JP2010039269A - Color filter substrate, manufacturing method therefor, and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーフィルタ基板及びその製造方法、並びに液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a color filter substrate, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device.
従来から、液晶表示装置として、複数色の画素を有してカラー画像の表示を行うカラー液晶表示装置が知られている。このカラー液晶表示装置は、複数のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板に対向して配置されて複数の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称する)を有するTFT基板と、これらカラーフィルタ基板とTFT基板との間に設けられた液晶層とを備えている。 Conventionally, as a liquid crystal display device, a color liquid crystal display device having a plurality of color pixels and displaying a color image is known. The color liquid crystal display device includes: a color filter substrate having a plurality of color filters; a TFT substrate having a plurality of thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) disposed opposite to the color filter substrate; And a liquid crystal layer provided between the filter substrate and the TFT substrate.
図13は、従来のカラーフィルタ基板の一部を拡大して概略的に示す断面図である。 FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged part of a conventional color filter substrate.
カラーフィルタ基板には、図13に示すように、ガラス基板100の表面に枠状に且つその枠内に格子状に形成された金属製のブラックマトリクス101が設けられ、このブラックマトリクス101に区画された各領域にカラーフィルタ102がそれぞれ設けられている。金属製のブラックマトリクス101は遮光率が比較的高いので比較的薄く形成されているのに対し、各カラーフィルタ102は色純度等を十分に得るためにブラックマトリクス101よりも厚く形成されている。
As shown in FIG. 13, the color filter substrate is provided with a metal
そして、ブラックマトリクス101上には、図中に示すように、そのブラックマトリクス101を形成する際にマスクとして用いたレジスト層103が積層されたままの状態で残されている(例えば、特許文献1参照)。これにより、ブラックマトリクス101と各カラーフィルタ102との段差を減少させてその段差による液晶分子の配向乱れを抑制し、且つレジスト層を除去する工程をなくしている。
Then, on the
さらに、このカラーフィルタ基板には、各カラーフィルタ102を覆うように共通電極104が設けられ、この共通電極104からブラックマトリクス101の外側に引き出されて端子部105が設けられている。
ところで、レジスト層をマスクとして金属膜をウェットエッチングすることによりブラックマトリクスを形成すると、金属膜がレジスト層の側端よりも内側にまで等方的にエッチングされるいわゆるエッチングシフトが発生するため、図13に示すように、ブラックマトリクス101がレジスト層103の内側に形成され、レジスト層103の側端部がブラックマトリクス101よりも側方に突出して庇状部分103aが形成される。
By the way, when a black matrix is formed by wet etching the metal film using the resist layer as a mask, a so-called etching shift occurs in which the metal film isotropically etched to the inside from the side edge of the resist layer. As shown in FIG. 13, the
このようにレジスト層103に庇状部分103aが形成されると、ブラックマトリクスの外枠部101aよりも外側に突出した庇状部分103aとガラス基板100との間に隙間sが形成されるため、その後に共通電極104と共に端子部105を形成する際に共通電極104から端子部105を引き出す引き出し部分においてその庇状部分103aを覆うことが難しく、共通電極104と端子部105とが電気的に接続され難い。
When the
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、共通電極とその共通電極から引き出された端子部とを確実に電気的に接続することにある。 The present invention has been made in view of such various points, and an object of the present invention is to reliably connect a common electrode and a terminal portion drawn from the common electrode.
上記の目的を達成するために、この発明では、各カラーフィルタを覆う共通電極及びその共通電極から上記ブラックマトリクスの外側に引き出された端子部を形成するよりも前に、ブラックマトリクスの外枠部よりも外側に突出したレジスト層の外側端部を露光した後に加熱することにより、その外側端部をブラックマトリクスの側端面を覆うように融解させるようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the outer frame portion of the black matrix is formed before forming the common electrode covering each color filter and the terminal portion drawn out from the common electrode to the outside of the black matrix. The outer end portion of the resist layer protruding outward was exposed and then heated to melt the outer end portion so as to cover the side end surface of the black matrix.
具体的に、本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法は、透明基板に対して金属膜を形成した後、該金属膜の表面に枠状に且つ該枠内に格子状に形成されたレジスト層を形成し、該レジスト層をマスクとして等方性エッチングによって上記金属膜をパターニングすることにより、ブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、上記ブラックマトリクスによって区画された上記透明基板の各領域にカラーフィルタをそれぞれ形成するカラーフィルタ形成工程と、上記カラーフィルタがそれぞれ形成された透明基板に透明導電膜を形成して、上記各カラーフィルタを覆う共通電極及び該共通電極から上記ブラックマトリクスの外側に引き出された端子部を形成する透明導電膜形成工程とを含むカラーフィルタ基板の製造方法であって、上記透明導電膜形成工程よりも前に、上記ブラックマトリクスの外枠部よりも外側に突出した上記レジスト層の外側端部を露光した後に加熱することにより、該外側端部を上記ブラックマトリクスの側端面を覆うように融解させる融解工程を含むことを特徴とする。 Specifically, in the method for manufacturing a color filter substrate according to the present invention, after forming a metal film on a transparent substrate, a resist layer formed in a frame shape on the surface of the metal film and in a lattice shape in the frame And forming a black matrix by patterning the metal film by isotropic etching using the resist layer as a mask, and coloring each region of the transparent substrate partitioned by the black matrix. A color filter forming step for forming each filter; a transparent conductive film is formed on the transparent substrate on which each of the color filters is formed; and the common electrode that covers the color filters and the common electrode are drawn out of the black matrix. And a transparent conductive film forming step for forming the terminal portion, Then, prior to the transparent conductive film forming step, the outer end portion of the resist layer protruding outward from the outer frame portion of the black matrix is exposed and then heated, thereby heating the outer end portion to the black It includes a melting step of melting so as to cover a side end surface of the matrix.
この製造方法によると、カラーフィルタがそれぞれ形成された透明基板に透明導電膜を形成して、各カラーフィルタを覆うように設けられた共通電極及びその共通電極からブラックマトリクスの外側に引き出された端子部を形成する透明導電膜形成工程よりも前に、ブラックマトリクスの外枠部よりも外側に突出したレジスト層の外側端部を露光した後に加熱することにより、その外側端部をブラックマトリクスの側端面を覆うように融解させる融解工程を行う。この融解工程によってレジスト層の外側端部と透明基板との間の隙間がレジスト層の融解された外側端部によって埋められてなくなるため、透明導電膜形成工程において、端子部の引き出し部分によりレジスト層の外側端部が良好に覆われ、共通電極と端子部とが確実に電気的に接続される。 According to this manufacturing method, a transparent conductive film is formed on a transparent substrate on which each color filter is formed, and a common electrode provided so as to cover each color filter and a terminal drawn out of the black matrix from the common electrode Before the transparent conductive film forming step for forming the portion, the outer end portion of the resist layer protruding outward from the outer frame portion of the black matrix is exposed and then heated, so that the outer end portion is moved to the black matrix side. A melting step of melting so as to cover the end face is performed. In this melting process, the gap between the outer edge of the resist layer and the transparent substrate is not filled with the melted outer edge of the resist layer. The outer end portion of the first electrode is covered well, and the common electrode and the terminal portion are reliably electrically connected.
ところで、各カラーフィルタ及びレジスト層を覆うようにオーバーコート層を形成してそのオーバーコート層上に共通電極及びその共通電極の端子部を形成することによっても共通電極と端子部とを確実に電気的に接続することが可能になるが、オーバーコート層をフォトリソグラフィーによって形成する場合には、そのオーバーコート層を形成するためにレジスト塗布工程、硬化工程、露光工程、現像工程及び洗浄工程等の複数の工程の追加が必要となるため、製造工程が大幅に増加する。また、フォトリソグラフィーによるパターニングを行わずにオーバーコート層を形成するとしても、レジスト塗布工程、硬化工程及び洗浄工程等の複数の工程の追加が必要となり、製造工程が増加する。 By forming an overcoat layer so as to cover each color filter and the resist layer and forming the common electrode and the terminal portion of the common electrode on the overcoat layer, the common electrode and the terminal portion can be reliably electrically connected. However, when an overcoat layer is formed by photolithography, a resist coating process, a curing process, an exposure process, a development process, a cleaning process, etc. are performed in order to form the overcoat layer. Since it is necessary to add a plurality of processes, the manufacturing process is greatly increased. Further, even if the overcoat layer is formed without performing patterning by photolithography, it is necessary to add a plurality of processes such as a resist coating process, a curing process, and a cleaning process, thereby increasing the number of manufacturing processes.
これに対して、本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法では、オーバーコート層を形成することなく共通電極と端子部とが確実に電気的に接続されることにより、オーバーコート層を形成するための複数の工程が不要であるため、製造工程の増加が抑制される。 On the other hand, in the method for manufacturing a color filter substrate according to the present invention, the overcoat layer is formed by reliably connecting the common electrode and the terminal portion without forming the overcoat layer. Since the plurality of processes are not required, an increase in the manufacturing process is suppressed.
上記融解工程では、上記ブラックマトリクスをマスクとして上記レジスト層の外側端部に上記透明基板における上記ブラックマトリクスとは反対側から光を照射することが好ましい。 In the melting step, it is preferable that the outer end of the resist layer is irradiated with light from the opposite side of the transparent substrate from the black matrix using the black matrix as a mask.
この製造方法によると、ブラックマトリクスをマスクとしてレジスト層の外側端部に光を照射することにより、ブラックマトリクスとは別個のマスクの準備及びそのマスクとレジスト層が設けられた透明基板との位置合わせ等を行う必要がないため、レジスト層の外側端部への露光を容易に行うことが可能になる。 According to this manufacturing method, by irradiating the outer edge of the resist layer with light using the black matrix as a mask, preparation of a mask separate from the black matrix and alignment of the mask and the transparent substrate provided with the resist layer are performed. Therefore, it is possible to easily expose the outer edge of the resist layer.
また、本発明に係るカラーフィルタ基板は、透明基板と、上記透明基板上に枠状に且つ該枠内に格子状に形成された金属製のブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクス上に該ブラックマトリクスを形成するためのマスクとして設けられたレジスト層と、上記ブラックマトリクスによって区画された上記透明基板の各領域にそれぞれ設けられたカラーフィルタと、上記各カラーフィルタを覆うように設けられた共通電極と、上記共通電極から上記ブラックマトリクスの外側に引き出して設けられた端子部とを備えるカラーフィルタ基板であって、上記レジスト層の外枠部における外側端部は、上記ブラックマトリクスの側端面を覆っていることを特徴とする。 The color filter substrate according to the present invention includes a transparent substrate, a metal black matrix formed in a frame shape on the transparent substrate and in a lattice shape in the frame, and the black matrix on the black matrix. A resist layer provided as a mask for forming, a color filter provided in each region of the transparent substrate defined by the black matrix, a common electrode provided so as to cover the color filters, A color filter substrate including a terminal portion provided outside the black matrix from the common electrode, wherein an outer end portion of the outer frame portion of the resist layer covers a side end surface of the black matrix. It is characterized by that.
この構成によると、金属製のブラックマトリクス上にそのブラックマトリクスを形成するためのマスクとして設けられたレジスト層の外枠部における外側端部がブラックマトリクスの側端面を覆っている。このように構成されたカラーフィルタ基板は、各カラーフィルタを覆う共通電極及びその共通電極からブラックマトリクスの外側に引き出された端子部を形成するよりも前に、ブラックマトリクスの外枠部よりも外側に突出したレジスト層の外側端部を露光した後に加熱することにより、その外側端部をブラックマトリクスの側端面を覆うように融解させて形成される。そのことにより、共通電極及び端子部を形成するよりも前に、レジスト層の外側端部と透明基板との間の隙間がレジスト層の融解された外側端部によって埋められてなくなるため、その後に共通電極及び端子部を形成した際に、端子部の引き出し部分によってレジスト層の外側端部が良好に覆われ、共通電極と端子部とが確実に電気的に接続される。 According to this configuration, the outer end portion of the outer frame portion of the resist layer provided as a mask for forming the black matrix on the metal black matrix covers the side end surface of the black matrix. The color filter substrate configured as described above has a common electrode that covers each color filter and a terminal that is drawn from the common electrode to the outside of the black matrix before the outer frame of the black matrix. The outer end portion of the resist layer protruding to the surface is exposed and then heated to melt the outer end portion so as to cover the side end surface of the black matrix. As a result, the gap between the outer end of the resist layer and the transparent substrate is not filled with the melted outer end of the resist layer before forming the common electrode and the terminal portion. When the common electrode and the terminal portion are formed, the outer end portion of the resist layer is satisfactorily covered by the lead portion of the terminal portion, and the common electrode and the terminal portion are reliably electrically connected.
そして、各カラーフィルタ及びレジスト層を覆うようにオーバーコート層を形成してそのオーバーコート層上に共通電極及びその共通電極の端子部を形成することで共通電極と端子部とを確実に電気的に接続する場合に比べて、オーバーコート層を形成するための複数の工程が不要であるため、製造工程の増加が抑制される。 Then, an overcoat layer is formed so as to cover each color filter and the resist layer, and the common electrode and the terminal portion of the common electrode are formed on the overcoat layer, so that the common electrode and the terminal portion are reliably electrically connected. Since a plurality of steps for forming the overcoat layer are not necessary compared to the case of connecting to the substrate, an increase in manufacturing steps is suppressed.
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記カラーフィルタ基板と、上記カラーフィルタ基板に対向して配置されて複数のスイッチング素子を有する素子基板と、上記カラーフィルタ基板と上記素子基板との間に設けられた液晶層とを備えることを特徴とする。 In addition, the liquid crystal display device according to the present invention includes the color filter substrate, an element substrate having a plurality of switching elements disposed opposite to the color filter substrate, and the color filter substrate and the element substrate. And a liquid crystal layer provided.
この構成によると、上記カラーフィルタ基板を備えているので、液晶表示装置においても本発明の作用効果が具体的に奏される。 According to this configuration, since the color filter substrate is provided, the action and effect of the present invention can be specifically achieved also in the liquid crystal display device.
本発明によれば、カラーフィルタがそれぞれ形成された透明基板に透明導電膜を形成して、各カラーフィルタを覆う共通電極及びその共通電極からブラックマトリクスの外側に引き出された端子部を形成する透明導電膜形成工程よりも前に、ブラックマトリクスの外枠部よりも外側に突出したレジスト層の外側端部を露光した後に加熱することにより、その外側端部をブラックマトリクスの側端面を覆うように融解させる融解工程を行うので、共通電極と端子部とを確実に電気的に接続できる。 According to the present invention, a transparent conductive film is formed on a transparent substrate on which each color filter is formed, and a transparent electrode that forms a common electrode that covers each color filter and a terminal portion that is drawn out of the black matrix from the common electrode. Prior to the conductive film forming step, the outer end portion of the resist layer protruding outside the outer frame portion of the black matrix is exposed and then heated, so that the outer end portion covers the side end surface of the black matrix. Since the melting step of melting is performed, the common electrode and the terminal portion can be reliably electrically connected.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
《発明の実施形態1》
図1〜図12は、本発明の実施形態1を示している。図1は、液晶表示装置1の構成を概略的に示す断面図である。図2は、液晶表示装置1を構成するカラーフィルタ基板10を概略的に示す平面図である。図3は、図2のIII−III線に沿ってカラーフィルタ基板10の一部を概略的に示す断面図である。図4は、液晶表示装置1を構成してカラーフィルタ基板10に対向して配置された基板20の一部を概略的に示す平面図である。尚、図2では、後述の共通電極18aを透過して各カラーフィルタ17を図示している。
1 to 12
液晶表示装置1は、カラー画像の表示を行うカラー液晶表示装置であり、図1に示すように、液晶表示パネル5と、液晶表示パネル5の背面側(図中下側)に配置されたバックライトユニット40と、液晶表示パネル5に信号を供給して液晶表示パネル5の駆動を制御する制御回路部(図示省略)とを備えている。
The liquid
液晶表示パネル5は、図1に示すように、複数のカラーフィルタ17を有するカラーフィルタ基板10と、カラーフィルタ基板10に対向して配置されてスイッチング素子である複数の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称する)24を有するTFT基板20と、これらカラーフィルタ基板10とTFT基板20との間に設けられた液晶層30とを備えている。
As shown in FIG. 1, the liquid
カラーフィルタ基板10及びTFT基板20は、矩形状等に形成され、液晶層30側の表面に配向膜31,32がそれぞれ設けられていると共に、液晶層30とは反対側の表面に偏光板33,34がそれぞれ設けれている。これらカラーフィルタ基板10とTFT基板20との間には枠状のシール材35が配置されており、このシール材35の内側に液晶材料が封入されていることにより、上記液晶層30が構成されている。シール材35は、エポキシ樹脂等からなり、内部に導電粒子が分散されている。
The
この液晶表示パネル5は、画像表示を行う表示領域D、及び表示領域Dの外側に配置されて画像表示に寄与しない非表示領域である額縁領域Fを有している。図示は省略するが、表示領域Dは、マトリクス状に配置された複数の画素から構成され、各行において列方向に赤色、緑色及び青色等の複数色の画素が順に繰り返し配置されている。
The liquid
カラーフィルタ基板10は、図2に示すように、矩形状の透明基板であるガラス基板11を有し、図3に示すように、そのガラス基板11上に表示領域Dを囲むように枠状に且つその枠内に格子状に形成されたブラックマトリクス14が形成されている。このブラックマトリクス14は、例えば低反射クロム(Cr)層又は低反射ニッケル(Ni)系合金層等の遮光性を有する金属層が積層されて構成されている。
The
尚、ブラックマトリクス14は、本実施形態において金属層が積層されて構成されているとしているが、低反射クロム(Cr)層等の単層の金属層によって構成されていてもよい。
Although the
このブラックマトリクス14上には、そのブラックマトリクス14を形成する際にマスクとして用いたレジスト層13がブラックマトリクス14に重なるようにそのブラックマトリクス14に沿って枠状に且つその枠内に格子状に設けられている。このレジスト層13は、ブラックマトリクス14を覆うように設けられており、外枠部13aの両側端部(外側端部及び内側端部)及び外枠部13aの内側で互いに交差して格子状をなす複数の線状部13bの両側端部(以下、これらを合わせて単に側端部と称する)がブラックマトリクス14の側端面全体を覆ってガラス基板11側に広がるように形成されている。
On the
また、レジスト層13に覆われたブラックマトリクス14によって区画されたガラス基板11の各領域には、図3に示すように、カラーフィルタ17がそれぞれ設けられている。これら複数のカラーフィルタ17は各画素に対応する色をそれぞれ有し、図2に示すように、各行において列方向に赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ17r,17g,17bが順に繰り返し配置されている。
Further, as shown in FIG. 3, a
さらに、このカラーフィルタ基板10には、図2及び図3に示すように、表示領域Dを覆うようにITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料からなる透明導電膜18が設けられている。この透明導電膜18は、各カラーフィルタ17を覆うように設けられた共通電極18a、及びその共通電極18aからブラックマトリクス14の外枠部14aの外側にガラス基板11の各辺に向かってそれぞれ引き出して設けられた複数の端子部18bから構成されている。
Further, the
TFT基板20には、表示領域Dに、図4に示すように、互いに平行に延びる複数のソース線21、各ソース線21に交差するように互いに平行に延びる複数のゲート線22、及び各ゲート線22の間でそれら各ゲート線22と平行に延びる複数の補助容量線23が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
そして、各ソース線21と各ゲート線22との交差部付近にはスイッチング素子であるTFT24がそれぞれ設けられており、これら各TFT24は各交差部をなすソース線21及びゲート線22に接続されている。そして、各TFT24には、各カラーフィルタ17にそれぞれ対向するようにマトリクス状に設けられた複数の画素電極25が電気的に接続されている。これら各画素電極25は各補助容量線23に絶縁膜(図示省略)を介して重なるように設けられ、これら各画素電極25と各補助容量線23との間に各画素電極25に書き込まれた電位を保持するための補助容量が構成されている。
A
このTFT基板20の額縁領域Fには、図示は省略するが、各ソース線21に電気的に接続されてこれら各ソース線21を駆動させるソースドライバ部と、各ゲート線22に電気的に接続されてこれら各ゲート線22を駆動させるゲートドライバ部とが設けられている。これら各ドライバ部は、制御回路部に電気的に接続され、その制御回路部から出力された信号に基づき、所定の各ソース線21及び各ゲート線22にソース信号及びゲート信号を出力するように構成されている。
Although not shown, the frame region F of the
また、このTFT基板20の額縁領域Fには、図示は省略するが、制御回路部に電気的に接続されたコモン配線がシール材35に重なるように環状等に形成されている。このコモン配線には、カラーフィルタ基板10の各端子部18bにシール材35を介して重なるように複数のコモン転移端子部が形成されている。これら各コモン転移端子部は、シール材35中の導電粒子を介してカラーフィルタ基板10の各端子部18bにそれぞれ電気的に接続されている。
Further, although not shown in the figure, the frame region F of the
バックライトユニット40は、液晶表示パネル5のTFT基板20側に取り付けられている。このバックライトユニット40は、図示は省略するが、蛍光管やLED(Light Emitting Diode)等の光源、その光源から出射された光を液晶表示パネル5側に導光する導光部材、及びその導光部材の液晶表示パネル5側に設けられた複数の光学シート等がシャーシに配置された構造を有し、液晶表示パネル5へ光を照射するように構成されている。
The
このように、液晶表示装置1は、制御回路部から各ドライバ部及びコモン配線に出力された信号に基づいて、各画素電極25と共通電極18aとの間で液晶層30に電圧を印加して液晶分子の配向を制御し、これにより各画素におけるバックライトユニット40から照射される光の透過量を調整することにより、所望の画像表示を行うように構成されている。
Thus, the liquid
−製造方法−
次に、上記液晶表示装置1の製造方法について説明する。
-Manufacturing method-
Next, a method for manufacturing the liquid
液晶表示装置1の製造方法には、液晶表示パネル作製工程と、実装工程とが含まれる。
The manufacturing method of the liquid
(液晶表示パネル作製工程)
液晶表示パネル作製工程では、カラーフィルタ基板10及びTFT基板20をそれぞれ作製して両基板10,20に配向膜31,32を形成した後、これら両基板10,20をシール材35を介して互いに貼り合わせると共に、そのシール材35によって両基板10,20の間に液晶層30を封入することによって液晶表示パネル5を作製する。本発明に係る液晶表示装置1は、特にカラーフィルタ基板10に特徴があるので、カラーフィルタ基板10の作製方法について、以下に図5〜図12を参照しながら詳述する。図5〜図12は、カラーフィルタ基板10の作製方法を説明するための図であり、図3に対応する箇所を示す断面図である。
(Liquid crystal display panel manufacturing process)
In the liquid crystal display panel manufacturing process, the
カラーフィルタ基板10の作製方法には、ブラックマトリクス形成工程と、融解工程と、カラーフィルタ形成工程と、透明導電膜形成工程とが含まれる。
The manufacturing method of the
(ブラックマトリクス形成工程)
ブラックマトリクス形成工程では、まず、図5に示すように、ガラス基板11の全面に対してスパッタ法等によって低反射クロム(Cr)膜又は低反射ニッケル(Ni)系合金膜等の金属膜を連続して積層することによって金属積層膜(例えば厚さ150nm程度)12を形成する。次に、その金属積層膜12の全面にスピンコート法によってノボラック系フォトレジスト等のレジスト膜を形成した後、そのレジスト膜をフォトリソグラフィーによってパターニングし、図6に示すように、枠状に且つその枠内に格子状に形成されたレジスト層13を形成する。
(Black matrix formation process)
In the black matrix forming step, first, as shown in FIG. 5, a metal film such as a low reflection chromium (Cr) film or a low reflection nickel (Ni) alloy film is continuously applied to the entire surface of the
その後、レジスト層13をマスクとして硝酸第二セリウム塩溶液又は硝酸アンモニウム混合液等のエッチング液を用いたウェットエッチングによって、図7に示すように、金属積層膜12をパターニングすることにより、ブラックマトリクス14を形成する。このとき、金属積層膜12がレジスト層13の側端よりも内側にまで等方的にエッチングされるいわゆるエッチングシフトが発生し、ブラックマトリクス14がレジスト層13の内側に形成される。これにより、レジスト層13の側端部がブラックマトリクス14よりも側方に突出してガラス基板11との間に隙間sを有する庇状部分13cが形成される。
Thereafter, the
(融解工程)
次に行う融解工程では、図8に示すように、ガラス基板11におけるブラックマトリクス14とは反対側からガラス基板11全面に紫外線を照射し、ブラックマトリクス14をマスクとしてレジスト層13の庇状部分13c全体を露光して感光させる。ここで、図8中の矢印15は、紫外線を照射する方向を示している。このとき、ブラックマトリクス14の外枠部14aよりも外側に突出したレジスト層13の外側端部である庇状部分13cも露光されて感光する。そのことにより、感光した庇状部分13cは、露光量に比例して紫外線によって感光する感光基の分子結合が減少するため熱リフロー特性が向上する。
(Melting process)
In the next melting step, as shown in FIG. 8, the entire surface of the
その後、アニール装置を用いてレジスト層を220℃程度で加熱する。そのことにより、図9に示すように、先の露光によって比較的高い熱リフロー特性を有する庇状部分13cが融解されて、レジスト層13の庇状部分13cとガラス基板11との間の隙間sがその融解された庇状部分13cによって埋められてなくなると共に、その庇状部分をなす側端部13cがブラックマトリクス12の側端面を覆ってガラス基板11側に広がるように形成される。
Thereafter, the resist layer is heated at about 220 ° C. using an annealing apparatus. As a result, as shown in FIG. 9, the ridge-
この融解工程においてレジスト層13の庇状部分13cに必要な露光量は、レジスト層13の適正な露光量(レジスト層13が現像液に十分に可溶する露光量)からレジスト層13中における感光剤が全て感光する露光量(適正な露光量の7〜8倍程度の露光量)程度までの範囲であり、レジスト層13に対するブラックマトリクス14のエッチングシフトの幅、ブラックマトリクス14の厚み及び庇状部分をなす側端部13cが融解後になすガラス基板11に対する角度を考慮して適宜調整する。
In this melting step, the exposure amount necessary for the ridge-
尚、本実施形態の融解工程では、紫外線でレジスト層13の庇状部分13cを露光するとしたが、X線等の他の光でレジスト層の庇状部分を露光してもよい。この場合には、照射する光に合わせたレジスト材料(例えばX線を照射する場合にはX線レジスト材料)でレジスト層を形成しておく必要がある。
In the melting step of the present embodiment, the
(カラーフィルタ形成工程)
次に行うカラーフィルタ形成工程では、まず、図10に示すようにスピンコート法等によってレジスト層13を覆うようにガラス基板11全面に赤色樹脂膜16を塗布し、図11に示すようにフォトリソグラフィーによって赤色樹脂膜16をパターニングすることで赤色の各カラーフィルタ17rを形成する。続いて、赤色の各カラーフィルタ17rの形成と同様に、色樹脂膜の塗布及びフォトリソグラフィーをさらに2回繰り返し行うことにより、図12に示すように、緑色及び青色の各カラーフィルタ17g,17bを連続して形成する。
(Color filter forming process)
In the next color filter forming step, first, a
尚、本実施形態では、色樹脂膜を塗布した後にその色樹脂膜をフォトリソグラフィーによってパターニングして各カラーフィルタ17を形成するとしているが、印刷法や染色法等のその他の公知の方法によって各カラーフィルタ17を形成してもよい。
In the present embodiment, after the color resin film is applied, the color resin film is patterned by photolithography to form each
(透明導電膜形成工程)
その後行う透明導電膜形成工程では、成膜を行う領域に開口を有するマスクを介してスパッタリングを行うマスクスパッタリングにより、各カラーフィルタ17が形成されたガラス基板11に透明導電膜(例えば厚さ150nm程度)18を形成して、各カラーフィルタ17を覆う共通電極18a、及びその共通電極18aからブラックマトリクス14の外側にそれぞれ引き出された各端子部18bを形成する。以上の工程を行って、ブラックマトリクス14上にレジスト層13が残された状態のカラーフィルタ基板10が作製される。
(Transparent conductive film forming step)
In the transparent conductive film forming step performed thereafter, the transparent conductive film (for example, about 150 nm in thickness) is formed on the
(実装工程)
実装工程では、液晶表示パネル作製工程で作製された液晶表示パネル5に対し、両面に偏光板33,34を貼り付けた後、各ドライバ部、制御回路部及びバックライトユニット40を実装する。
(Mounting process)
In the mounting process, the
−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態1によると、カラーフィルタ17がそれぞれ形成されたガラス基板11に透明導電膜18を形成して、各カラーフィルタ17を覆うように設けられた共通電極18a及びその共通電極18aからブラックマトリクス14の外側に引き出された複数の端子部18bを形成する透明導電膜形成工程よりも前に、レジスト層13の庇状部分13cを露光した後に加熱することにより、その庇状部分13cをブラックマトリクス14の側端面を覆うように融解させる融解工程を行う。この融解工程によってレジスト層13の庇状部分13cとガラス基板11との間の隙間sがレジスト層13の融解された庇状部分13cによって埋められてなくなるため、透明導電膜形成工程において、各端子部18bの引き出し部分によりレジスト層13の外側端部13cを良好に覆うことができ、共通電極18aと各端子部18bとを確実に電気的に接続できる。
-Effect of Embodiment 1-
Therefore, according to the first embodiment, the transparent
ところで、各カラーフィルタ及びレジスト層を覆うようにオーバーコート層を形成してそのオーバーコート層上に共通電極及びその共通電極の端子部を形成することによっても共通電極と端子部とを確実に電気的に接続することが可能になるが、オーバーコート層をフォトリソグラフィーによって形成する場合には、そのオーバーコート層を形成するためにレジスト塗布工程、硬化工程、露光工程、現像工程及び洗浄工程等の複数の工程の追加が必要となるため、製造工程が大幅に増加する。また、フォトリソグラフィーによるパターニングを行わずにオーバーコート層を形成するとしても、レジスト塗布工程、硬化工程及び洗浄工程等の複数の工程の追加が必要となり、製造工程が増加する。 By forming an overcoat layer so as to cover each color filter and the resist layer and forming the common electrode and the terminal portion of the common electrode on the overcoat layer, the common electrode and the terminal portion can be reliably electrically connected. However, when an overcoat layer is formed by photolithography, a resist coating process, a curing process, an exposure process, a development process, a cleaning process, etc. are performed in order to form the overcoat layer. Since it is necessary to add a plurality of processes, the manufacturing process is greatly increased. Further, even if the overcoat layer is formed without performing patterning by photolithography, it is necessary to add a plurality of processes such as a resist coating process, a curing process, and a cleaning process, thereby increasing the number of manufacturing processes.
これに対して、本実施形態のカラーフィルタ基板10の製造方法では、オーバーコート層を形成することなく共通電極18aと端子部18bとを確実に電気的に接続できることにより、オーバーコート層を形成するための複数の工程が不要であるため、製造工程の増加を抑制できる。
In contrast, in the method for manufacturing the
さらに、融解工程において、ブラックマトリクス14をマスクとしてレジスト層13の庇状部分13cにガラス基板11におけるブラックマトリクス14とは反対側から光を照射することにより、ブラックマトリクス14とは別個のマスクの準備及びそのマスクとレジスト層13が設けられたガラス基板11との位置合わせ等を行う必要がないため、レジスト層13の庇状部分13cへの露光を容易に行うことができる。
Further, in the melting step, a mask separate from the
《その他の実施形態》
上記実施形態1では、融解工程においてレジスト層13の庇状部分13c全体を露光して感光させるとしたが、本発明はこれに限られず、ブラックマトリクス14の外枠部14aよりも外側に突出したレジスト層13の外側端部がなす庇状部分13cのみを露光して感光させてもよい。このようにしても、その後にレジスト層13を加熱してレジスト層13の感光した庇状部分13cをブラックマトリクス14の側端面を覆うように融解させることにより、レジスト層13の外側端部がなす庇状部分13cとガラス基板11との間の隙間sがレジスト層13の融解された庇状部分13cによって埋められてなくなるため、透明導電膜形成工程において、各端子部18bの引き出し部分によりレジスト層13の外側端部13cを良好に覆うことができ、共通電極18aと端子部18bとを確実に電気的に接続することが可能になる。
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In
上記実施形態1では、液晶表示装置1が複数のTFT24を有するTFT基板20を備えているとしたが、本発明はこれに限られず、液晶表示装置1は、TFT基板20に代えてMIM(Metal Insulator Metal)素子等のその他のスイッチング素子を複数有する素子基板を備えていてもよい。
In the first embodiment, the liquid
以上説明したように、本発明は、カラーフィルタ基板及びその製造方法、並びに液晶表示装置について有用であり、特に、共通電極とその共通電極から引き出された端子部とを確実に電気的に接続することが要望されるカラーフィルタ基板及びその製造方法、並びに液晶表示装置に適している。 As described above, the present invention is useful for a color filter substrate, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device, and in particular, reliably connects a common electrode and a terminal portion drawn from the common electrode. It is suitable for a color filter substrate and a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device.
1 液晶表示装置
10 カラーフィルタ基板
11 ガラス基板(透明基板)
12 金属積層膜(金属膜)
13 レジスト層
13a レジスト層の外枠部
13c レジスト層の庇状部分(外側端部)
14 ブラックマトリクス
14a ブラックマトリクスの枠状部
17 カラーフィルタ
18 透明導電膜
18a 共通電極
18b 端子部
20 TFT基板(素子基板)
25 TFT(スイッチング素子)
30 液晶層
40 バックライトユニット
1 Liquid
12 Metal laminated film (metal film)
13 Resist
14
25 TFT (switching element)
30
Claims (4)
上記ブラックマトリクスによって区画された上記透明基板の各領域にカラーフィルタをそれぞれ形成するカラーフィルタ形成工程と、
上記カラーフィルタがそれぞれ形成された透明基板に透明導電膜を形成して、上記各カラーフィルタを覆う共通電極及び該共通電極から上記ブラックマトリクスの外側に引き出された端子部を形成する透明導電膜形成工程とを含むカラーフィルタ基板の製造方法であって、
上記透明導電膜形成工程よりも前に、上記ブラックマトリクスの外枠部よりも外側に突出した上記レジスト層の外側端部を露光した後に加熱することにより、該外側端部を上記ブラックマトリクスの側端面を覆うように融解させる融解工程を含む
ことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 After forming a metal film on the transparent substrate, a resist layer formed in a frame shape and a lattice shape in the frame is formed on the surface of the metal film, and isotropic etching is performed using the resist layer as a mask. A black matrix forming step of forming a black matrix by patterning the metal film;
A color filter forming step of forming a color filter in each region of the transparent substrate partitioned by the black matrix;
Forming a transparent conductive film on a transparent substrate on which each of the color filters is formed, and forming a transparent conductive film that forms a common electrode that covers the color filters and a terminal portion that is drawn out of the black matrix from the common electrode A color filter substrate manufacturing method comprising:
Prior to the transparent conductive film forming step, the outer end portion of the resist layer protruding outside the outer frame portion of the black matrix is exposed and then heated, whereby the outer end portion is moved to the black matrix side. A method for producing a color filter substrate comprising a melting step of melting so as to cover an end face.
上記融解工程では、上記ブラックマトリクスをマスクとして上記レジスト層の外側端部に上記透明基板における上記ブラックマトリクスとは反対側から光を照射する
ことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 In the manufacturing method of the color filter substrate of Claim 1,
In the melting step, the outer edge of the resist layer is irradiated with light from the opposite side of the transparent substrate to the black matrix using the black matrix as a mask.
上記透明基板上に枠状に且つ該枠内に格子状に形成された金属製のブラックマトリクスと、
上記ブラックマトリクス上に該ブラックマトリクスを形成するためのマスクとして設けられたレジスト層と、
上記ブラックマトリクスによって区画された上記透明基板の各領域にそれぞれ設けられたカラーフィルタと、
上記各カラーフィルタを覆うように設けられた共通電極と、
上記共通電極から上記ブラックマトリクスの外側に引き出して設けられた端子部とを備えるカラーフィルタ基板であって、
上記レジスト層の外枠部における外側端部は、上記ブラックマトリクスの側端面を覆っている
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。 A transparent substrate;
A metal black matrix formed in a frame shape on the transparent substrate and in a lattice shape in the frame;
A resist layer provided as a mask for forming the black matrix on the black matrix;
A color filter provided in each region of the transparent substrate partitioned by the black matrix;
A common electrode provided to cover each of the color filters;
A color filter substrate comprising a terminal portion provided by being drawn out of the black matrix from the common electrode,
A color filter substrate, wherein an outer end portion of the outer frame portion of the resist layer covers a side end surface of the black matrix.
上記カラーフィルタ基板に対向して配置されて複数のスイッチング素子を有する素子基板と、
上記カラーフィルタ基板と上記素子基板との間に設けられた液晶層とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置。 A color filter substrate according to claim 3;
An element substrate having a plurality of switching elements arranged facing the color filter substrate;
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer provided between the color filter substrate and the element substrate.
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JP2008202935A JP2010039269A (en) | 2008-08-06 | 2008-08-06 | Color filter substrate, manufacturing method therefor, and liquid crystal display |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012226032A (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Seiko Epson Corp | Color filter substrate, electro-optic device, and electronic appliance |
-
2008
- 2008-08-06 JP JP2008202935A patent/JP2010039269A/en active Pending
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