレート、正のCプレートを順に積層して位相差層30を構成してもよい。あるいは、基材16の上面に、まず正のAプレートを形成し、次いで上記した着色層11を形成し、さらに着色層11の上面に正のCプレートを形成してもよい。位相差層30として可能な正もしくは負のCプレートやAプレート、またはハイブリッド配向プレートは、従来公知の方法により適宜、透明着色層上に形成することができる。   The retardation layer 30 may be a layer made of any one of the positive or negative C plate, A plate, or hybrid alignment plate described above, but is a layer formed by combining these layers. Also good. For example, the retardation layer 30 may be configured by sequentially laminating a positive A plate and a positive C plate on the upper surface of the substrate 16. Alternatively, a positive A plate may be first formed on the upper surface of the substrate 16, then the colored layer 11 described above may be formed, and a positive C plate may be further formed on the upper surface of the colored layer 11. A positive or negative C plate, A plate, or hybrid alignment plate that can be used as the retardation layer 30 can be appropriately formed on the transparent colored layer by a conventionally known method.

具体的には、位相差層30を形成するために、まず、基材上に架橋性液晶材料の含有する液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を形成させる。上記液晶組成物の塗布には、例えばグラビア印刷法、オフセット印刷法、凸版印刷法、スクリーン印刷法、転写印刷法、静電印刷法、無版印刷法といった各種印刷方法や、グラビアコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、バーコート法、ディップコート法、キスコート法、スプレーコート法、ダイコート法、コンマコート法、インクジェット法、スピンコート法、スリットコート法などの方法といった塗工方法やこれらを組合せた方法を適宜用いることができる。   Specifically, in order to form the retardation layer 30, first, a liquid crystal composition contained in a crosslinkable liquid crystal material is applied onto a substrate to form a liquid crystal coating film. For the application of the liquid crystal composition, for example, gravure printing method, offset printing method, relief printing method, screen printing method, transfer printing method, electrostatic printing method, plateless printing method, gravure coating method, roll Coating methods such as coating methods, knife coating methods, air knife coating methods, bar coating methods, dip coating methods, kiss coating methods, spray coating methods, die coating methods, comma coating methods, ink jet methods, spin coating methods, slit coating methods, etc. Or a combination of these methods can be used as appropriate.

次いで、減圧乾燥して溶剤成分を除去し、上記液晶塗布膜に含有される架橋性液晶材料を所望の方向に配向せしめた後、紫外線や電子線などを照射し、あるいは熱照射して上記所望の方向に配向している架橋性液晶材料を重合させて位相差層とすることができる。ただし、本発明における位相差層の形成方法はこれに限定されるものではなく、従来公知の方法であって、基材面に、架橋性液晶が所望の方向に配向した状態で重合させ固定させることが出来る方法であれば、いずれの方法を採用しても良い。   Subsequently, the solvent component is removed by drying under reduced pressure, and the crosslinkable liquid crystal material contained in the liquid crystal coating film is oriented in a desired direction, and then irradiated with ultraviolet rays, electron beams, or the like, or irradiated with heat. A cross-linkable liquid crystal material oriented in the direction can be polymerized to form a retardation layer. However, the method for forming the retardation layer in the present invention is not limited to this, and is a conventionally known method, in which the crosslinkable liquid crystal is polymerized and fixed on the base material surface in a desired direction. Any method may be adopted as long as it can be used.

例えば、液晶塗布膜を正のCプレートとしての機能を有する位相差層30となす場合には、液晶塗布膜中の架橋性液晶材料をホメオトロピック配向させて架橋性液晶材料同士を重合させる。架橋性液晶材料にホメオトロピック配向を付与することは、赤外線で加熱する手段などを用いて液晶塗布膜を加熱して、その液晶塗布膜の温度を、その中に含まれる架橋性液晶が液晶相となる温度(液晶相温度)以上、架橋性液晶が等方相(液体相)となる温度未満にすることで実施できる。   For example, when the liquid crystal coating film is to be the retardation layer 30 having a function as a positive C plate, the crosslinkable liquid crystal materials are polymerized by homeotropic alignment of the crosslinkable liquid crystal material in the liquid crystal coating film. Giving homeotropic alignment to a crosslinkable liquid crystal material means that the liquid crystal coating film is heated by means of heating with infrared rays, etc., and the temperature of the liquid crystal coating film is changed so that the crosslinkable liquid crystal contained therein has a liquid crystal phase. The temperature (liquid crystal phase temperature) is equal to or higher than the temperature at which the crosslinkable liquid crystal becomes the isotropic phase (liquid phase).

また、液晶塗布膜中で配向を付与された架橋性液晶材料同士の重合(架橋重合)は、液晶組成物に含まれる光重合開始剤の感光波長の光を液晶塗布膜の表面に照射することで進行させることができる。このとき、液晶塗布膜に照射される光の波長は、液晶組成物の吸収波長に応じて適宜選択されるが、一般的には200〜500nm程度である。なお、液晶塗布膜に照射される光は、単色光に限らず、光重合開始剤の感光波長を含む一定の波長域を持った光であってもよい。尚、液晶塗布膜を位相差層30となすにあたり、液晶塗布膜に光を照射して架橋性液晶材料の架橋重合反応を進行させたうえ、さらに、オーブンなどを用いて液晶塗布膜の焼成が行われてもよい。このような焼成を行うことで、位相差層30に含まれる架橋性液晶材料の重合反応を促進させることができる。
このように、液晶塗布膜に含まれる架橋性液晶材料が重合されることによって、該架橋性液晶材料が所望の方向に配向した状態で固定された位相差層30が形成される。
In addition, polymerization (crosslinking polymerization) between crosslinkable liquid crystal materials provided with alignment in the liquid crystal coating film is to irradiate the surface of the liquid crystal coating film with light having a photosensitive wavelength of a photopolymerization initiator contained in the liquid crystal composition. You can proceed with. At this time, the wavelength of light applied to the liquid crystal coating film is appropriately selected according to the absorption wavelength of the liquid crystal composition, but is generally about 200 to 500 nm. The light applied to the liquid crystal coating film is not limited to monochromatic light, and may be light having a certain wavelength range including the photosensitive wavelength of the photopolymerization initiator. In addition, in making the liquid crystal coating film into the retardation layer 30, the liquid crystal coating film is irradiated with light to advance the crosslinking polymerization reaction of the crosslinkable liquid crystal material, and the liquid crystal coating film is further baked using an oven or the like. It may be done. By performing such baking, the polymerization reaction of the crosslinkable liquid crystal material included in the retardation layer 30 can be promoted.
As described above, the crosslinkable liquid crystal material contained in the liquid crystal coating film is polymerized to form the retardation layer 30 in which the crosslinkable liquid crystal material is fixed in a desired orientation.

<架橋性液晶材料について>
位相差層30を構成するための液晶材料として、正の複屈折異方性を有する液晶材料としては、棒状構造を有するネマチック液晶が、また、負の複屈折異方性を有する液晶材料としては、円盤状構造を有するディスコティック液晶を用いることができる。これらの液晶材料としては、液晶モノマー、液晶オリゴマー、もしくは液晶ポリマーがある。尚、本発明では、便宜的にこられの液晶材料を総称して液晶分子という場合がある。
<Crosslinkable liquid crystal material>
As a liquid crystal material for constituting the retardation layer 30, a nematic liquid crystal having a rod-like structure is used as a liquid crystal material having positive birefringence anisotropy, and a liquid crystal material having negative birefringence anisotropy is used. A discotic liquid crystal having a disk-like structure can be used. These liquid crystal materials include liquid crystal monomers, liquid crystal oligomers, or liquid crystal polymers. In the present invention, these liquid crystal materials may be collectively referred to as liquid crystal molecules for convenience.

上記液晶分子の配向状態を保持したまま硬化させることが可能である点で、紫外線や電子線等の電離放射線の照射により重合して硬化する、重合性の液晶分子、特に架橋性液晶モノマーであるものを用いることが好ましい。液晶分子の複屈折Δnと位相差層の厚みにより、リタデーション量および配向特性が決定されるため、Δnは0.03〜0.15程度であることが好ましい。   It is a polymerizable liquid crystal molecule, particularly a cross-linkable liquid crystal monomer, which is polymerized and cured by irradiation with ionizing radiation such as ultraviolet rays and electron beams in that it can be cured while maintaining the alignment state of the liquid crystal molecules. It is preferable to use one. Since retardation amount and alignment characteristics are determined by the birefringence Δn of the liquid crystal molecules and the thickness of the retardation layer, Δn is preferably about 0.03 to 0.15.

上記位相差層を形成する際に用いられる液晶組成物に含有される液晶材料としては、より具体的には、その分子構造中に不飽和二重結合を有し、液晶状態で三次元架橋することにより、その液晶構造を固定化できる重合性液晶材料が考えられる。ここで、重合性液晶材料としては、下記(化1)〜(化11)に包含される化合物を一種または二種以上を混合して使用することができる。なお、一般式(化11)で示される液晶性モノマーの場合、Xは4〜6(整数)であることが好ましい。ここで液晶分子の複屈折Δnと膜厚によりリタデーション量および配向特性が決定されるため、Δnは0.03〜0.20程度が好ましく、さらに好ましくは0.05〜0.15程度が好ましい。
液晶材料は各種有機溶媒に溶解させて塗布することができる。有機溶媒としては、液晶材料を溶解させれば特に制限はないが、基材上に均一に塗布できることが好ましい。また基材に撥水・撥油性が付与されている場合や、添加した界面活性剤の撥水・撥油性が強い場合には、垂直配向能が妨げられない範囲でUV洗浄やプラズマ処理を行ない、塗れ性を改善させることも可能である。
More specifically, the liquid crystal material contained in the liquid crystal composition used for forming the retardation layer has an unsaturated double bond in its molecular structure and is three-dimensionally crosslinked in a liquid crystal state. Thus, a polymerizable liquid crystal material capable of fixing the liquid crystal structure is conceivable. Here, as the polymerizable liquid crystal material, compounds included in the following (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 11) can be used alone or in combination of two or more. In the case of the liquid crystalline monomer represented by the general formula (Formula 11), X is preferably 4 to 6 (integer). Here, since the retardation amount and the alignment characteristics are determined by the birefringence Δn and the film thickness of the liquid crystal molecules, Δn is preferably about 0.03 to 0.20, more preferably about 0.05 to 0.15.
The liquid crystal material can be applied by being dissolved in various organic solvents. The organic solvent is not particularly limited as long as the liquid crystal material is dissolved, but it is preferable that the organic solvent can be uniformly coated on the substrate. In addition, when the substrate is given water / oil repellency, or when the added surfactant has strong water / oil repellency, UV cleaning and plasma treatment should be performed as long as the vertical alignment ability is not hindered. It is also possible to improve paintability.

Figure 2009053371
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また、上記液晶組成物中には、液晶分子の配向を損なわない範囲で光重合開始剤を配合することが好ましく、紫外線のエネルギーによりフリーラジカルを発生するラジカル重合開始剤が好ましい。光重合開始剤の配合量としては、0.01%〜15%程度(液晶組成物に対する質量基準)であり、より好ましくは、0.5%〜10%(同)程度である。   Moreover, it is preferable to mix | blend a photoinitiator in the said liquid crystal composition in the range which does not impair the alignment of a liquid crystal molecule, and the radical polymerization initiator which generate | occur | produces a free radical by the energy of an ultraviolet-ray is preferable. As a compounding quantity of a photoinitiator, it is about 0.01%-15% (mass reference | standard with respect to a liquid-crystal composition), More preferably, it is about 0.5%-10% (same).

上記光重合開始剤の具体例としては、ベンジル(ビベンゾイルともいう)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3'−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、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)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等を挙げることができる。   Specific examples of the photopolymerization initiator include benzyl (also referred to as bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl Ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl- 1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 1- (4 -Dodecylpheny ) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2- Hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, etc. be able to.

(液晶表示装置について)
本発明のカラーフィルタ10を用いた液晶表示装置51について図11を用いて説明する。
図11は、本発明のカラーフィルタ10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 liquid crystal display devices)
A liquid crystal display device 51 using the color filter 10 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device 51 including the color filter 10 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(同図上方)に、カラーフィルタ10が表示側基板として組み込まれている。
一方、観察者から遠いバックライト(図示せず)側にあたる同図下方には、駆動液晶層40および液晶駆動基板71がカラーフィルタ10に積層して設けられている。
液晶駆動基板71はガラス基板76と、そのインセル側、すなわち駆動液晶層40側の表面に設けられた液晶駆動回路73およびこれにより印加電圧が制御される液晶駆動用電極72を備えている。液晶駆動用電極72は、BM14の区画する画素ごとに櫛歯状などにパターン形成されている。
また液晶駆動用電極72のさらにインセル側表面には、液晶分子50(駆動液晶分子41)を水平配向させるための水平配向膜(図示せず)が塗工されている。
In the liquid crystal display device 51, the color filter 10 is incorporated as a display-side substrate on the viewer side (upper side in the figure) facing the viewer.
On the other hand, a driving liquid crystal layer 40 and a liquid crystal driving substrate 71 are provided on the color filter 10 so as to be stacked below the backlight (not shown) side far from the observer.
The liquid crystal driving substrate 71 includes a glass substrate 76, a liquid crystal driving circuit 73 provided on the surface of the in-cell side, that is, the driving liquid crystal layer 40, and a liquid crystal driving electrode 72 whose applied voltage is controlled thereby. The liquid crystal driving electrode 72 is formed in a comb-like pattern for each pixel defined by the BM 14.
Further, a horizontal alignment film (not shown) for horizontally aligning the liquid crystal molecules 50 (driving liquid crystal molecules 41) is applied to the in-cell side surface of the liquid crystal driving electrode 72.

駆動液晶分子41を含む駆動液晶層40は、位相差層30と液晶駆動基板71とシール48とで囲まれた密閉空間に封入され、液晶駆動用電極72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41はスイッチング駆動される。尚、駆動液晶層40の厚さを所望に確保するため、カラーフィルタ10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11ではこれを図示省略している。   The driving liquid crystal layer 40 including the driving liquid crystal molecules 41 is sealed in a sealed space surrounded by the phase difference layer 30, the liquid crystal driving substrate 71, and the seal 48, and applied to the panel in-plane direction from the liquid crystal driving electrode 72. The driving liquid crystal molecules 41 are switching driven by the voltage. In order to secure a desired thickness of the driving liquid crystal layer 40, a plurality of columnar bodies are generally formed between the color filter 10 and the liquid crystal driving substrate 71, but this is illustrated in FIG. Omitted.

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、位相差層30、駆動液晶層40、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 device 51 includes a linearly polarizing plate 81, a retardation film 82 having an optical compensation function as a positive A plate, a retardation layer 30, a driving liquid crystal layer 40, a linearly polarizing plate 83, and a backlight in order from the observer side. Are arranged, and bright display and dark display are performed by controlling transmission or blocking of 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.

(実施例1)
(1.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)および、BMと赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3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、以下に示すように色ごとに着色部用フォトレジストを塗布し、基材に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。
(Example 1)
(1. Adjustment of substrate)
A glass substrate (7059 glass manufactured by Corning Co., Ltd.) as a base material subjected to a cleaning process and a photoresist for colored portions of three colors of BM and red (R), green (G), and blue (B) 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 colored layer was laminated | stacked and formed on the base material. The composition of each photoresist will be described later.

(2.着色材料の調整)
BMおよび各領域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。その組成については下記に示す。尚、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
(2. Adjustment of coloring material)
A pigment-dispersed photoresist was used as a coloring material for BM and each region. 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.

(3.BMの作成)
まず、ガラス基板に、下記のとおり調製した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、幅が20μm、厚さが1.2μmのBMを形成した基材(BM形成基材)を作製した。
(3. Creation of BM)
First, a BM photoresist prepared as follows is applied to a glass substrate by a spin coating method, 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 0.05% KOH aqueous solution for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 30 minutes, width 20 μm, thickness 1.2 μm The base material (BM forming base material) on which BM was formed was produced.

(4.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300行×1列となるようパターン設計し、端から順に、赤色、青色、緑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。
(4. Creation of 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 is 300 rows × 1 column, and colored portions are formed in order of red, blue, and green in order from the end. Each colored portion 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.

本実施例は、上記第七実施形態にかかるカラーフィルタ10による本発明の効果を検証するものである。したがって赤色、青色、緑色からなる三色の着色部を仮想的に六色とみなし、6n+1および6n+4番目(ただしnは0以上の整数である。以下同じ。)に赤色を、6n+2および6n+5番目に青色を、そして6n+3および6n+6番目に緑色を配置するものである。   In this example, the effect of the present invention by the color filter 10 according to the seventh embodiment is verified. Therefore, the three colored portions consisting of red, blue, and green are virtually regarded as six colors, and red is assigned to 6n + 1 and 6n + 4th (where n is an integer of 0 or more, the same applies hereinafter), and 6n + 2 and 6n + 5th. Place blue and 6n + 3 and 6n + 6th green.

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、130Paまで減圧乾燥した後、80℃、5分間の条件でプリベークし、次いで、絵素領域の一番端を1番目として6n+1番目のラインに赤色着色部が形成されるように対応してマスク開口が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。なお、当該膜厚は、BM非形成位置における赤色(R)着色部の厚さであり、BMに乗り上げた両端部における膜厚は3.5μm程度であった。 First, a red (R) pigment-dispersed photoresist is applied onto the surface of the BM-forming substrate by spin coating, dried under reduced pressure to 130 Pa, pre-baked at 80 ° C. for 5 minutes, UV exposure (300 mJ / cm 2 ) was performed using a photomask for stripe pattern in which the mask opening was patterned so that a red colored portion was formed on the 6n + 1th line with the first end of the region being the first. . Further, spray development using a 0.1% KOH aqueous solution was performed for 60 seconds, followed by post-baking (baking) at 200 ° C. for 60 minutes, and a red (R) film having a thickness of 2.6 μm at a predetermined position with respect to the BM pattern. ) A colored portion pattern was formed. In addition, the said film thickness is the thickness of the red (R) coloring part in BM non-formation position, and the film thickness in the both ends which got on BM was about 3.5 micrometers.

続いて、6n+3番目に着色部が形成されるようマスク開口が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。
続いて、6n+2番目および6n+5番目に着色部が形成されるようマスク開口が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。
続いて、6n+4番目に着色部が形成されるようマスク開口が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、赤色(R)着色部を作成した。
最後に、6n+6番目に着色部が形成されるようマスク開口が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。
こうして、ガラス基板上にBMおよび、赤色着色部、青色着色部、および緑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 for using a photomask in which the mask opening is patterned so that the colored portion is formed 6n + 3rd, green (G) A colored part was created.
Subsequently, using a method similar to the method for forming the pattern of the red (R) colored portion, except that a photomask having a mask opening patterned so that the colored portions are formed at the 6n + 2 and 6n + 5th positions is used. (B) A colored part was created.
Subsequently, red (R) is used by using the same method as the method for forming the pattern of the red (R) colored portion except that a photomask having a mask opening patterned to form the 6n + 4th colored portion is used. A colored part was created.
Finally, except for using a photomask in which the mask opening is patterned so that the 6n + 6th colored portion is formed, green (G) is formed using the same method as the method for forming the red (R) colored portion pattern. A colored part was created.
In this way, a color filter in which a transparent colored layer constituted by repeatedly arranging BM, a red colored portion, a blue colored portion, and a green colored portion in this order on a glass substrate was prepared. It was.

<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)
・光重合開始剤・・・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)
・光重合開始剤・・・0.3重量部
(4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン)
・光重合開始剤・・・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)
・ Polymer 2.8 parts by weight (VR60 manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.)
・ Monomer: 3.5 parts by weight (SR399, manufactured by Sartomer)
・ Additives: 0.7 parts by weight (L-20, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
Photopolymerization initiator: 1.6 parts by weight (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1)
-Photopolymerization initiator: 0.3 parts by weight (4,4'-diethylaminobenzophenone)
-Photopolymerization initiator: 0.1 part 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
・光重合開始剤・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・光重合開始剤・・・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 Corporation)
-Monomer: 4.0 parts by weight (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.)
-Polymer 1 ... 5.0 parts by weight-Photopolymerization initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Photopolymerization 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
・光重合開始剤・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・光重合開始剤・・・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 (CIPG7 (Seika Fast Green 5316P manufactured by Dainichi Seika))
・ Yellow pigment ... 2.3 parts by weight (CI PY139 (Pariotor Yellow D1819 manufactured by BASF))
・ Dispersant ... 3.0 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-Photopolymerization initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Photopolymerization 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
・光重合開始剤・・・1.4重量部
(チバガイギー社製イルガキュア907)
・光重合開始剤・・・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 (Zeneca Co., Ltd. Solsperse 12000)
・ Dispersant: 2.4 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-Photopolymerization initiator ... 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy)
・ Photopolymerization 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、本明細書において上記記載のポリマー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 the present specification, the polymer 1 described above is a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 16.9 mol% of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate is added to 100 mol%, and the weight average molecular weight is 42500.

(位相差層の形成)
上記透明着色層の上面に、以下に述べる方法で位相差層を形成した。
(Formation of retardation layer)
A retardation layer was formed on the upper surface of the transparent colored layer by the method described below.

<垂直配向膜の形成>
まず、上記透明着色部上に位相差層として所謂正のCプレートを形成するために、まず垂直配向膜を形成した。
具体的には、配向膜材料としてJALS2021(JSR(株)社製)を用い、上記のカラーフィルタ上にフレキソ印刷によりパターニングし、引き続き200℃で一時間焼成することにより厚さが600Åの垂直配向膜を設けた下地基板を得た。この場合、着色層と配向膜との間に、透明樹脂から成る保護層を設けても良い。カラーフィルタの段差を緩和し、より確実な液晶配向が可能なためである。
<Formation of vertical alignment film>
First, in order to form a so-called positive C plate as a retardation layer on the transparent colored portion, a vertical alignment film was first formed.
Specifically, using JALS2021 (manufactured by JSR Co., Ltd.) as an alignment film material, patterning is performed on the above color filter by flexographic printing, and then baking is performed at 200 ° C. for 1 hour, thereby achieving a vertical alignment of 600 mm in thickness. A base substrate provided with a film was obtained. In this case, a protective layer made of a transparent resin may be provided between the colored layer and the alignment film. This is because the step of the color filter is relaxed and more reliable liquid crystal alignment is possible.

<架橋性液晶材料を含有する液晶組成物の調製>
位相差層を構成する架橋性液晶材料を含有する液晶組成物を以下のとおり調製した。
ネマチック液晶層を示す重合可能な液晶性モノマー分子として、上記(化11)に示される化合物(ただしXの値は6である)20重量部と、光重合開始剤(チバガイギー社製、「イルガキュア907」)0.8重量部と、溶媒としてクロロベンゼン59.2重量部と、上記垂直配向膜形成用溶液JALS−2021−R2をジエチレングリコールジメチルエーテルで12.5%に希釈した溶液20重量部とを混合し、液晶組成物を調製した。
<Preparation of Liquid Crystal Composition Containing Crosslinkable Liquid Crystal Material>
A liquid crystal composition containing a crosslinkable liquid crystal material constituting the retardation layer was prepared as follows.
As a polymerizable liquid crystalline monomer molecule showing a nematic liquid crystal layer, 20 parts by weight of the compound represented by the above (Chemical Formula 11) (wherein X is 6) and a photopolymerization initiator (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) ] 0.8 parts by weight, 59.2 parts by weight of chlorobenzene as a solvent, and 20 parts by weight of a solution obtained by diluting the above-mentioned vertical alignment film forming solution JALS-2021-R2 to 12.5% with diethylene glycol dimethyl ether. A liquid crystal composition was prepared.

<位相差層の製膜>
上記調整した液晶組成物を、次いで、上記垂直配向膜の形成された基板をスピンコーター(MIKASA社製、「商品名1H-360S」)に設置して、予め調製した上記液晶組成物を、乾燥後の膜厚が1.5μm程度となるように上記配向膜上面にスピンコーティングした。なお本実施例ではスピンコーティング法を適用したが、基材上に均一に塗布が可能であればこれに限られる訳ではなく、ダイコーティング、スリットコーティング、およびこれらを組み合わせた手法であってもよく、特に限定されない。
続いて当該基材を130Paまで減圧乾燥した後、ホットプレート上で100℃、3分間加熱し、残存溶剤を除去するとともに液晶溶液に含有される液晶性モノマーを垂直方向に配向処理し、液晶溶液により形成された膜が白色から透明となる液晶転移点を目視にて確認することによって液晶分子の配向を確認した。続いて窒素雰囲気下において、上記液晶塗布膜全面に対し超高圧水銀灯を有する紫外線照射装置(ハリソン東芝ライティング社製、「TOSCURE 751」)を用いて紫外線照射を行い(20mW/cm、365nm、10秒間)、液晶層を構成する架橋性液晶性分子を3次元架橋させて、硬化させた。230℃のホットプレート上で60分間加熱、焼成して完全に硬化反応を終了させ、正のCプレートの位相差層を1.45μm厚で得た。
<Formation of retardation layer>
Next, the prepared liquid crystal composition was placed on a spin coater (manufactured by MIKASA, “trade name 1H-360S”), and the liquid crystal composition prepared in advance was dried. The upper surface of the alignment film was spin-coated so that the subsequent film thickness was about 1.5 μm. In this embodiment, the spin coating method is applied. However, the present invention is not limited to this as long as it can be uniformly applied on the substrate, and may be die coating, slit coating, or a combination thereof. There is no particular limitation.
Subsequently, the substrate is dried under reduced pressure to 130 Pa, and then heated on a hot plate at 100 ° C. for 3 minutes to remove the remaining solvent and to align the liquid crystalline monomer contained in the liquid crystal solution in the vertical direction. The alignment of the liquid crystal molecules was confirmed by visually confirming the liquid crystal transition point at which the film formed by the above became transparent from white. Subsequently, under a nitrogen atmosphere, the entire surface of the liquid crystal coating film is irradiated with ultraviolet rays (20 mW / cm 2 , 365 nm, 10 nm) using an ultraviolet irradiation device (“TOSCURE 751” manufactured by Harrison Toshiba Lighting Co., Ltd.) having an ultrahigh pressure mercury lamp. Second), the crosslinkable liquid crystalline molecules constituting the liquid crystal layer were three-dimensionally crosslinked and cured. A curing reaction was completed by heating and baking on a 230 ° C. hot plate for 60 minutes, and a retardation layer of a positive C plate having a thickness of 1.45 μm was obtained.

(比較例1)
赤色、青色、緑色の順で繰り返しに着色部が形成されて着色層が構成されるよう、赤色着色部を3n+1形成した後に、3n+2番目に着色部が形成されるようマスク開口が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、3n+3番目に着色部が形成されるようマスク開口が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 1)
Photo in which the mask opening is patterned so that the colored portion is formed 3n + 1 after the red colored portion is formed so that the colored portion is formed in order of red, blue, and green, and then the colored portion is formed 3n + 1. The color is the same as in Example 1 except that the blue colored portion is formed using a mask and then the green colored portion is formed using a photomask having a mask opening patterned to form the 3n + 3 colored portion. A filter was prepared and used as Comparative Example 1.

(評価1)光漏れ評価
カラーフィルタに光を透過した際に、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、以下の方法により実施例1の光漏れを評価した。
(Evaluation 1) Light Leakage Evaluation In order to evaluate the performance of whether or not light leakage is prevented when light is transmitted through the color filter, light leakage of Example 1 was evaluated by the following method.

上述のとおり作成した実施例1のサンプルをオリンパス(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1のカラーフィルタを挟んだ状態で光を当てた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1の全領域において光漏れは観察されなかった。   In the state which applied the light of the sample of Example 1 created as mentioned above in the state which set the polarization microscope CPX31-P by Olympus Co., Ltd. to the cross Nicol state, and sandwiched the color filter of Example 1 on the polarizing plate. The substrate was rotated and the presence or absence of light leakage was observed with the naked eye. As a result, no light leakage was observed in the entire region of Example 1.

比較例1についても実施例1と同様にサンプルを形成した後、光漏れ評価を行った。この結果、二番目に塗工された青色着色部において光漏れが確認された。青色着色部に対応する画素内において、さらに詳しくは一番目に塗工された赤色着色部に隣接する側において当該光漏れが顕著に確認された。   For Comparative Example 1, a sample was formed in the same manner as in Example 1, and then light leakage was evaluated. As a result, light leakage was confirmed in the blue colored portion applied second. In the pixel corresponding to the blue colored portion, in more detail, the light leakage was remarkably confirmed on the side adjacent to the red colored portion applied first.

(評価2)正面輝度の測定
正面輝度の測定は、輝度計測機、位相差層付きカラーフィルタ、偏光板、および光を照射する光照射部とで構築された輝度計測系を用いて実施した。
(Evaluation 2) Measurement of front luminance Front luminance was measured using a luminance measurement system constructed with a luminance measuring device, a color filter with a retardation layer, a polarizing plate, and a light irradiation unit that irradiates light.

輝度計測系において、輝度計測器は、光照射部から発せられた光のうち偏光板クロスニコル状態で挟み込まれた位相差層付きカラーフィルタを通過した光を検知する光センサと、光センサによって検知された信号に基づき輝度を計測する計測部とを備えるものである。具体的には、輝度を測定する輝度計測機として、トプコン社製「BM−9」を使用した。   In the luminance measurement system, the luminance measuring device detects light that has passed through the color filter with a retardation layer sandwiched in a polarizing plate crossed Nicol state among the light emitted from the light irradiation unit, and the light sensor detects And a measuring unit that measures the luminance based on the received signal. Specifically, “BM-9” manufactured by Topcon Corporation was used as a luminance measuring instrument for measuring luminance.

上記輝度計測系を用い、正面輝度は次のように測定した。まず、位相差層付きカラーフィルタを2枚の偏光板をクロスニコル状態で挟んで配置し、光照射部を、第一の偏光板の外側に配置し、位相差層付きカラーフィルタを挟んで液晶層の厚さ方向に対面する位置であって第二の偏光板外側位置に光センサを配置させた。   Using the above luminance measurement system, the front luminance was measured as follows. First, a color filter with a retardation layer is arranged with two polarizing plates sandwiched in a crossed Nicol state, a light irradiation part is arranged outside the first polarizing plate, and a liquid crystal is sandwiched with a color filter with a retardation layer. An optical sensor was disposed at a position facing the thickness direction of the layer and outside the second polarizing plate.

次いで光照射部から光を液晶表示装置に向かって照射し、第二の偏光板外側位置よりセル内を通過して第1の偏光板を通過した光を光センサに検知させ、検知された光の量(輝度)を計測部にて計測することで、正面輝度を測定した。上記測定の結果、この実施例1の正面輝度は0.21[cd/m]であった。 Next, light is emitted from the light irradiating unit toward the liquid crystal display device, and the light that has passed through the cell from the position outside the second polarizing plate and has passed through the first polarizing plate is detected by the optical sensor. The amount of brightness (luminance) was measured by the measurement unit, and the front luminance was measured. As a result of the above measurement, the front luminance of Example 1 was 0.21 [cd / m 2 ].

比較例1についても実施例1と同様に、上記評価2により正面輝度の測定を行った。その結果、比較例1の正面輝度は0.41[cd/m]であった。 Also in Comparative Example 1, as in Example 1, front luminance was measured according to the above evaluation 2. As a result, the front luminance of Comparative Example 1 was 0.41 [cd / m 2 ].

上記評価1および評価2の結果から、本発明のカラーフィルタでは、光を透過した際に光漏れが生じることがなく、例えば液晶ディスプレイの一方側の基板として用いたときに、高品質の画像を提供することが可能である。また本発明のカラーフィルタにおいて光漏れがないことは評価2の正面輝度によっても確認された。   From the results of the above evaluations 1 and 2, the color filter of the present invention does not cause light leakage when transmitting light. For example, when used as a substrate on one side of a liquid crystal display, a high-quality image is obtained. It is possible to provide. Further, it was also confirmed by the front luminance of evaluation 2 that there was no light leakage in the color filter of the present invention.

(実施例2)
上記第二実施形態にかかるカラーフィルタ10による本発明の効果を検証するため、上記実施例1と同様に赤色、青色、緑色の三色の着色部用フォトレジストおよびブラックマトリクス用フォトレジストを調整し、同様の塗工厚にてフォトリソグラフィー法によってBMおよび着色部を固定形成することにより、三色の着色層をガラス基板上にストライプ状に作製した。
(Example 2)
In order to verify the effect of the present invention by the color filter 10 according to the second embodiment, the colored portion photoresist and the black matrix photoresist of three colors of red, blue, and green were prepared in the same manner as in Example 1 above. The BM and the colored portion were fixedly formed by a photolithography method with the same coating thickness, thereby producing a three-color colored layer in a stripe shape on the glass substrate.

なお着色層は、絵素領域の一番端を1番目として3n+1番目の位置に赤色着色部と、3n+2番目の位置に青色着色部を、3n+3番目の位置に緑色着色部を配置した。
また上記第二実施形態にて説明したように、一番目に塗工された赤色着色部の上面をフッ素ガス雰囲気下において常圧プラズマ処理することによって疎水層に変えた状態で、二番目に塗工する青色の着色フォトレジスト材料を塗布した。
また青色着色部を固定形成した後に、酸素ガス雰囲気下でプラズマエッチングを行うことにより赤色着色部および青色着色部の上面を0.2μmの厚さで切除して、上記疎水層を削除した。
かかる状態から、緑色の着色フォトレジスト材料を塗布し、所定位置にて緑色着色部を固定形成して着色層を得た。
In the colored layer, the first end of the pixel region is the first, the red colored portion is arranged at the 3n + 1th position, the blue colored portion is arranged at the 3n + 2nd position, and the green colored portion is arranged at the 3n + 3rd position.
In addition, as described in the second embodiment, the upper surface of the red colored portion applied first is changed to a hydrophobic layer by performing atmospheric pressure plasma treatment in a fluorine gas atmosphere, and is applied second. The blue colored photoresist material to be worked was applied.
Further, after the blue colored portion was fixedly formed, the upper surface of the red colored portion and the blue colored portion was cut to a thickness of 0.2 μm by performing plasma etching in an oxygen gas atmosphere, and the hydrophobic layer was deleted.
From this state, a green colored photoresist material was applied, and a green colored portion was fixedly formed at a predetermined position to obtain a colored layer.

以降、垂直配向膜および位相差層の形成方法については実施例1と同様に行った。   Thereafter, the vertical alignment film and the retardation layer were formed in the same manner as in Example 1.

本実施例について評価1および評価2による光学的評価を行ったところ、評価1の光漏れ評価においては、二番目に塗工された青色着色部において光漏れが確認されなかった。
また評価2の正面輝度の測定結果については、0.19[cd/m]であった。
以上より、本実施例にかかるカラーフィルタにおいて、光漏れの問題を解消するという本発明の効果が確認された。
When the optical evaluation by evaluation 1 and evaluation 2 was performed about the present Example, in the light leakage evaluation of evaluation 1, light leakage was not confirmed in the blue coloring part applied 2nd.
In addition, the measurement result of the front luminance in Evaluation 2 was 0.19 [cd / m 2 ].
From the above, it was confirmed that the effect of the present invention to solve the problem of light leakage in the color filter according to this example was confirmed.

(実施例3)
上記第五実施形態にかかるカラーフィルタ10による本発明の効果を検証するため、上記実施例2と赤色、青色、緑色の三色の着色部用フォトレジストおよびブラックマトリクス用フォトレジストを調整し、同様の位置および塗工厚にてフォトリソグラフィー法によってBMおよび着色部を固定形成することにより、三色の着色層をガラス基板上にストライプ状に作製した。
(Example 3)
In order to verify the effect of the present invention by the color filter 10 according to the fifth embodiment, the above-mentioned Example 2, the red, blue, and green color portion photoresist and the black matrix photoresist were adjusted, and the same The BM and the colored part were fixedly formed by a photolithography method at the positions and the coating thickness, thereby producing three-color colored layers in a stripe shape on the glass substrate.

なお着色層は、絵素領域の一番端を1番目として3n+1番目の位置に赤色着色部と、3n+2番目の位置に青色着色部を、3n+3番目の位置に緑色着色部を配置した。
また3n+2番目と3n+3番目とを区画するBMの上面のうち幅方向の中央に、幅5.0μm、厚さ2.3μmの突起部をストライプ状に形成した。これにより、ガラス基板の上面から突起部の上端までの高さは3.5μmとなり、固定形成される赤色(R)着色部のうちBMに乗り上げることとなる端部高さと面一となる。
In the colored layer, the first end of the pixel region is the first, the red colored portion is arranged at the 3n + 1th position, the blue colored portion is arranged at the 3n + 2nd position, and the green colored portion is arranged at the 3n + 3rd position.
In addition, a protrusion having a width of 5.0 μm and a thickness of 2.3 μm was formed in a stripe shape at the center in the width direction on the upper surface of the BM partitioning the 3n + 2 and 3n + 3th. As a result, the height from the upper surface of the glass substrate to the upper end of the protruding portion is 3.5 μm, which is flush with the end height that rides on the BM among the red (R) colored portions that are fixedly formed.

かかるBMおよび突起部を予め形成したガラス基板に対し、実施例2と同様に三色の着色部をフォトリソグラフィー法により固定形成して、本実施例にかかる着色層を作製した。   In the same manner as in Example 2, three colored portions were fixedly formed by photolithography on a glass substrate on which such BM and protrusions had been formed in advance, thereby producing a colored layer according to this example.

以降、垂直配向膜および位相差層の形成方法については実施例1および2と同様に行った。   Thereafter, the vertical alignment film and the retardation layer were formed in the same manner as in Examples 1 and 2.

本実施例について評価1および評価2による光学的評価を行ったところ、評価1の光漏れ評価においては、二番目に塗工された青色着色部において光漏れが確認されなかった。
また評価2の正面輝度の測定結果については、0.22[cd/m]であった。
以上より、本実施例にかかるカラーフィルタにおいて、光漏れの問題を解消するという本発明の効果が確認された。
When the optical evaluation by evaluation 1 and evaluation 2 was performed about the present Example, in the light leakage evaluation of evaluation 1, light leakage was not confirmed in the blue coloring part applied 2nd.
The measurement result of the front luminance in Evaluation 2 was 0.22 [cd / m 2 ].
From the above, it was confirmed that the effect of the present invention to solve the problem of light leakage in the color filter according to this example was confirmed.

(a)は本発明のカラーフィルタ10を着色部12(R),(B),(G)の繰り返し方向に切った垂直断面模式図である。(b)は好ましい着色部12の外郭形状を示す模式図である。(A) is the vertical cross-sectional schematic diagram which cut the color filter 10 of this invention in the repeating direction of coloring part 12 (R), (B), (G). (B) is a schematic diagram showing a preferred outer shape of the colored portion 12. (a)〜(g)は第二実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(g) shows the preparation process of the color filter 10 concerning 2nd embodiment. (a)〜(e)は第三実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(e) shows the preparation process of the color filter 10 concerning 3rd embodiment. (a)〜(g)は第四実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(g) shows the preparation process of the color filter 10 concerning 4th embodiment. (a)〜(g)は第二実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(g) shows the preparation process of the color filter 10 concerning 2nd embodiment. (a)〜(g)は第二実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(g) shows the preparation process of the color filter 10 concerning 2nd embodiment. (a)〜(d)は三色の着色部12(R),(B),(G)を幅方向に並べ配置して着色層11を作製する状態を示す工程図である。(A)-(d) is process drawing which shows the state which arranges and arranges the colored part 12 (R), (B), (G) of three colors in the width direction, and produces the colored layer 11. FIG. (a)〜(f)は第七実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(f) shows the manufacturing process of the color filter 10 concerning 7th embodiment. (a)〜(f)は第八実施形態にかかるカラーフィルタ10の作製工程を示す。(A)-(f) shows the manufacturing process of the color filter 10 concerning 8th embodiment. カラーフィルタ10の断面模式図である。2 is a schematic cross-sectional view of the color filter 10. FIG. カラーフィルタ10を備える液晶表示装置51の断面模式図である。3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device 51 including a color filter 10. FIG. 光透過性の基材16の上面に塗工形成された従来の着色層11の垂直断面に関する模式図である。It is the schematic diagram regarding the vertical cross section of the conventional colored layer 11 coated and formed on the upper surface of the transparent base material 16. FIG. (a)〜(f)は従来の三色カラーフィルタの作製方法を示す。(A)-(f) shows the preparation method of the conventional three-color color filter.

符号の説明Explanation of symbols

10 カラーフィルタ
11 着色層
12 着色部
13 予定形成位置
14 ブラックマトリクス(BM)
15 突起部
16 基材
18 着色材料
20 フォトマスク
21 マスク開口
22,23 凸部
24 平坦部
25 傾斜部
26 疎水層
28 有効表示領域
30 位相差層
40 駆動液晶層
41 駆動液晶分子
50 液晶分子
51 液晶表示装置
71 液晶駆動基板
72 液晶駆動用電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Color filter 11 Colored layer 12 Colored part 13 Planned formation position 14 Black matrix (BM)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Protrusion part 16 Base material 18 Coloring material 20 Photomask 21 Mask opening 22, 23 Convex part 24 Flat part 25 Inclined part 26 Hydrophobic layer 28 Effective display area 30 Phase difference layer 40 Drive liquid crystal layer 41 Drive liquid crystal molecule 50 Liquid crystal molecule 51 Liquid crystal Display device 71 Liquid crystal drive substrate 72 Liquid crystal drive electrode

Claims (14)

可視光が透過する光透過領域を備える基材の上面に直接または間接に、第一乃至第三色の着色部が少なくとも一の方向を繰り返し方向としてこの順に配列された着色層が設けられ、前記光透過領域を透過する可視光を三色に着色するカラーフィルタにおいて、
前記第一乃至第三色の着色部をそれぞれ前記繰り返し方向に切った垂直断面の外郭形状が、いずれも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 colored layer in which colored portions of the first to third colors are arranged in this order with at least one direction as a repetitive direction is provided directly or indirectly on the upper surface of a base material having a light transmission region through which visible light is transmitted, In a color filter that colors visible light transmitted through a light transmission region into three colors,
A color filter characterized in that none of the outline shapes of the vertical cross sections obtained by cutting the colored portions of the first to third colors in the repeating direction are substantially inclined in one direction.
前記第一乃至第三色の着色部の外郭形状が、いずれも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。   2. The color filter according to claim 1, wherein the outer shapes of the colored portions of the first to third colors are substantially bilaterally symmetric. 前記三色のうちの少なくとも二色の着色部は、その上面が疎水性である請求項1または2に記載のカラーフィルタ。   The color filter according to claim 1 or 2, wherein at least two colored portions of the three colors have a hydrophobic upper surface. 前記少なくとも二色の着色部には、疎水性材料が含まれている請求項3に記載のカラーフィルタ。   The color filter according to claim 3, wherein the at least two colored portions include a hydrophobic material. 前記少なくとも二色の着色部の上面には、疎水性を有する疎水層が形成されている請求項3に記載のカラーフィルタ。   The color filter according to claim 3, wherein a hydrophobic layer having hydrophobicity is formed on an upper surface of the at least two colored portions. 着色層と基材との間には、前記第二色の着色部と前記第三色の着色部との境界領域に、前記第一色の着色部の上面と面一の上端高さに形成された突起部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルタ。   Between the colored layer and the substrate, formed at the boundary area between the colored portion of the second color and the colored portion of the third color at the upper end height flush with the upper surface of the colored portion of the first color The color filter according to claim 1, wherein a protruding portion is provided. 第一乃至第三色の着色部を互いに区画する遮光性のブラックマトリクスを前記着色層と前記基材との間に備え、
前記突起部が、前記ブラックマトリクスと前記着色層との間に設けられている請求項6に記載のカラーフィルタ。
Provided between the colored layer and the substrate, a light-shielding black matrix that partitions the colored portions of the first to third colors from each other,
The color filter according to claim 6, wherein the protrusion is provided between the black matrix and the colored layer.
第一乃至第三色の着色部を互いに区画する遮光性のブラックマトリクスを前記着色層と前記基材との間に備え、
前記突起部が、無色透明材料または前記第二色と同色系の透明材料からなるとともに前記ブラックマトリクスに対して前記第二色の着色部の側に隣接して設けられている請求項6に記載のカラーフィルタ。
Provided between the colored layer and the substrate, a light-shielding black matrix that partitions the colored portions of the first to third colors from each other,
The protrusion is made of a colorless transparent material or a transparent material of the same color as the second color, and is provided adjacent to the colored portion of the second color with respect to the black matrix. Color filter.
前記第一色の着色部が、前記基材に形成された有効表示領域における前記繰り返し方向のもっとも端に形成されている請求項1から8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 8, wherein the colored portion of the first color is formed at an extreme end in the repetition direction in an effective display area formed on the base material. 着色層の上面に直接または配向膜を介して間接に、重合性液晶化合物が配向状態で固定化されてなる位相差層が積層されている請求項1から9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 9, wherein a retardation layer in which a polymerizable liquid crystal compound is fixed in an aligned state is laminated directly on the upper surface of the colored layer or indirectly through an alignment film. 請求項1〜10のいずれかに記載のカラーフィルタと、液晶駆動用電極を備える液晶駆動基板とを、前記着色層および液晶駆動用電極を内側にして対向させ、その間に駆動液晶分子を封入してなる液晶表示装置。   The color filter according to any one of claims 1 to 10 and a liquid crystal driving substrate including a liquid crystal driving electrode are opposed to each other with the colored layer and the liquid crystal driving electrode inside, and driving liquid crystal molecules are enclosed therebetween. A liquid crystal display device. 請求項1または2に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記基材に予定形成された有効表示領域内に前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして前記第一色の着色部を形成する工程と、
前記有効表示領域内であって前記第一の着色部に対して前記繰り返し方向に隣接する位置に、前記第二色の着色材料をインクジェット法で塗布し、これを固定化して前記第二色の着色部を形成する工程と、
前記有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記第一の着色部および前記第二の着色部にともに隣接する位置に前記第三色の着色部を形成する工程と、
をこの順で含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
It is a manufacturing method of the color filter of Claim 1 or 2, Comprising:
Applying the coloring material of the first color in the effective display area preliminarily formed on the base material, patterning this by a photolithography method to form the colored portion of the first color;
The coloring material of the second color is applied by an inkjet method at a position within the effective display area and adjacent to the first coloring portion in the repeating direction. Forming a colored portion;
The third color coloring material is applied in the effective display area and patterned by a photolithography method so that the third color is positioned adjacent to both the first colored portion and the second colored portion. Forming a colored portion of
In this order, a method for manufacturing a color filter.
請求項1または2に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記基材に予定形成された有効表示領域内に親水性を有する前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして前記第一色の着色部を形成する工程と、
前記第一色の着色部の上面に直接または間接に、疎水性を有する疎水層を形成する工程と、
前記疎水層の形成領域を含む前記有効表示領域内に、親水性を有する前記第二色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記第一の着色部に対して前記繰り返し方向に隣接する位置に前記第二色の着色部を形成する工程と、
前記疎水層を前記第一色の着色部から除去する工程と、
前記有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記第一の着色部および前記第二の着色部にともに隣接する位置に前記第三色の着色部を形成する工程と、
をこの順で含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
It is a manufacturing method of the color filter of Claim 1 or 2, Comprising:
Applying the coloring material of the first color having hydrophilicity in the effective display area planned to be formed on the base material, and patterning this by a photolithography method to form the colored portion of the first color;
Forming a hydrophobic layer having hydrophobicity directly or indirectly on the upper surface of the colored portion of the first color;
In the effective display area including the formation area of the hydrophobic layer, the coloring material of the second color having hydrophilicity is applied, and this is patterned by a photolithography method, and the first coloring portion is Forming the colored portion of the second color at a position adjacent to the repeating direction;
Removing the hydrophobic layer from the colored portion of the first color;
The third color coloring material is applied in the effective display area and patterned by a photolithography method so that the third color is positioned adjacent to both the first colored portion and the second colored portion. Forming a colored portion of
In this order, a method for manufacturing a color filter.
前記第一乃至第三色の着色部を各色二回ずつのフォトリソグラフィー工程によって形成する請求項1または2に記載のカラーフィルタの製造方法であって、以下の(i)〜(vi)の工程のうち、
工程(i)および(ii)をこの順で行った後、
工程(iii)を単独で、または工程(iii)と(iv)とを同時に、または工程(iv)の後に工程(iii)を、行い、
さらに残余の工程を任意の順に行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(i)前記基材に予定形成された有効表示領域内に前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+1(nは0以上の整数)番目の位置に前記第一色の着色部を形成する工程;
(ii)有効表示領域内に前記第二色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+3番目の位置に前記第二色の着色部を形成する工程;
(iii)有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+5番目の位置に前記第三色の着色部を形成する工程;
(iv)有効表示領域内に前記第三色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+2番目の位置に前記第三色の着色部を形成する工程;
(v)有効表示領域内に前記第一色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+4番目の位置に前記第一色の着色部を形成する工程;
(vi)有効表示領域内に前記第二色の着色材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして、前記繰り返し方向の6n+6番目の位置に前記第二色の着色部を形成する工程;
3. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the colored portions of the first to third colors are formed by a photolithography process twice for each color, and the following steps (i) to (vi): Out of
After performing steps (i) and (ii) in this order,
Performing step (iii) alone, or simultaneously performing steps (iii) and (iv), or after step (iv),
Furthermore, the remaining steps are performed in an arbitrary order.
(I) The coloring material of the first color is applied in an effective display area that is preliminarily formed on the substrate, and this is patterned by a photolithography method, so that 6n + 1 in the repeating direction (n is an integer of 0 or more) Forming the colored portion of the first color at a second position;
(Ii) applying the second color coloring material in the effective display area and patterning the second color coloring material by a photolithography method to form the second color coloring portion at the 6n + 3rd position in the repeating direction;
(Iii) A step of applying the third color coloring material in the effective display area and patterning it by a photolithography method to form the third color coloring portion at the 6n + 5th position in the repeating direction;
(Iv) A step of applying the third color coloring material in the effective display area and patterning the third color coloring material by a photolithography method to form the third color coloring portion at the 6n + 2nd position in the repeating direction;
(V) applying the coloring material of the first color in the effective display area and patterning the coloring material by a photolithography method to form the colored portion of the first color at the 6n + 4th position in the repeating direction;
(Vi) applying the second color coloring material in the effective display area and patterning the second color coloring material by a photolithography method to form the second color coloring portion at the 6n + 6th position in the repetition direction;
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