JP2009151095A - Color filter and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタに関するものである。 The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device or the like.
液晶表示装置は、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御して液晶パネルの透過光または反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。 In a liquid crystal display device, a color filter and a liquid crystal driving side substrate are opposed to each other, a liquid crystal compound is sealed between them to form a thin liquid crystal layer, and the liquid crystal alignment in the liquid crystal layer is electrically controlled by the liquid crystal driving side substrate. Then, display is performed by selectively changing the amount of transmitted light or reflected light of the liquid crystal panel.
このような液晶表示装置では、視野角が広く、高コントラストが実現できる複数配向分割型垂直配向モードとして知られるMulti-domain Vertical Aligned(MVA)方式の液晶表示装置が開発されている。このMVA方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、通常液晶分子の配向をコントロールするための液晶配向制御用突起が形成されており、この液晶配向制御用突起の存在により液晶分子を傾斜させ、液晶配向の分割を実現している(特許文献1参照)。このような液晶配向制御用突起は、色表示に影響を及ぼさないよう、通常透明な材料を用いて形成されている。しかしながら、この液晶配向制御用突起のサイド部分においては、液晶分子の傾斜角が、電圧をオンにした時とオフにした時のちょうど中間の角度となるため、電圧オフ時、すなわち黒表示時に液晶配向制御用突起を透過して光漏れが発生し、それによってコントラストが低下してしまうといった問題を有していた。 As such a liquid crystal display device, a multi-domain vertical aligned (MVA) type liquid crystal display device, which is known as a multi-alignment division type vertical alignment mode capable of realizing a wide viewing angle and high contrast, has been developed. The color filter used in the MVA liquid crystal display device usually has a liquid crystal alignment control protrusion for controlling the alignment of the liquid crystal molecules. The liquid crystal alignment control protrusion is used to tilt the liquid crystal molecules. The liquid crystal alignment is divided (see Patent Document 1). Such liquid crystal alignment control protrusions are usually formed using a transparent material so as not to affect the color display. However, in the side portion of the liquid crystal alignment control projection, the tilt angle of the liquid crystal molecules is exactly an intermediate angle between when the voltage is turned on and when the voltage is turned off. There has been a problem that light leakage occurs through the alignment control protrusions, thereby reducing the contrast.
このような問題を解決する方法として、液晶配向制御用突起を着色剤を含有する材料にて形成し、光の透過を遮ることにより光漏れを防ぐ方法が考えられる。ここで、光漏れを防ぐために必要な遮光率を有する液晶配向制御用突起とするためには、XYZ表示系におけるC光源でのY値の低い材料を用いる必要があり、そのためには顔料等の着色剤の含有量を多くする方法が採られる。しかしながら、このような着色剤の含有量の高い材料を用いて液晶配向制御用突起を形成すると、このカラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合に液晶層に顔料等の不純物が溶出して、電気的信頼性を低下させるという問題があった。 As a method for solving such a problem, a method of preventing light leakage by forming a liquid crystal alignment control protrusion with a material containing a colorant and blocking light transmission can be considered. Here, in order to obtain a liquid crystal alignment control protrusion having a light shielding ratio necessary for preventing light leakage, it is necessary to use a material having a low Y value with a C light source in an XYZ display system. A method of increasing the content of the colorant is employed. However, when the projection for controlling the alignment of liquid crystal is formed using a material having a high content of such a colorant, impurities such as pigments are eluted in the liquid crystal layer when this color filter is used in a liquid crystal display device. There was a problem of lowering the overall reliability.
また、上述したような光漏れの問題を解決する方法として、通常カラーフィルタに形成されるブラックマトリクス層とは別に、透明基板上の画素領域に遮光部を形成し、その上に形成された着色層上に液晶配向制御用突起を形成する方法も考えられる。このような方法の場合、液晶配向制御用突起を遮光部の形成領域からはみ出すことなく形成する必要があるため、液晶配向制御用突起の形成領域に対して、遮光部の形成領域を広くしなければならない。しかしながら、カラーフィルタ全体に対して遮光部が占有する領域が広くなりすぎてしまい、色表示時の輝度が下がるといった問題を有するものであった。
また、着色層を形成する際、透明基板上の画素領域に形成された遮光部周辺で盛り上がってしまうため、着色層の平坦性に劣るという問題もあった。
Further, as a method for solving the above-described light leakage problem, a light shielding portion is formed in a pixel region on a transparent substrate separately from a black matrix layer usually formed in a color filter, and a color formed thereon A method of forming a liquid crystal alignment control protrusion on the layer is also conceivable. In such a method, since the liquid crystal alignment control protrusions need to be formed without protruding from the light shielding part formation region, the light shielding part formation region must be wider than the liquid crystal alignment control protrusion formation region. I must. However, the area occupied by the light-shielding portion becomes too large with respect to the entire color filter, and there is a problem that the luminance at the time of color display decreases.
In addition, when the colored layer is formed, there is a problem that the colored layer is inferior in flatness because it swells around the light shielding portion formed in the pixel region on the transparent substrate.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液晶配向制御用手段を有するカラーフィルタに関して、液晶表示装置に用いた際、黒表示時に光漏れを防止することが可能であり、電気的信頼性の高いカラーフィルタおよびその製造方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a color filter having a liquid crystal alignment control means can prevent light leakage during black display when used in a liquid crystal display device. It is a main object to provide a highly reliable color filter and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された着色層と、上記着色層上に形成された透明電極層と、上記着色層間に形成された画素を画定するブラックマトリクス層と、上記透明電極層上の上記着色層に対応する領域に形成された液晶配向制御用手段とを有するカラーフィルタであって、上記透明電極層と上記液晶配向制御用手段との間に遮光性を有し、無機材料からなる遮光部が形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a transparent substrate, a colored layer formed on the transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the colored layer, and a pixel formed between the colored layers. A color filter having a black matrix layer to be defined and liquid crystal alignment control means formed in a region corresponding to the colored layer on the transparent electrode layer, the transparent electrode layer and the liquid crystal alignment control means, A color filter having a light shielding property and having a light shielding portion made of an inorganic material is provided.
本発明によれば、このカラーフィルタを液晶表示用装置に用いた場合、着色剤等が液晶層へ溶出することがなく、電気的信頼性を損なわないものとすることができる。
また、上記液晶配向制御用手段および遮光部の位置ずれがなく、必要以上に遮光部を大きく形成する必要がないため、輝度の高いカラーフィルタとすることができる。
さらに、上記遮光部を透明基板上の画素領域に形成しないため、着色層を形成したとき、盛り上がりが少ないので、平坦性の高いカラーフィルタとすることができる。
According to the present invention, when this color filter is used in a liquid crystal display device, the colorant or the like is not eluted into the liquid crystal layer, and the electrical reliability can be maintained.
In addition, since there is no positional deviation between the liquid crystal alignment control means and the light shielding part, and it is not necessary to form the light shielding part larger than necessary, a color filter with high luminance can be obtained.
Furthermore, since the light-shielding portion is not formed in the pixel region on the transparent substrate, when the colored layer is formed, there is little swell, so that a color filter with high flatness can be obtained.
本発明においては、上記ブラックマトリクス層が、上記透明電極層上に形成された層構成を有し、上記ブラックマトリクス層上に上記液晶配向制御用手段と同一の材料からなる透明層を有していてもよい。上記ブラックマトリクス層を遮光部と一括で形成することが可能となり、工程数が少なくなるため、コストを削減できるからである。 In the present invention, the black matrix layer has a layer structure formed on the transparent electrode layer, and has a transparent layer made of the same material as the liquid crystal alignment control means on the black matrix layer. May be. This is because the black matrix layer can be formed together with the light-shielding portion, and the number of processes is reduced, so that the cost can be reduced.
また、上記発明においては、上記透明電極層上に柱状スペーサが形成されており、上記柱状スペーサと上記透明電極層との間に上記遮光部が形成され、上記柱状スペーサが上記液晶配向制御用手段と同一の材料で形成されていてもよい。上記液晶配向制御用手段と柱状スペーサとが一体であり、同時に形成されるものであるので、別途柱状スペーサを形成する工程がいらず、コストを削減することができるからである。 Moreover, in the said invention, the columnar spacer is formed on the said transparent electrode layer, the said light-shielding part is formed between the said columnar spacer and the said transparent electrode layer, and the said columnar spacer is said means for liquid crystal orientation control. It may be made of the same material. This is because the liquid crystal alignment control means and the columnar spacer are integrated and formed at the same time, so that a separate step of forming the columnar spacer is not required and the cost can be reduced.
本発明においては、上記液晶配向制御用手段が液晶配向制御用突起であることが好ましい。液晶配向制御用突起は液晶分子を傾斜させ、液晶配向の分割を実現するのに適しているからである。 In the present invention, the liquid crystal alignment control means is preferably a liquid crystal alignment control protrusion. This is because the liquid crystal alignment control protrusion is suitable for tilting the liquid crystal molecules and realizing the division of the liquid crystal alignment.
本発明においては、上記遮光部のOD値が2.0以上であることが好ましい。これにより、光漏れの少ないカラーフィルタとすることができるからである。 In the present invention, the OD value of the light shielding part is preferably 2.0 or more. This is because a color filter with less light leakage can be obtained.
本発明は、透明基板上に着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板および上記着色層を覆うように透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、上記透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程と、上記遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段および透明層を形成する液晶配向制御用手段および透明層形成工程と、上記液晶配向制御用手段および上記透明層をレジスト層として上記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部およびブラックマトリクス層を形成する遮光部およびブラックマトリクス層形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。 The present invention provides a colored layer forming step of forming a colored layer on a transparent substrate, a transparent electrode layer forming step of forming a transparent electrode layer so as to cover the transparent substrate and the colored layer, and covering the transparent electrode layer. A light shielding portion forming layer forming step for forming a light shielding portion forming layer made of an inorganic material, and a photosensitive property for forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding portion forming layer. A resin layer forming step, a liquid crystal alignment controlling means and a transparent layer forming step of exposing and developing the photosensitive resin layer using an exposure mask and developing to form a liquid crystal alignment controlling means and a transparent layer, and the liquid crystal alignment A light-shielding part and a black matrix layer forming step of forming a light-shielding part and a black matrix layer by etching the light-shielding part forming layer using the control means and the transparent layer as a resist layer. It provides a method of manufacturing a color filter having a.
本発明によれば、ブラックマトリクス層と遮光部とを一括して形成することができるため、別途遮光部を形成する工程がいらないことから、コストを削減することが可能である。 According to the present invention, since the black matrix layer and the light shielding portion can be formed in a lump, there is no need to separately form a light shielding portion, so that the cost can be reduced.
また、上記発明においては、上記液晶配向制御用手段および透明層形成工程で、上記感光性樹脂層を階調マスクを用いて露光し、現像して上記透明層上に柱状スペーサを一体で形成してもよい。階調マスクを用いた一括露光により、複数の部材を同時に形成することができ、カラーフィルタの製造工程を簡略化することが可能である。 In the above invention, in the liquid crystal alignment control means and the transparent layer forming step, the photosensitive resin layer is exposed using a gradation mask, developed, and a columnar spacer is integrally formed on the transparent layer. May be. By batch exposure using a gradation mask, a plurality of members can be formed at the same time, and the manufacturing process of the color filter can be simplified.
また、本発明は、透明基板上に画素を画定するブラックマトリクス層を形成するブラックマトリクス層形成工程と、上記透明基板上の上記ブラックマトリクス層の開口部に着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板、上記着色層、および、上記ブラックマトリクス層を覆うように透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、上記透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程と、上記遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段を形成する液晶配向制御用手段形成工程と、上記液晶配向制御用手段をレジスト層として上記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部を形成する遮光部形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。 The present invention also provides a black matrix layer forming step of forming a black matrix layer defining pixels on a transparent substrate, and a colored layer forming step of forming a colored layer in the opening of the black matrix layer on the transparent substrate. A transparent electrode layer forming step of forming a transparent electrode layer so as to cover the transparent substrate, the colored layer, and the black matrix layer; and a light-shielding property so as to cover the transparent electrode layer, and made of an inorganic material. A light shielding part forming layer forming step for forming a light shielding part forming layer, a photosensitive resin layer forming process for forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding part forming layer, and the photosensitive resin layer Is exposed to light using an exposure mask and developed to form a liquid crystal alignment control means, and the light shielding portion forming layer is etched using the liquid crystal alignment control means as a resist layer. To provide a method for manufacturing a color filter; and a light shielding part forming step of forming a light-shielding portion by quenching.
本発明によれば、液晶配向制御用手段をレジスト層として遮光部を形成するため、上記液晶配向制御用手段よりも遮光部を太く設計することなく、形成することが可能である。 According to the present invention, since the light shielding portion is formed using the liquid crystal alignment control means as a resist layer, it is possible to form the light shielding portion without designing it thicker than the liquid crystal alignment control means.
本発明によれば、液晶配向制御用手段を有するカラーフィルタに関して、液晶表示装置に用いた際、黒表示時に光漏れを防止することが可能で、電気的信頼性の高いカラーフィルタを製造することが可能であるという効果を奏する。 According to the present invention, for a color filter having a liquid crystal alignment control means, when used in a liquid crystal display device, it is possible to prevent light leakage during black display and to manufacture a color filter with high electrical reliability. There is an effect that is possible.
本発明は、カラーフィルタおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a color filter and a manufacturing method thereof.
A.カラーフィルタ
まず、本発明のカラーフィルタについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された着色層と、上記着色層上に形成された透明電極層と、上記着色層間に形成された画素を画定するブラックマトリクス層と、上記透明電極層上の上記着色層に対応する領域に形成された液晶配向制御用手段とを有するカラーフィルタであって、上記透明電極層と上記液晶配向制御用手段との間に遮光性を有し、無機材料からなる遮光部が形成されていることを特徴とするものである。
A. Color Filter First, the color filter of the present invention will be described.
The color filter of the present invention includes a transparent substrate, a colored layer formed on the transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the colored layer, and a black matrix layer defining pixels formed between the colored layers. And a liquid crystal alignment control means formed in a region corresponding to the colored layer on the transparent electrode layer, wherein the color filter has a light shielding property between the transparent electrode layer and the liquid crystal alignment control means. And a light-shielding portion made of an inorganic material is formed.
本発明においては、カラーフィルタの層構成により、2つの態様に分けることができる。具体的には、上記ブラックマトリクス層が、上記透明電極層上に形成された層構成を有し、上記ブラックマトリクス層上に上記液晶配向制御用手段と同一の材料からなる透明層を有する態様(以下、第1の態様とする。)と、上記ブラックマトリクス層が、上記透明基板上に形成され、上記ブラックマトリクス層と上記着色層とを覆うようにして上記透明電極層が形成された層構成を有する態様(以下、第2の態様とする。)とに分けることができる。本発明においては、特に第1の態様が好ましい。第1の態様によれば、上記ブラックマトリクス層および上記遮光部を同時に形成することができ、カラーフィルタの製造工程を簡略化することができるからである。
以下、それぞれについて説明する。
In the present invention, the color filter layer structure can be divided into two modes. Specifically, the black matrix layer has a layer structure formed on the transparent electrode layer, and has a transparent layer made of the same material as the liquid crystal alignment control means on the black matrix layer ( Hereinafter, it is referred to as a first aspect.) And a layer configuration in which the black matrix layer is formed on the transparent substrate, and the transparent electrode layer is formed so as to cover the black matrix layer and the colored layer. It can be divided into an embodiment having the following (hereinafter referred to as a second embodiment). In the present invention, the first aspect is particularly preferable. According to the first aspect, the black matrix layer and the light shielding portion can be formed at the same time, and the manufacturing process of the color filter can be simplified.
Each will be described below.
I.第1の態様
本態様のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された着色層と、上記着色層上に形成された透明電極層と、上記着色層間に形成された画素を画定するブラックマトリクス層と、上記透明電極層上の上記着色層に対応する領域に形成された液晶配向制御用手段とを有し、上記透明電極層と上記液晶配向制御用手段との間に遮光性を有し、無機材料からなる遮光部が形成されているカラーフィルタであって、上記ブラックマトリクス層が、上記透明電極層上に形成された層構成を有し、上記ブラックマトリクス層上に上記液晶配向制御用手段と同一の材料からなる透明層を有することを特徴とするものである。
I. 1st aspect The color filter of this aspect defines the transparent substrate, the colored layer formed on the said transparent substrate, the transparent electrode layer formed on the said colored layer, and the pixel formed between the said colored layers. And a liquid crystal alignment control means formed in a region corresponding to the colored layer on the transparent electrode layer, and a light shielding property between the transparent electrode layer and the liquid crystal alignment control means. The black matrix layer has a layer structure formed on the transparent electrode layer, and the liquid crystal is formed on the black matrix layer. It has a transparent layer made of the same material as the orientation control means.
図1(a)は、本態様のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図1(a)に例示するように、本態様のカラーフィルタ1は、透明基板2と、透明基板2上に形成された着色層3(図1中では3R、3G、3B)と、着色層3を覆うようにして形成された透明電極層5と、透明電極層5上の着色層3に対応する領域に形成された液晶配向制御用手段6と、透明電極層5上の着色層3間に形成されたブラックマトリクス層4と、ブラックマトリクス層4上に形成された透明層8とを有するものである。ここで、透明電極層5と液晶配向制御用手段6との間には、遮光部7が形成されている。
Fig.1 (a) is a schematic sectional drawing which shows an example of the color filter of this aspect. As illustrated in FIG. 1A, the color filter 1 of this embodiment includes a
本態様によれば、上記ブラックマトリクス層と上記遮光部とを一つの工程で形成することができるため、ブラックマトリクス層を別途形成する必要がなく、コストを抑えることが可能である。
以下、本態様のカラーフィルタの各構成について、それぞれ説明する。
According to this aspect, since the black matrix layer and the light-shielding portion can be formed in one step, it is not necessary to separately form the black matrix layer, and costs can be reduced.
Hereinafter, each configuration of the color filter of this aspect will be described.
1.遮光部
本態様のカラーフィルタに用いられる遮光部は、上記透明電極層と上記液晶配向制御用手段との間に形成され、遮光性を有し、無機材料からなるものである。
1. Light Shielding Part The light shielding part used in the color filter of this embodiment is formed between the transparent electrode layer and the liquid crystal alignment control means, and has a light shielding property and is made of an inorganic material.
上記遮光部は、後述する液晶配向制御用手段に遮光性を付与するために形成されるものである。これにより、上記液晶配向制御用手段は遮光性を有する色剤等を含有しなくて済むため、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に使用した際、電気的信頼性を低下させないものとすることが可能となる。 The light-shielding portion is formed to impart light-shielding properties to the liquid crystal alignment control means described later. As a result, the liquid crystal alignment control means does not need to contain a colorant or the like having a light-shielding property. Therefore, when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device, the electrical reliability is not lowered. Is possible.
本態様に用いられる遮光部の厚みとしては、100Å〜4000Åの範囲内が好ましく、中でも500Å〜2500Åの範囲内、特に500Å〜2000Åの範囲内が好ましい。上記範囲を超える場合、エッチングの際に不良を生じやすくなるからであり、上記範囲に満たない場合、遮光部が所望する遮光性を保てなくなるからである。 The thickness of the light shielding part used in this embodiment is preferably in the range of 100 to 4000 mm, more preferably in the range of 500 to 2500 mm, and particularly preferably in the range of 500 to 2000 mm. This is because when the above range is exceeded, defects are likely to occur during etching, and when the above range is not reached, the light shielding part cannot maintain a desired light shielding property.
また、上記遮光部の形状、および寸法としては、後述する液晶配向制御用手段によって適宜調整されるものである。 Further, the shape and size of the light shielding part are appropriately adjusted by means for controlling the alignment of liquid crystal described later.
上記遮光部に用いられる材料としては、遮光性を有し、成膜が可能な無機材料であるならば特に限定されないが、クロム、あるいは、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系材料が好ましい。このようなクロム系材料は、薄膜に成膜することができ、コスト、品質の点でも好ましいからである。 The material used for the light-shielding portion is not particularly limited as long as it is a light-shielding inorganic film-forming inorganic material, but chromium or a chromium-based material such as chromium oxide, chromium nitride, or chromium oxynitride Is preferred. This is because such a chromium-based material can be formed into a thin film and is preferable in terms of cost and quality.
上記遮光部のOD値としては、2.0以上が好ましく、中でも2.0〜4.0程度、特に3.0〜4.0程度が好ましい。上記範囲に満たない場合、この遮光部を使用したカラーフィルタを用いた場合、光漏れを生じる可能性があるからである。 The OD value of the light-shielding part is preferably 2.0 or more, more preferably about 2.0 to 4.0, and particularly preferably about 3.0 to 4.0. This is because light leakage may occur when the color filter using the light shielding portion is used when the above range is not satisfied.
本態様に用いられる遮光部の形成方法は、後述する「B.カラーフィルタの製造方法」の項で詳しく説明するため、ここでの記載は省略する。 Since the method for forming the light shielding portion used in this embodiment will be described in detail in the section “B. Manufacturing method of color filter” described later, description thereof is omitted here.
2.液晶配向制御用手段
本態様のカラーフィルタに用いられる液晶配向制御用手段は、透明電極層上の上記着色層に対応する領域であって、前述の遮光部上に形成され、液晶配向を制御するものである。
2. Liquid crystal alignment control means
The liquid crystal alignment control means used in the color filter of this embodiment is a region corresponding to the colored layer on the transparent electrode layer, and is formed on the above-described light shielding portion to control the liquid crystal alignment.
上記液晶配向制御用手段の底面形状は、前述した遮光部の形状と同一である。これは、上記液晶配向制御用手段が、本態様のカラーフィルタの製造時に遮光部を形成する際のレジスト層として用いられるためである。これにより、上記液晶配向制御用手段および上記遮光部との間で位置ずれが起きないため、従来の方法で問題であった上記遮光部の形成領域が上記配向制御用手段の形成領域よりも大きい場合に起こる着色層の輝度の低下を防ぐことができる。 The shape of the bottom surface of the liquid crystal alignment control means is the same as the shape of the light shielding portion described above. This is because the liquid crystal alignment control means is used as a resist layer when forming the light-shielding portion when manufacturing the color filter of this aspect. As a result, no positional deviation occurs between the liquid crystal alignment control means and the light shielding portion, so that the formation region of the light shielding portion, which was a problem in the conventional method, is larger than the formation region of the alignment control means. It is possible to prevent a decrease in luminance of the colored layer that occurs in some cases.
本態様において用いられる液晶配向制御用手段としては、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に使用した際、液晶配向を所望するように分割できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、液晶配向制御用突起と薄膜絶縁層とが挙げられる。本態様においては、図1に例示するように、液晶配向制御用突起が好ましい。液晶配向制御用突起は特に、MVA方式の液晶表示装置に使用され、液晶分子を傾斜させて、その配向をコントロールするのに適しているからである。
以下、液晶配向制御用突起について説明する。
The liquid crystal alignment control means used in this embodiment is not particularly limited as long as it can be divided as desired when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device. And a liquid crystal alignment control protrusion and a thin film insulating layer. In this embodiment, as illustrated in FIG. 1, a liquid crystal alignment control protrusion is preferable. This is because the liquid crystal alignment control protrusion is particularly used for an MVA liquid crystal display device and is suitable for controlling the alignment by inclining liquid crystal molecules.
Hereinafter, the liquid crystal alignment control protrusion will be described.
(a)液晶配向制御用突起
本態様において用いられる液晶配向制御用突起の形状としては、液晶の配向を制御できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば円錐状や角錐状であってもよく、また円錐台状や角錐台状であってもよい。上記液晶配向制御用突起の形状は、液晶表示装置の種類等に応じて適宜選択される。
(A) Liquid crystal alignment control protrusion The shape of the liquid crystal alignment control protrusion used in this aspect is not particularly limited as long as the liquid crystal alignment can be controlled. For example, the liquid crystal alignment control protrusion is conical or pyramidal. Alternatively, it may be a truncated cone shape or a truncated pyramid shape. The shape of the liquid crystal alignment control protrusion is appropriately selected according to the type of the liquid crystal display device.
また上記液晶配向制御用突起の形成に用いられる樹脂組成物としては、ネガ型の硬化性樹脂組成物であってもよく、またポジ型の硬化性樹脂組成物であってもよい。ネガ型の硬化性樹脂組成物としては、例えば多官能アクリレートモノマー、ポリマー及び光重合開始剤を含有する組成物とすることができる。またポジ型の硬化性樹脂組成物としては、少なくともポジ型の硬化性樹脂を含有する組成物とすることができる。 The resin composition used for forming the liquid crystal alignment control protrusions may be a negative curable resin composition or a positive curable resin composition. As a negative curable resin composition, it can be set as the composition containing a polyfunctional acrylate monomer, a polymer, and a photoinitiator, for example. Further, the positive curable resin composition can be a composition containing at least a positive curable resin.
上記ネガ型の硬化性樹脂組成物に用いられる多官能アクリレートモノマーとしては、アクリル基やメタクリル基等のエチレン性不飽和結合含有基を2つ以上有する化合物が用いられ、具体的には、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等を例示することができる。 As the polyfunctional acrylate monomer used in the negative curable resin composition, a compound having two or more ethylenically unsaturated bond-containing groups such as an acryl group or a methacryl group is used. (Meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, hexane di (meth) acrylate , Neopentyl glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanedioldia Relate, pentaerythritol (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate can be exemplified dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
多官能アクリレートモノマーは、2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本発明において(メタ)アクリルとはアクリル又はメタクリルのいずれかであることを意味し、(メタ)アクリレートとはアクリレート基又はメタクリレートのいずれかであることを意味する。 You may use a polyfunctional acrylate monomer in combination of 2 or more types. In the present invention, (meth) acryl means either acryl or methacryl, and (meth) acrylate means either an acrylate group or methacrylate.
またネガ型の硬化性樹脂組成物に用いられるポリマーとしては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ABS樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を例示することができる。 Examples of the polymer used in the negative curable resin composition include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS. Resin, polymethacrylic acid resin, ethylene-methacrylic acid resin, polyvinyl chloride resin, chlorinated vinyl chloride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, nylon 6, nylon 66, nylon 12, polyethylene terephthalate, poly Butylene terephthalate, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyether ether ketone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyvinyl butyral, epoxy resin, phenoxy Resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyamic acid resin, polyether imide resin, phenol resin, may be mentioned urea resin and the like.
さらにポリマーとしては、重合可能なモノマーであるメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニル−2−ピロリドン、グリシジル(メタ)アクリレートの中から選ばれる1種以上と、(メタ)アクリル酸、アクリル酸の二量体(例えば、東亞合成化学(株)製M−5600)、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中から選ばれる1種以上からなるポリマー又はコポリマーも例示できる。また、上記のコポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等も例示できるが、これらに限定されるものではない。 Furthermore, as the polymer, polymerizable monomers such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate , Tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, styrene , Α-methylstyrene, N-vinyl-2-pyrrolidone, glycidyl (meth) acrylate and a dimer of (meth) acrylic acid and acrylic acid (for example, Toagosei Chemical Co., Ltd.) M-5600), itaconic acid, ku Tonsan, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetate, polymers or copolymers comprising one or more selected from among these anhydrides can also be exemplified. Moreover, although the polymer etc. which added the ethylenically unsaturated compound which has a glycidyl group or a hydroxyl group to said copolymer can be illustrated, it is not limited to these.
またネガ型の硬化性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤としては、紫外線、電離放射線、可視光、或いは、その他の各波長、特に365nm以下のエネルギー線で活性化し得る光ラジカル重合開始剤を使用することができる。そのような光重合開始剤して具体的には、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミン)ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンジルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、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)−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、n−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製N1717、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本発明では、これらの光重合開始剤を1種のみ又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Moreover, as a photoinitiator used for a negative type curable resin composition, the radical photopolymerization initiator which can be activated with an ultraviolet ray, ionizing radiation, visible light, or other each wavelength, especially an energy ray below 365 nm is used. Can be used. Specific examples of such a photopolymerization initiator include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone, 4,4-dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpro Piophenone, p-tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, Nzoin methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis ( p-azidobenzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione 2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) Oxime, Michler's ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, naphthalene Sulfonyl chloride, quinoline sulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, Adeka N1717, carbon tetrabromide, tri Examples include combinations of photoreducing dyes such as bromophenyl sulfone, benzoin peroxide, eosin, and methylene blue with reducing agents such as ascorbic acid and triethanolamine. In the present invention, these photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
またポジ型の硬化性樹脂組成物としては、例えばナフトキノンジアジド、ベンゾキノンジアジドなどのキノンジアジド類や、ジアゾメチルドラム酸、ジアゾジメドン、3−ジアゾ−2,4−ジオンなどのジアゾ化合物や、o−ニトロベンジルエステル、オニウム塩、オニウム塩とポリフタルアルデヒド、コリン酸t−ブチルの混合物の様な光分解剤(溶解抑制剤)と、OH基を持ちアルカリに可溶なハイドロキノン、フロログルシン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンなどのモノマーや、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、スチレンとマレイン酸、マレイミドの共重合物、フェノール系とメタクリル酸、スチレン、アクリロニトリルの共重合物などのポリマーの混合物や縮合物、あるいはポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ヘキサフルオロブチル、ポリメタクリル酸ジメチルテトラフルオロプロピル、ポリメタクリル酸トリクロロエチル、メタクリル酸メチル−アクリルニトリル共重合体、ポリメチルイソプロペニルケトン、ポリα−シアノアクリレート、ポリトリフルオロエチル−α−クロロアクリレートなどが挙げられる。この中でも汎用性の面から、ノボラック樹脂を主成分とする混合・縮合物が好ましく用いられる。 Examples of the positive curable resin composition include quinone diazides such as naphthoquinone diazide and benzoquinone diazide, diazo compounds such as diazomethyl drum acid, diazodimedone and 3-diazo-2,4-dione, and o-nitrobenzyl. Esters, onium salts, photodegradants (dissolution inhibitors) such as a mixture of onium salts and polyphthalaldehyde, t-butyl cholate, hydroquinone, phloroglucine, 2,3,4 -Mixtures of monomers such as monomers such as trihydroxybenzophenone, novolak resins such as phenol novolak resin and cresol novolak resin, copolymers of styrene and maleic acid and maleimide, and copolymers of phenolic and methacrylic acid, styrene and acrylonitrile. Or condensate Polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate, polyhexafluorobutyl methacrylate, polydimethyltetrafluoropropyl methacrylate, polytrichloroethyl methacrylate, methyl methacrylate-acrylonitrile copolymer, polymethyl isopropenyl ketone, poly α-cyano Examples thereof include acrylate and polytrifluoroethyl-α-chloroacrylate. Among these, from the viewpoint of versatility, a mixed / condensed product containing a novolak resin as a main component is preferably used.
上記液晶配向制御用突起の形成方法としては、上記液晶配向制御用突起を上述した形状に形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、フォトリソグラフィー法等一般的な方法とすることができる。詳しくは「B.カラーフィルタの製造方法」の項で説明する。 The method for forming the liquid crystal alignment control protrusion is not particularly limited as long as it can form the liquid crystal alignment control protrusion in the shape described above, and a general method such as a photolithography method may be used. it can. Details will be described in the section “B. Color Filter Manufacturing Method”.
(b)薄膜絶縁層
液晶配向制御用手段としては、上述した液晶配向制御用突起の他に、例えば薄膜絶縁層を用いてもよい。
(B) Thin Film Insulating Layer As the liquid crystal alignment control means, for example, a thin film insulating layer may be used in addition to the liquid crystal alignment control protrusion described above.
薄膜絶縁層とは、電圧が印加された際に絶縁性を示すものである。ここで、本発明でいう絶縁性とは、液晶表示装置に用いられた際に、透明電極層に印加される電圧に対して高抵抗を示すことをいい、具体的には、体積抵抗値が1013Ω・cm以上であることが好ましい。これにより、液晶表示装置に電圧が印加された際、薄膜絶縁層上では電界が発生せず、液晶の配向性を調整することが可能となる。
なお、上記体積抵抗値は、三菱化学株式会社製MCP−450で測定した値である。
A thin film insulating layer shows insulation when a voltage is applied. Here, the term “insulating” as used in the present invention means a high resistance to a voltage applied to the transparent electrode layer when used in a liquid crystal display device. It is preferably 10 13 Ω · cm or more. Thereby, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, an electric field is not generated on the thin film insulating layer, and the alignment of the liquid crystal can be adjusted.
In addition, the said volume resistance value is the value measured by Mitsubishi Chemical Corporation MCP-450.
本発明に用いられる薄膜絶縁層の形状としては、液晶の配向性に影響を与えないようなものであることが好ましい。これにより、液晶駆動側基板とカラーフィルタとの間に注入された液晶が、薄膜絶縁層の形状によって影響を受けることを防止することができ、電圧を印加した際に、目的とする方向に液晶を配向させることが可能となるからである。 The shape of the thin film insulating layer used in the present invention is preferably such that it does not affect the alignment of the liquid crystal. As a result, the liquid crystal injected between the liquid crystal driving side substrate and the color filter can be prevented from being affected by the shape of the thin film insulating layer, and when a voltage is applied, the liquid crystal is directed in the intended direction. This is because it becomes possible to orient.
このような薄膜絶縁層の厚みとして具体的には、膜厚が0.2μm〜0.5μm、中でも0.2μm〜0.4μm、特に0.3μm〜0.4μmの範囲内であることが好ましい。薄膜絶縁層の厚みを上記範囲内とすることで、目的とする絶縁性が得られ、また液晶の配向性に影響を与えないものとすることが可能となるからである。また、このような厚みとすることにより、カラーフィルタ表面の凹凸を少ないものとすることができ、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのセルギャップの制御が容易となる、という利点も有するからである。 Specifically, the thickness of such a thin film insulating layer is preferably 0.2 μm to 0.5 μm, more preferably 0.2 μm to 0.4 μm, and particularly preferably in the range of 0.3 μm to 0.4 μm. . This is because by setting the thickness of the thin-film insulating layer within the above range, it is possible to obtain a desired insulating property and not to affect the alignment of the liquid crystal. In addition, by setting the thickness as described above, the unevenness of the surface of the color filter can be reduced, and the cell gap between the color filter and the liquid crystal driving side substrate can be easily controlled. .
本発明に用いられる薄膜絶縁層の材料としては、絶縁性を有する感光性樹脂等が挙げられ、上述した液晶配向制御用突起と同様の材料を用いることができる。
また、形成方法についても、上述した液晶配向制御用突起と同様の方法とすることができる。
Examples of the material for the thin film insulating layer used in the present invention include an insulating photosensitive resin, and the same material as the liquid crystal alignment control protrusion described above can be used.
In addition, the forming method can be the same method as the liquid crystal alignment control protrusion described above.
3.透明基板
本発明に用いられる透明基板は、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。
3. Transparent substrate If the transparent substrate used for this invention is a board | substrate transparent with respect to visible light, it will not specifically limit, It can be set as the same thing as the transparent substrate used for a general color filter.
4.着色層
次に、本発明に用いられる着色層について説明する。本発明に用いられる着色層は、透明基板上に形成されるものである。
4). Next, the colored layer used in the present invention will be described. The colored layer used in the present invention is formed on a transparent substrate.
本発明における着色層の色数は特に限定されないが、複数色から構成され、一般的には、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層から構成される。
上記着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
Although the number of colors of the colored layer in the present invention is not particularly limited, it is composed of a plurality of colors, and is generally composed of a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer.
The colored pattern shape in the colored layer can be a known arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type, and the colored area can be arbitrarily set.
各色の着色層の材料は、各色の顔料や染料等の着色剤を感光性樹脂中に分散または溶解させたものである。 The color layer material of each color is obtained by dispersing or dissolving a colorant such as a pigment or dye of each color in a photosensitive resin.
赤色着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
緑色着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the colorant used in the red coloring layer include perylene pigments, lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, and isoindoline pigments. These pigments may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the colorant used in the green colored layer include phthalocyanine pigments such as halogen polysubstituted phthalocyanine pigments or halogen polysubstituted copper phthalocyanine pigments, triphenylmethane basic dyes, isoindoline pigments, and isoindolinone pigments. And pigments. These pigments or dyes may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the colorant used in the blue colored layer include copper phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, indanthrene pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments, and the like. These pigments may be used alone or in combination of two or more.
また、感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができるが、通常はネガ型感光性樹脂が用いられる。このネガ型感光性樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有するものが挙げられる。 In addition, as the photosensitive resin, either a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used, but a negative photosensitive resin is usually used. Examples of the negative photosensitive resin include those having reactive vinyl groups such as acrylate, methacrylate, polyvinyl cinnamate, or cyclized rubber.
着色剤および感光性樹脂を含有する着色層用感光性樹脂組成物には、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて、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、難燃剤等を添加してもよい。 A photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for the colored layer containing the colorant and the photosensitive resin, and further, if necessary, a sensitizer, a coating property improver, and a development improver. Further, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant and the like may be added.
5.ブラックマトリクス層
本態様に用いられるブラックマトリクス層は、透明電極層上に形成され、画素を画定するものである。
本態様に用いられるブラックマトリクス層の材料としては、上述した遮光部と同一である。また、上記ブラックマトリクス層の寸法としては、用いられる液晶表示装置の種類によって適宜調節される。
5. Black matrix layer
The black matrix layer used in this embodiment is formed on the transparent electrode layer and defines pixels.
The material of the black matrix layer used in this embodiment is the same as that of the light shielding portion described above. The dimensions of the black matrix layer are appropriately adjusted depending on the type of liquid crystal display device used.
6.透明層
本態様に用いられる透明層は、ブラックマトリクス層上に形成され、液晶配向制御用手段と同一の材料から形成されるものである。
上記透明層の材料については、上述した液晶配向制御用手段に用いられる材料と同様であるため、ここでの記載は省略する。
上記透明層の厚みとしては、液晶配向制御用手段の高さにより適宜調整される。
また、上記透明層の寸法としては、上述したブラックマトリクス層の寸法によって適宜調整される。
6). Transparent layer The transparent layer used in this embodiment is formed on the black matrix layer and is formed from the same material as the liquid crystal alignment control means.
About the material of the said transparent layer, since it is the same as that of the material used for the means for liquid crystal orientation control mentioned above, description here is abbreviate | omitted.
The thickness of the transparent layer is appropriately adjusted depending on the height of the liquid crystal alignment control means.
The dimension of the transparent layer is appropriately adjusted according to the dimension of the black matrix layer described above.
7.透明電極層
次に、本態様のカラーフィルタに用いられる透明電極層について説明する。本態様のカラーフィルタに用いられる透明電極層としては、一般的なカラーフィルタに用いられる透明電極層と同様とすることができ、例えば酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような透明電極層の厚みは、通常0.01μm〜1μm程度とすることができる。
7). Transparent electrode layer Next, the transparent electrode layer used for the color filter of this aspect is demonstrated. The transparent electrode layer used in the color filter of this embodiment can be the same as the transparent electrode layer used in a general color filter. For example, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide ( It can be formed by a general film forming method such as a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a CVD method using SnO) or the like and an alloy thereof. The thickness of such a transparent electrode layer can usually be about 0.01 μm to 1 μm.
8.柱状スペーサ
本態様においては、上記透明層上に柱状スペーサが一体に形成されていてもよい。
以下、柱状スペーサについて説明する。
8). Columnar spacers In this embodiment, columnar spacers may be integrally formed on the transparent layer.
Hereinafter, the columnar spacer will be described.
本態様に用いられる柱状スペーサは、上述した透明層上に一体で形成され、本態様のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた際に、液晶層の厚みを一定かつ均一に保つために設けられるものである。ここで、上記柱状スペーサは、上述した液晶配向制御用手段と同一の材料で形成されるものである。 The columnar spacer used in this embodiment is formed integrally on the above-described transparent layer, and is provided to keep the thickness of the liquid crystal layer constant and uniform when the color filter of this embodiment is used in a liquid crystal display device. It is. Here, the columnar spacer is formed of the same material as the liquid crystal alignment control means described above.
図1(b)は、本態様のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図1(b)に例示するように、本態様のカラーフィルタにおいては、透明層8上に柱状スペーサ9が一体で形成されていてもよい。なお、記載していないカラーフィルタの構成については、図1(a)と同様であるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of the color filter of this aspect. As illustrated in FIG. 1B, in the color filter of this aspect, the
このような柱状スペーサの形状としては、本態様のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合に、液晶層を一定に保つことが可能な形状であれば特に限定されるものではない。具体的には、柱状スペーサの形状としては、円柱形状、角柱形状、截頭錐体形状等を挙げることができる。 The shape of such a columnar spacer is not particularly limited as long as the liquid crystal layer can be kept constant when the color filter of this aspect is used in a liquid crystal display device. Specifically, examples of the shape of the columnar spacer include a columnar shape, a prismatic shape, and a truncated cone shape.
柱状スペーサの底面の大きさとしては、非画素領域の大きさやカラーフィルタの大きさ等により適宜選択される。 The size of the bottom surface of the columnar spacer is appropriately selected depending on the size of the non-pixel region, the size of the color filter, and the like.
また、柱状スペーサの高さとしては、本態様のカラーフィルタを液晶表示装置に用いる場合には、セルギャップと同程度であることが好ましい。具体的には、柱状スペーサの高さは、0.5μm〜10μm程度であることが好ましく、より好ましくは1μm〜8μmの範囲内である。 Further, the height of the columnar spacer is preferably about the same as the cell gap when the color filter of this embodiment is used in a liquid crystal display device. Specifically, the height of the columnar spacer is preferably about 0.5 μm to 10 μm, more preferably in the range of 1 μm to 8 μm.
柱状スペーサの数としては、本態様のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合に、セルギャップを一定に保つことが可能であれば特に限定されるものではなく、柱状スペーサの大きさやカラーフィルタの大きさ等により適宜選択される。 The number of columnar spacers is not particularly limited as long as the cell gap can be kept constant when the color filter of this embodiment is used in a liquid crystal display device. It is appropriately selected depending on the size and the like.
本態様においては、必要ならば、柱状スペーサ以外に、補助柱状スペーサを形成することができる。 In this embodiment, if necessary, auxiliary columnar spacers can be formed in addition to the columnar spacers.
本態様における補助柱状スペーサは、上記柱状スペーサより高さの低いものである。通常、液晶表示装置のカラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙は、微小な荷重に対して容易に狭まったり広がったりすることが好ましい。これにより、低温発泡や重力ムラ等が生じない液晶表示装置とすることができるからである。また大きな荷重がかけられた場合には、一定以上狭まることがなく、また荷重が除かれた際に、容易に元の間隙に戻ることが好ましい。これにより、外部からの衝撃等に強い液晶表示装置とすることができるからである。 The auxiliary columnar spacer in this aspect is lower in height than the columnar spacer. In general, it is preferable that the gap between the color filter of the liquid crystal display device and the liquid crystal driving side substrate is easily narrowed or widened against a minute load. This is because a liquid crystal display device in which low-temperature foaming, gravity unevenness and the like do not occur can be obtained. Further, when a large load is applied, it is preferable that the gap does not become narrower than a certain level, and when the load is removed, it easily returns to the original gap. This is because a liquid crystal display device that is resistant to external impact and the like can be obtained.
本態様において、上記透明電極層上に柱状スペーサより高さの低い補助柱状スペーサを形成した場合、小さな荷重の場合には、上記柱状スペーサのみで荷重を支えるため、液晶表示装置のカラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙が容易に変位するものとすることができる。一方、大きな荷重がかけられた場合、柱状スペーサおよび補助柱状スペーサで荷重を支えることから、液晶表示装置のカラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙が一定以上は変化しないものとすることができる。また大きな荷重で柱状スペーサが変形してしまうことも防ぐことが可能となる。したがって、上記柱状スペーサを形成することにより、微小荷重域での変位量が大きく、また局所的な荷重に対して十分な耐性を有する液晶表示装置を形成可能なカラーフィルタとすることができるという利点を有する。 In this embodiment, when an auxiliary columnar spacer having a height lower than that of the columnar spacer is formed on the transparent electrode layer, the load is supported only by the columnar spacer in the case of a small load. The gap with the drive side substrate can be easily displaced. On the other hand, when a large load is applied, since the load is supported by the columnar spacers and the auxiliary columnar spacers, the gap between the color filter of the liquid crystal display device and the liquid crystal driving side substrate cannot be changed more than a certain level. It is also possible to prevent the columnar spacer from being deformed by a large load. Therefore, by forming the columnar spacer, it is possible to provide a color filter that can form a liquid crystal display device that has a large amount of displacement in a minute load region and has sufficient resistance to a local load. Have
上記補助柱状スペーサの高さとしては、液晶表示装置の種類等により適宜選択されるが、通常、上記柱状スペーサの高さに対し、65%〜90%程度、中でも70%〜90%程度の高さとすることができる。また上記補助柱状スペーサが形成される位置としては、通常、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際に、表示に用いられない領域、すなわち着色層と着色層との間に形成される遮光部と対応する領域等とされる。 The height of the auxiliary columnar spacer is appropriately selected depending on the type of the liquid crystal display device and the like, but is usually about 65% to 90%, especially about 70% to 90% of the height of the columnar spacer. It can be. Further, the position where the auxiliary columnar spacer is formed is usually a region not used for display when a color filter is used in a liquid crystal display device, that is, a light shielding portion formed between a colored layer and a colored layer. And the corresponding area.
9.その他
本態様のカラーフィルタにおいては、上述した遮光部、液晶配向制御用手段、着色層、透明基板、ブラックマトリクス層、透明電極層、および柱状スペーサを有するものであるならば、特に限定されるものではなく、必要に応じて、他の構成を透明層上に適宜形成することができる。
9. Others The color filter of this embodiment is particularly limited as long as it has the above-described light-shielding portion, liquid crystal alignment control means, colored layer, transparent substrate, black matrix layer, transparent electrode layer, and columnar spacer. Instead, if necessary, other configurations can be appropriately formed on the transparent layer.
II.第2の態様
本態様のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された着色層と、上記着色層上に形成された透明電極層と、上記着色層間に形成された画素を画定するブラックマトリクス層と、上記透明電極層上の上記着色層に対応する領域に形成された液晶配向制御用手段とを有し、上記透明電極層と上記液晶配向制御用手段との間に遮光性を有し、無機材料からなる遮光部が形成されているカラーフィルタであって、上記ブラックマトリクス層が、上記透明基板上に形成され、上記ブラックマトリクス層と上記着色層とを覆うようにして上記透明電極層が形成された層構成を有することを特徴とするものである。
II. Second Aspect The color filter of this aspect defines a transparent substrate, a colored layer formed on the transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the colored layer, and a pixel formed between the colored layers. And a liquid crystal alignment control means formed in a region corresponding to the colored layer on the transparent electrode layer, and a light shielding property between the transparent electrode layer and the liquid crystal alignment control means. The black matrix layer is formed on the transparent substrate and covers the black matrix layer and the colored layer so as to cover the black matrix layer and the colored layer. It has a layer structure in which a transparent electrode layer is formed.
図2(a)は、本態様のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図2(a)に例示するように、本態様のカラーフィルタ1は、透明基板2と、透明基板2上に形成された着色層3(図2中では3R、3G、3B)と、透明基板2上に形成されたブラックマトリクス層4と、着色層3とブラックマトリクス層4とを覆うようにして形成された透明電極層5と、透明電極層5上の着色層3に対応する領域に形成された液晶配向制御用手段6とを有するものである。ここで、透明電極層5と液晶配向制御用手段6との間には、遮光部7が形成されている。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing an example of the color filter of this aspect. 2A, the color filter 1 of this embodiment includes a
本発明によれば、このカラーフィルタを液晶表示装置に用いたとき、液晶配向制御用手段として透明なものを用いることができるため、液晶に顔料等の不純物が溶出しないので電気的信頼性の低下を防ぐことができる。
また、上記遮光部を透明基板と着色層との間に形成しないため、着色層を形成したとき、盛り上がりが少ないので、平坦性の高いカラーフィルタとすることができる。
また、液晶配向制御用手段の材料に顔料を含まないことで、製版性が良くなるという利点も有する。
According to the present invention, when this color filter is used in a liquid crystal display device, a transparent one can be used as a liquid crystal alignment control means, so that impurities such as pigments do not elute in the liquid crystal, so that electrical reliability is reduced Can be prevented.
In addition, since the light-shielding portion is not formed between the transparent substrate and the colored layer, when the colored layer is formed, there is little swell, so that a color filter with high flatness can be obtained.
Further, since the material for the liquid crystal alignment control means does not contain a pigment, there is an advantage that the plate-making property is improved.
以下、それぞれの構成について説明する。 Hereinafter, each configuration will be described.
本態様における遮光部、液晶配向制御用手段、着色層、透明基板、および透明電極層については、「I.第1の態様」と同様であるので、ここでの説明は省略する。 The light-shielding part, the liquid crystal alignment control means, the colored layer, the transparent substrate, and the transparent electrode layer in this aspect are the same as those in “I. First aspect”, and thus the description thereof is omitted here.
1.ブラックマトリクス層
次に、本発明に用いられるブラックマトリクス層について説明する。本発明におけるブラックマトリクス層は、透明基板上に形成され、画素を画定するものである。このようなブラックマトリクス層が形成された領域は、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置とした際、表示に関係しない非表示領域とされる領域である。
1. Next, the black matrix layer used in the present invention will be described. The black matrix layer in the present invention is formed on a transparent substrate and defines pixels. Such a region where the black matrix layer is formed is a non-display region not related to display when the color filter of the present invention is used as a liquid crystal display device.
このようなブラックマトリクス層としては、一般的に、液晶表示装置用カラーフィルタのブラックマトリクス層として用いられるものと同様とすることができ、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等によって、厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングしたもの等であってもよく、また、例えば、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をフォトリソ法、印刷法等により形成したもの等であってもよい。 Such a black matrix layer can be generally the same as that used as a black matrix layer of a color filter for a liquid crystal display device. For example, the thickness is 1000 to 2000 mm by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. A thin metal film such as chromium may be formed, and the thin film may be patterned. For example, light shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments may be placed in a resin binder. A layer formed by a photolithography method, a printing method, or the like may be used.
2.その他
本態様のカラーフィルタにおいては、上述した遮光部、液晶配向制御用手段、着色層、透明基板、ブラックマトリクス層、および透明電極層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜形成することができ、例えば柱状スペーサが挙げられる。
2. Others The color filter of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the above-described light-shielding portion, liquid crystal alignment control means, colored layer, transparent substrate, black matrix layer, and transparent electrode layer, and is necessary. Such a member can be formed as appropriate, and examples thereof include a columnar spacer.
図2(b)に例示するように、本態様のカラーフィルタに用いられる柱状スペーサ9は、ブラックマトリクス層4上の透明電極層5上に形成されるものであり、本態様のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた際に、液晶層の厚みを一定かつ均一に保つために設けられるものである。ここで、柱状スペーサ9と液晶配向制御用手段6とは同一の材料からなるものである。また、柱状スペーサ9と透明電極層5との間には遮光部7が形成されているものである。
なお、ここで説明しない符号については、図2(a)と同様である。
As illustrated in FIG. 2B, the
In addition, about the code | symbol which is not demonstrated here, it is the same as that of Fig.2 (a).
上記柱状スペーサは、上述した液晶配向制御用手段と同時に形成することができるため、カラーフィルタの製造工程を簡略化することができる。 Since the columnar spacer can be formed simultaneously with the liquid crystal alignment control means described above, the color filter manufacturing process can be simplified.
本態様に用いられる柱状スペーサについては、上述した「I.第1の態様 8.柱状スペーサ」の項で詳しく説明したので、ここでの記載は省略する。
Since the columnar spacer used in this embodiment has been described in detail in the above-mentioned section “I.
B.カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、「A.カラーフィルタ」の項で説明した「第1の態様」のカラーフィルタと「第2の態様」のカラーフィルタとに対応して2つの態様がある。第1の態様のカラーフィルタの製造方法を第3の態様、第2の態様のカラーフィルタの製造方法を第4の態様として、以下に説明する。
B. Next, a method for producing a color filter of the present invention will be described.
The color filter manufacturing method of the present invention has two modes corresponding to the color filter of the “first mode” and the color filter of the “second mode” described in the section “A. Color filter”. . The manufacturing method of the color filter of the first aspect will be described below as a third aspect, and the manufacturing method of the color filter of the second aspect will be described as a fourth aspect.
I.第3の態様
本態様のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板および上記着色層を覆うように透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、上記透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程と、上記遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段および透明層を形成する液晶配向制御用手段および透明層形成工程と、上記液晶配向制御用手段および上記透明層をレジスト層として上記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部およびブラックマトリクス層を形成する遮光部およびブラックマトリクス層形成工程とを有することを特徴とする製造方法である。
I. 3rd aspect The manufacturing method of the color filter of this aspect consists of the colored layer formation process which forms a colored layer on a transparent substrate, and the transparent electrode layer formation which forms a transparent electrode layer so that the said transparent substrate and the said colored layer may be covered A light shielding part forming layer forming step for forming a light shielding part forming layer made of an inorganic material and having a light shielding property so as to cover the transparent electrode layer, and a photosensitive resin on the light shielding part forming layer. A photosensitive resin layer forming step for forming a photosensitive resin layer, and a liquid crystal alignment control means for exposing the photosensitive resin layer using an exposure mask and developing to form a liquid crystal alignment control means and a liquid crystal alignment control means for forming a transparent layer And a transparent layer forming step, the liquid crystal alignment control means and the transparent layer as a resist layer, and etching the light shielding portion forming layer to form a light shielding portion and a black matrix layer. And a trix layer forming step.
図3は本態様のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。図3に例示するように、本態様のカラーフィルタの製造方法は、透明基板2上に着色層3(図3中では3R、3G、3B)を形成する着色層形成工程(図3(a))と、上記透明基板2および上記着色層3を覆うように透明電極層5を形成する透明電極層形成工程(図3(b))と、上記透明電極層5を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層7’を形成する遮光部形成用層形成工程(図3(c))と、上記遮光部形成用層7’上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層10を形成する感光性樹脂層形成工程(図3(d))と、上記感光性樹脂層10を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段6および透明層8を形成する液晶配向制御用手段および透明層形成工程(図3(e))と、上記液晶配向制御用手段6および上記透明層8をレジスト層として上記遮光部形成用層7’をエッチングすることにより遮光部7およびブラックマトリクス層4を形成する遮光部およびブラックマトリクス層形成工程(図3(f))とを有する製造方法である。
FIG. 3 is a process diagram showing an example of a method for producing a color filter of this embodiment. As illustrated in FIG. 3, the color filter manufacturing method of the present embodiment includes a colored layer forming step (FIG. 3A) of forming a colored layer 3 (3 </ b> R, 3 </ b> G, and 3 </ b> B in FIG. 3) on the
本態様によれば、遮光部とブラックマトリクス層とを一つの工程で形成することが可能
であるので、工程数が少なくて済み、コストを削減することができる。
以下、それぞれの工程について説明する。
According to this aspect, since the light-shielding portion and the black matrix layer can be formed in one process, the number of processes can be reduced and the cost can be reduced.
Hereinafter, each process will be described.
1.着色層形成工程
本工程は、上記透明基板上の上記ブラックマトリクス層の開口部に着色層を形成する工程である。
1. Colored layer forming step This step is a step of forming a colored layer in the opening of the black matrix layer on the transparent substrate.
本工程に用いられる着色層を形成する着色層形成用塗工液は、各色の顔料や染料等の着色剤および感光性樹脂材料を溶媒中に分散または溶解させたものである。
着色剤および感光性樹脂については「A.カラーフィルタ」の項で説明したものと同様である。また、溶媒についても一般的なカラーフィルタの製造方法で用いられるものと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
The colored layer forming coating solution for forming the colored layer used in this step is obtained by dispersing or dissolving a colorant such as a pigment or dye of each color and a photosensitive resin material in a solvent.
The colorant and the photosensitive resin are the same as those described in the section “A. Color filter”. Further, since the solvent is the same as that used in a general color filter manufacturing method, detailed description thereof is omitted here.
本工程に用いられる着色層の方法としては、一般的なカラーフィルタの製造方法で用いられるものと同様であり、例えばインクジェット法やフォトリソグラフィー法等を挙げることができる。 The color layer method used in this step is the same as that used in a general color filter manufacturing method, and examples thereof include an ink jet method and a photolithography method.
2.透明電極層形成工程
本工程は、透明基板、着色層、およびブラックマトリクス層を覆うように透明電極層を形成する工程である。
本工程に用いられる透明電極層の材料および形成方法については、「A.カラーフィルタ」の項で説明したので、ここでの記載は省略する。
2. Transparent electrode layer formation process This process is a process of forming a transparent electrode layer so that a transparent substrate, a colored layer, and a black matrix layer may be covered.
Since the material and forming method of the transparent electrode layer used in this step have been described in the section “A. Color filter”, description thereof is omitted here.
3.遮光部形成用層形成工程
本工程は、透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する工程である。
3. Light shielding part forming layer forming step This step is a step of forming a light shielding part forming layer made of an inorganic material having a light shielding property so as to cover the transparent electrode layer.
本工程に用いられる遮光部形成用層の材料、および膜厚としては、「A.カラーフィルタ」の「1.遮光部」の項で形成したものと同様であるため、ここでの記載は省略する。 Since the material and film thickness of the light shielding part forming layer used in this step are the same as those formed in the section “1. Light shielding part” of “A. Color filter”, description is omitted here. To do.
本工程に用いられる遮光部形成用層の形成方法としては、クロム系材料を所望する膜厚に均一に成膜できる方法であれば、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD)が用いられる。 The method for forming the light shielding part forming layer used in this step is not particularly limited as long as it can uniformly form a chromium-based material in a desired film thickness. For example, sputtering, ion plating, etc. Or physical vapor deposition (PVD) such as vacuum vapor deposition.
4.感光性樹脂層形成工程
本工程は、遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する工程である。
本工程に用いられる感光性樹脂としては、「A.カラーフィルタ」の「2.液晶配向制御用手段」の項で記載した液晶配向制御用手段の材料と同様であるのでここでの記載は省略する。
上記感光性樹脂層の厚みとしては、形成される液晶配向制御用手段の形状により適宜調整される。
また、液晶配向制御用手段とともに柱状スペーサを形成する場合は、柱状スペーサの形状によって適宜調整される。
4). Photosensitive resin layer forming step This step is a step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding part forming layer.
The photosensitive resin used in this step is the same as the material of the liquid crystal alignment control means described in the section “2. Liquid crystal alignment control means” of “A. Color filter”, so description thereof is omitted here. To do.
The thickness of the photosensitive resin layer is appropriately adjusted depending on the shape of the liquid crystal alignment control means to be formed.
Further, when the columnar spacer is formed together with the liquid crystal alignment control means, it is appropriately adjusted depending on the shape of the columnar spacer.
上記感光性樹脂層の形成方法としては、感光性樹脂を遮光部形成用層上に均一に塗布することができるのであれば特に限定されず、一般的な塗布方法を用いて形成することができ、このような塗布方法としては、例えばスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等が挙げられる。
なお、必要に応じて、塗布された感光性樹脂層をプリベーク等してもよい。
The method for forming the photosensitive resin layer is not particularly limited as long as the photosensitive resin can be uniformly applied onto the light shielding part forming layer, and can be formed using a general application method. Examples of such coating methods include spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, and bead coating.
In addition, you may pre-bake the apply | coated photosensitive resin layer as needed.
5.液晶配向制御用手段および透明層形成工程
本工程は、上記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段および透明層を形成する工程である。
5. Liquid crystal alignment control means and transparent layer forming step This step is a step of forming the liquid crystal alignment control means and the transparent layer by exposing and developing the photosensitive resin layer using an exposure mask.
本工程に用いられる露光用マスクは、少なくとも液晶配向制御用手段と透明樹脂層とに態様する領域が、形成されているようなものであれば特に限定されず、一般的なカラーフィルタの形成時に用いられるものと同様とすることができる。 The exposure mask used in this step is not particularly limited as long as at least the region of the liquid crystal alignment control means and the transparent resin layer is formed. When forming a general color filter It can be the same as that used.
また、本工程においては、例えば階調マスクを用いて、上記液晶配向制御用手段および透明樹脂層以外にも柱状スペーサや補助柱状スペーサ等を形成してもよい。 In this step, columnar spacers, auxiliary columnar spacers, and the like may be formed in addition to the liquid crystal alignment control means and the transparent resin layer using, for example, a gradation mask.
図4は、本工程において、露光時に階調マスクを用いて、柱状スペーサを形成する工程図である。図4に例示するように、遮光部形成用層7’上に形成された透明樹脂層10(図4(a))を、階調マスク11を用い、露光光12を照射して露光し(図4(b))、現像することで液晶配向制御用手段6、透明層8、および透明層8上に一体で柱状スペーサ9を形成する(図4(c))。
なお、記載されていない符号については、図3と同様であるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 4 is a process diagram for forming columnar spacers using a gradation mask during exposure in this process. As illustrated in FIG. 4, the transparent resin layer 10 (FIG. 4A) formed on the light shielding
In addition, since the code | symbol which is not described is the same as that of FIG. 3, description here is abbreviate | omitted.
上記の場合に用いられる階調マスクとしては、遮光領域、半透明領域、および透過領域を有するものである。
遮光領域、半透明領域、および透過領域の形状としては、特に限定されるものではなく、形成する液晶配向制御用手段、透明層、および柱状スペーサによって適宜調整される。
The gradation mask used in the above case has a light shielding region, a semi-transparent region, and a transmission region.
The shapes of the light-shielding region, translucent region, and transmissive region are not particularly limited, and are appropriately adjusted depending on the liquid crystal alignment control means to be formed, the transparent layer, and the columnar spacer.
上記階調マスクの材料および形成方法については、一般的なカラーフィルタの製造時に用いられる階調マスクの材料および形成方法と同様できるためここでの記載は省略する。 The gradation mask material and the formation method can be the same as the gradation mask material and the formation method used in manufacturing a general color filter, and thus description thereof is omitted here.
上記感光性樹脂層の露光方法、現像方法については、一般的なカラーフィルタの製造時に用いられる方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。 The exposure method and development method of the photosensitive resin layer are the same as those used in the production of a general color filter, and thus description thereof is omitted here.
上記液晶配向制御用手段が液晶配向制御用突起である場合は、液晶を傾斜させやすい形状にするため、通常、現像後に加熱処理等を行う。 When the liquid crystal alignment control means is a liquid crystal alignment control protrusion, heat treatment or the like is usually performed after development in order to make the liquid crystal easy to tilt.
6.遮光部およびブラックマトリクス層形成工程
本工程は、上記液晶配向制御用手段および上記透明層をレジスト層として上記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部およびブラックマトリクス層を形成する工程である。
6). Light shielding part and black matrix layer forming step This process is a step of forming the light shielding part and the black matrix layer by etching the light shielding part forming layer using the liquid crystal alignment control means and the transparent layer as a resist layer.
本工程に用いられるエッチング方法としては、液晶配向制御用手段および透明電極層に影響を与えることなく、不要な遮光部形成用層のみを除去できる方法であるならば特に限定されないが、ウェットエッチングを用いることが好ましい。ウェットエッチングはコストや生産効率の点で有利である。また、ウェットエッチングは化学反応で溶解が進行するため、エッチャントを選択することによりエッチング速度を容易に制御できる点からも好ましい。 The etching method used in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of removing only the unnecessary light shielding portion forming layer without affecting the liquid crystal alignment control means and the transparent electrode layer, but wet etching is not particularly limited. It is preferable to use it. Wet etching is advantageous in terms of cost and production efficiency. In addition, since the wet etching is dissolved by a chemical reaction, it is preferable from the viewpoint that the etching rate can be easily controlled by selecting an etchant.
エッチング剤としては、硝酸セリウム系ウェットエッチャントが好適に用いられる。硝酸セリウム系ウェットエッチャントはクロム系材料をエッチングするのに適しているからである。 As the etching agent, a cerium nitrate wet etchant is preferably used. This is because the cerium nitrate wet etchant is suitable for etching a chromium material.
本態様のカラーフィルタの製造方法は、上述した工程以外にも、必要な工程があれば適宜行うことができる。 The manufacturing method of the color filter of this aspect can be suitably performed if there are necessary steps in addition to the steps described above.
II.第4の態様
本態様のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に画素を画定するブラックマトリクス層を形成するブラックマトリクス層形成工程と、上記透明基板上の上記ブラックマトリクス層の開口部に着色層を形成する着色層形成工程と、上記透明基板、上記着色層、および、上記ブラックマトリクス層を覆うように透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、上記透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程と、上記遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段を形成する液晶配向制御用手段形成工程と、上記液晶配向制御用手段をレジスト層として上記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部を形成する遮光部形成工程とを有することを特徴とする製造方法である。
II. Fourth aspect A method for producing a color filter according to this aspect includes a black matrix layer forming step of forming a black matrix layer defining pixels on a transparent substrate, and a colored layer at an opening of the black matrix layer on the transparent substrate. A colored layer forming step of forming a transparent electrode layer so as to cover the transparent substrate, the colored layer, and the black matrix layer; and a light shielding property so as to cover the transparent electrode layer A light shielding part forming layer forming step for forming a light shielding part forming layer made of an inorganic material, and forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding part forming layer A step of forming a liquid crystal alignment control means by exposing the photosensitive resin layer using an exposure mask and developing to form a liquid crystal alignment control means, and the liquid crystal alignment control means as a resist. And a light shielding part forming step of forming the light shielding part by etching the light shielding part forming layer as a layer.
図5は、本態様のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。図5に例示するように、透明基板2上にブラックマトリクス層4を形成するブラックマトリクス層形成工程(図5(a))と、透明基板2上のブラックマトリクス層4の開口部に着色層3(図5中では、3R、3G、3B)を形成する着色層形成工程(図5(b))と、透明基板2、着色層3、および、ブラックマトリクス層4を覆うように透明電極層5を形成する透明電極層形成工程(図5(c))と、透明電極層5を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層7’を形成する遮光部形成用層形成工程(図5(d))と、遮光部形成用層7’上に感光性樹脂層10を形成する感光性樹脂層形成工程(図5(e))と、感光性樹脂層10を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段6を形成する液晶配向制御用手段形成工程(図5(f))と、液晶配向制御用手段6をレジスト層として遮光部形成用層7’をエッチングすることにより遮光部7を形成する遮光部形成工程(図5(g))と有する製造方法である。
FIG. 5 is a process diagram showing an example of a method for producing a color filter of this aspect. As illustrated in FIG. 5, the black matrix layer forming step (FIG. 5A) for forming the black matrix layer 4 on the
本態様によれば、液晶配向制御用手段をレジスト層として遮光部の形成を行うことで、従来の方法で問題となる液晶配向制御用手段と遮光部との位置ずれが起こらないため、予め遮光部を大きく形成する必要がなく、開口率を大きく設計できるため、透過率の高いカラーフィルタを形成することができる。 According to this aspect, since the liquid crystal alignment control means is used as a resist layer to form the light shielding portion, the liquid crystal alignment control means and the light shielding portion, which are problematic in the conventional method, do not cause misalignment. It is not necessary to form a large portion and the aperture ratio can be designed to be large, so that a color filter with high transmittance can be formed.
本態様における着色層形成工程、透明電極層形成工程、および遮光部形成用層形成工程については、上述した「I.第3の態様」の項に記載した工程と同様であるため、ここでの記載は省略する。 Since the colored layer forming step, the transparent electrode layer forming step, and the light shielding portion forming layer forming step in this embodiment are the same as the steps described in the above-mentioned section of “I. Third Embodiment”, Description is omitted.
1.ブラックマトリクス層形成工程
本工程は、透明基板上にブラックマトリクス層を形成する工程である。
本工程において用いられるブラックマトリクス層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタの製造方法で用いられるものと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
1. Black matrix layer formation process This process is a process of forming a black matrix layer on a transparent substrate.
Since the formation method of the black matrix layer used in this step is the same as that used in a general color filter manufacturing method, detailed description thereof is omitted here.
2.感光性樹脂層形成工程
本工程は、遮光部形成用層上に、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する工程である。
2. Photosensitive resin layer forming step This step is a step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding part forming layer.
本工程において用いられる感光性樹脂、および感光性樹脂層形成用層の形成方法としては「I.第3の態様」の項に記載した工程と同様であるため、ここでの記載は省略する。 Since the photosensitive resin used in this step and the method for forming the photosensitive resin layer forming layer are the same as those described in the section “I. Third Aspect”, description thereof is omitted here.
本工程により形成される感光性樹脂層の厚みとしては、液晶配向制御用手段の形状により、適宜決定されるものである。
また、透明層上に柱状スペーサを形成する場合は、所望する柱状スペーサの高さによって適宜調整される。
The thickness of the photosensitive resin layer formed in this step is appropriately determined depending on the shape of the liquid crystal alignment control means.
Moreover, when forming a columnar spacer on a transparent layer, it adjusts suitably according to the height of the columnar spacer desired.
3.液晶配向制御用手段形成工程
本工程は、感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段を形成する工程である。
3. Liquid crystal alignment control means forming step This step is a step of exposing the photosensitive resin layer using an exposure mask and developing to form liquid crystal alignment control means.
露光方法、および現像方法としては、一般的なカラーフィルタにおける液晶配向制御用手段を形成する際に用いられる方法と同様とすることができる。また、必要ならば、現像後の液晶配向制御用手段を焼成してもよい。 The exposure method and the development method can be the same as those used when forming liquid crystal alignment control means in a general color filter. If necessary, the liquid crystal alignment control means after development may be baked.
また、本工程により形成される液晶配向制御用手段としては、上述した「A.カラーフィルタ」の項で説明したので、ここでの説明は省略する。 Further, since the liquid crystal alignment control means formed in this step has been described in the section “A. Color filter” described above, description thereof is omitted here.
本工程において、液晶配向制御用手段とともに柱状スペーサを形成する場合は、露光時に階調マスクを用いて露光を行う。 In this step, when the columnar spacer is formed together with the liquid crystal alignment control means, exposure is performed using a gradation mask during exposure.
上記の場合、用いられる階調マスクとしては、上述した「I.第3の態様」の項で記載したものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。 In the above case, the gradation mask to be used can be the same as that described in the above-mentioned “I. Third Aspect” section, and thus the description thereof is omitted here.
上記液晶配向制御用手段が液晶配向制御用突起である場合は、液晶を傾斜させやすい形状にするため、通常、現像後に加熱処理等を行う。 When the liquid crystal alignment control means is a liquid crystal alignment control protrusion, heat treatment or the like is usually performed after development in order to make the liquid crystal easy to tilt.
4.遮光部形成工程
本工程は、液晶配向制御用手段をレジスト層として上記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部を形成する工程である。
エッチング方法、およびエッチング剤については「I.第3の態様」の項に記載した工程と同様であるため、ここでの記載は省略する。
4). Light Shielding Part Forming Step This step is a step of forming the light shielding part by etching the light shielding part forming layer using the liquid crystal alignment control means as a resist layer.
Since the etching method and the etching agent are the same as those described in the section “I. Third Aspect”, description thereof is omitted here.
本態様のカラーフィルタの製造方法は、上述した工程以外にも、必要な工程があれば適宜行うことができる。 The manufacturing method of the color filter of this aspect can be suitably performed if there are necessary steps in addition to the steps described above.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。 The following examples illustrate the present invention more specifically.
[実施例1]
(カラーフィルタの作製)
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にネガ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 CFPR DN-83)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像、熱処理して線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリクス層を形成した。
次に、下記組成の赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、および青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 1]
(Production of color filter)
As the substrate, a glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 300 mm × 400 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After this substrate is cleaned according to a regular method, a negative photosensitive resist (CFPR DN-83 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the entire surface of one side of the substrate, and exposed, developed, and heat-treated through a predetermined mask A black matrix layer having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm was formed.
Next, a negative photosensitive resin composition for a red colored layer, a negative photosensitive resin composition for a green colored layer, and a negative photosensitive resin composition for a blue colored layer having the following compositions were prepared.
<赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物>
・赤色有機顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
4.8重量部
・黄色有機顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(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) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for red colored layer>
・ Red organic pigment (Chromophthal Red A2B manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
4.8 parts by weight / yellow organic pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.2 parts by weight / pigment dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 parts by weight / monomer (Sartomer SR399) 0 parts by weight, Polymer I 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
1.4 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent ( Propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight
<緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物>
・緑色有機顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄色有機顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(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) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for green colored layer>
Green organic pigment (Avisia Monastral Green 9Y-C) 4.2 parts by weight Yellow organic pigment (BASF Pariol Yellow D1819) 1.8 parts by weight Pigment dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 parts by weight / monomer (SR 399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight / polymer I 5.0 parts by weight / initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
1.4 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent ( Propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight
<青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物>
・青色有機顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(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) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
なお、上記のポリマーI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。
<Negative photosensitive resin composition for blue colored layer>
Blue organic pigment (BASF Heliogen Blue L6700F) 6.0 parts by weight Pigment derivative (Abyssia Solsperse 5000) 0.6 parts by weight Pigment dispersant (Bic Chemie Dispersic 161) 2.4 parts by weight -Monomer (SR399, SR399) 4.0 parts by weight-Polymer I 5.0 parts by weight-Initiator (Ciba Specialty Chemicals Irgacure 907)
1.4 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent ( Propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight The above polymer I is benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (mol) Ratio) is obtained by adding 16.9 mol% of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate to 100 mol% of the copolymer, and the weight average molecular weight is 42500.
次いで、ガラス基板上にブラックマトリクス層を覆うように赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色着色層を形成した。この赤色着色層は、長方形状(100μm×300μm)とした。
その後、緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色着色層、青色着色層を形成した。これにより、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層が配列された着色層を形成した。
次に、ブラックマトリクス層および着色層を覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる透明電極層(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。
Next, a negative photosensitive resin composition for a red colored layer is applied by a spin coating method so as to cover the black matrix layer on the glass substrate, and exposed and developed through a photomask for the red colored layer, A red colored layer was formed. The red colored layer was rectangular (100 μm × 300 μm).
Then, the green colored layer and the blue colored layer were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green colored layer and the negative photosensitive resin composition for the blue colored layer. Thereby, a colored layer in which a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer were arranged was formed.
Next, a transparent electrode layer (thickness 1500 mm) made of indium tin oxide (ITO) was formed by sputtering so as to cover the black matrix layer and the colored layer.
さらに、透明導電膜上に、スパッタリング法により、透明導電膜を覆うようにクロム薄膜を形成した(膜厚1000Å、光学濃度 3.8)。形成したクロム膜上にポジ型フォトレジスト(ロームアンドハース社製 LC-130)をスピンコート法により塗布し、フォトマスクを介して、露光、現像、焼成を行い、液晶配向制御用突起を形成した。 Further, a chromium thin film was formed on the transparent conductive film by a sputtering method so as to cover the transparent conductive film (thickness 1000 mm, optical density 3.8). A positive photoresist (LC-130 manufactured by Rohm and Haas) was applied onto the formed chromium film by spin coating, and exposure, development, and baking were performed through a photomask to form liquid crystal alignment control protrusions. .
その後、下記組成のエッチング液を使用して、液晶配向制御用突起と透明導電膜との間のみにクロム薄膜が形成されるようにクロム薄膜のエッチングを行った。
<エッチング液組成>
・硝酸第2セリウムアンモニウム20%
・硝酸7%
・水73%
Thereafter, the chromium thin film was etched using an etching solution having the following composition so that the chromium thin film was formed only between the liquid crystal alignment control protrusion and the transparent conductive film.
<Etching solution composition>
・ Ceric ammonium nitrate 20%
・
・ 73% of water
その後、上記ガラス基板上にセルギャップ保持の柱状スペーサ用の感光性樹脂組成物(JSR(株)製オプトマーNN780)をスピンコート法により塗布し、フォトマスクを介して、露光、現像して、柱状スペーサを形成した。この柱状スペーサは、ドット形状(下底30μmφ、高さ3.5μm)とした。 Then, a photosensitive resin composition for columnar spacers with cell gap retention (Optomer NN780 manufactured by JSR Co., Ltd.) is applied on the glass substrate by a spin coating method, exposed and developed through a photomask, and columnar. A spacer was formed. This columnar spacer had a dot shape (lower bottom 30 μmφ, height 3.5 μm).
(液晶セルの作製)
上記のように形成したカラーフィルタ表面の透明電極膜上にポリイミドからなる配向膜を形成した。その後、TFTを形成したガラス基板上に垂直配向用液晶を必要量滴下した後、上述して形成したカラーフィルタを重ね合わせ、UV硬化性樹脂をシール材として用い常温で0.3kgf/cm2の圧力をかけながら400mJ/cm2の照射量で露光することにより接合してセルを作製し、セルの上部と下部に偏光軸が90度となるように偏光板を貼り付けて液晶セルとした。
(Production of liquid crystal cell)
An alignment film made of polyimide was formed on the transparent electrode film on the surface of the color filter formed as described above. Thereafter, a required amount of vertical alignment liquid crystal is dropped on the glass substrate on which the TFT is formed, and then the color filter formed as described above is overlaid, and a UV curable resin is used as a sealing material to form 0.3 kgf / cm 2 at room temperature. A cell was prepared by bonding by exposing at a dose of 400 mJ / cm 2 while applying pressure, and a polarizing plate was attached to the upper and lower portions of the cell so that the polarization axis was 90 degrees to obtain a liquid crystal cell.
[実施例2]
透明基板上にブラックマトリクス層を形成せずに、着色層、透明導電膜、クロム薄膜の形成を行い、液晶配向制御用突起を形成する際に、ブラックマトリクス層を形成すべき領域にポジ型フォトレジストを形成した以外は、実施例1と同様の方法により、カラーフィルタを作製し、その後セル組みを行って、液晶セルを作製した。
[Example 2]
Without forming the black matrix layer on the transparent substrate, a colored layer, a transparent conductive film, and a chromium thin film are formed, and when forming the liquid crystal alignment control protrusion, a positive photo is applied to the region where the black matrix layer is to be formed. A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that a resist was formed, and then cell assembly was performed to produce a liquid crystal cell.
[比較例1]
透明導電膜上にクロム薄膜を形成せずに、液晶配向制御用突起を形成した以外は、実施例1と同様の方法により、カラーフィルタを作製し、その後セル組みを行って、液晶セルを作製した。
[Comparative Example 1]
A liquid crystal cell is manufactured by preparing a color filter by the same method as in Example 1 except that a protrusion for controlling liquid crystal alignment is formed without forming a chromium thin film on the transparent conductive film. did.
[比較例2]
ブラックマトリクス層を形成する際に、液晶配向制御用突起を形成すべき領域に、アライメントによる位置ずれを考慮して、液晶配向制御用突起形成パターンよりも、2μm大きくブラックマトリクス層を同時に形成した以外は、実施例1と同様の方法により、カラーフィルタを作製し、その後セル組みを行って、液晶セルを作製した。
[Comparative Example 2]
When forming the black matrix layer, in consideration of misalignment due to alignment, the black matrix layer was formed 2 μm larger than the liquid crystal alignment control protrusion formation pattern in the region where the alignment control protrusions should be formed. Produced a color filter by the same method as in Example 1, and then assembled cells to produce a liquid crystal cell.
[評価]
上述したように作製した液晶セルをバックライトの上で通電し、電圧印加時の輝度をTOPCON社製SR-3分光放射輝度計にて測定した。また電圧印加前と電圧印加時の輝度の比率から液晶セルのコントラストを算出した。結果を表1に示す。
[Evaluation]
The liquid crystal cell produced as described above was energized on the backlight, and the luminance at the time of voltage application was measured with an SR-3 spectral radiance meter manufactured by TOPCON. Further, the contrast of the liquid crystal cell was calculated from the ratio of luminance before voltage application and at the time of voltage application. The results are shown in Table 1.
液晶配向制御用突起の底面と同一の大きさである遮光部を有する実施例1および実施例2では、比較例1、比較例2に比べてコントラストの高いものとなった。 In Example 1 and Example 2 having the light-shielding portion having the same size as the bottom surface of the liquid crystal alignment control protrusion, the contrast was higher than in Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
1 …カラーフィルタ
2 …透明基板
3、3R、3G、3B …着色層
4 …ブラックマトリクス層
5 …透明電極層
6 …液晶配向制御用手段
7 …遮光部
7’ …遮光部形成用層
8 …透明層
9 …柱状スペーサ
10 …感光性樹脂層
11 …階調マスク
12 …露光光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
前記透明電極層と前記液晶配向制御用手段との間に遮光性を有し、無機材料からなる遮光部が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。 A transparent substrate, a colored layer formed on the transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the colored layer, a black matrix layer defining pixels formed between the colored layers, and the transparent electrode layer A liquid crystal alignment control means formed in a region corresponding to the colored layer of the color filter,
A color filter having a light shielding property and comprising a light shielding part made of an inorganic material between the transparent electrode layer and the liquid crystal alignment control means.
前記透明基板および前記着色層を覆うように透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
前記透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程と、
前記遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段および透明層を形成する液晶配向制御用手段および透明層形成工程と、
前記液晶配向制御用手段および前記透明層をレジスト層として前記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部およびブラックマトリクス層を形成する遮光部およびブラックマトリクス層形成工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 A colored layer forming step of forming a colored layer on the transparent substrate;
A transparent electrode layer forming step of forming a transparent electrode layer so as to cover the transparent substrate and the colored layer;
A light shielding part forming layer forming step of forming a light shielding part forming layer made of an inorganic material having a light shielding property so as to cover the transparent electrode layer;
A photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding portion forming layer;
A liquid crystal alignment control means and a transparent layer forming step of exposing the photosensitive resin layer using an exposure mask and developing to form a liquid crystal alignment control means and a transparent layer; and
A light shielding portion and a black matrix layer forming step of forming a light shielding portion and a black matrix layer by etching the light shielding portion forming layer using the liquid crystal alignment control means and the transparent layer as a resist layer. A method for producing a color filter.
前記透明基板上の前記ブラックマトリクス層の開口部に着色層を形成する着色層形成工程と、
前記透明基板、前記着色層、および、前記ブラックマトリクス層を覆うように透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
前記透明電極層を覆うように遮光性を有し、無機材料からなる遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程と、
前記遮光部形成用層上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層を露光用マスクを用いて露光し、現像して液晶配向制御用手段を形成する液晶配向制御用手段形成工程と、
前記液晶配向制御用手段をレジスト層として前記遮光部形成用層をエッチングすることにより遮光部を形成する遮光部形成工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 A black matrix layer forming step of forming a black matrix layer defining pixels on a transparent substrate;
A colored layer forming step of forming a colored layer in an opening of the black matrix layer on the transparent substrate;
A transparent electrode layer forming step of forming a transparent electrode layer so as to cover the transparent substrate, the colored layer, and the black matrix layer;
A light shielding part forming layer forming step of forming a light shielding part forming layer made of an inorganic material having a light shielding property so as to cover the transparent electrode layer;
A photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on the light shielding portion forming layer;
A liquid crystal alignment control means forming step of exposing the photosensitive resin layer using an exposure mask and developing to form a liquid crystal alignment control means; and
A method for producing a color filter, comprising: forming a light shielding part by etching the light shielding part forming layer using the liquid crystal alignment control means as a resist layer.
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