JP2011141486A - Color filter substrate for transreflective type liquid crystal display device, and the transreflective-type liquid crystal display device - Google Patents

Color filter substrate for transreflective type liquid crystal display device, and the transreflective-type liquid crystal display device Download PDF

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JP2011141486A JP2010003234A JP2010003234A JP2011141486A JP 2011141486 A JP2011141486 A JP 2011141486A JP 2010003234 A JP2010003234 A JP 2010003234A JP 2010003234 A JP2010003234 A JP 2010003234A JP 2011141486 A JP2011141486 A JP 2011141486A
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美絵 清水
Takumi Saito
匠 齋藤
Kenzo Fukuyoshi
健蔵 福吉
Takao Taguchi
貴雄 田口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter substrate in which the retardation is properly adjusted and which has excellent flatness, is formed precisely with a small number of steps and is the most suitable for a transreflective-type liquid crystal display device, and to provide the transreflective-type liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The color filter substrate for the transreflective-type liquid crystal display device, in which a light-shielding layer formed by using the mixture of a plurality of organic pigments as a main color material is arranged on the outer periphery of an effective display region on a transparent substrate and green pixel-including colored pixels of two or more colors are formed in the effective display region, includes a spacer pedestal formed in the effective display region, made of the same material as that of the light-shielding layer and has the thickness thinner than that of the light-shielding layer; a spacer which is formed above the spacer pedestal and includes a monochromatic colored layer; a plurality of light scattering layers formed in the reflection part of the transreflective-type liquid crystal display device; and a plurality of first cell gap control layers formed at the positions, corresponding to those of the light scattering layers on the colored pixels. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタ基板および液晶表示装置に関わり、特に、液晶表示装置裏面のバックライトと外光を併用する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板、及びこれを備える半透過型液晶表示装置に関する。また、特に、本発明は、FFSやIPSなどの液晶駆動方式に好適なカラーフィルタ基板に関する。   The present invention relates to a color filter substrate for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device, and more particularly, to a color filter substrate for a transflective liquid crystal display device using both a backlight on the back surface of the liquid crystal display device and external light, and a transflective provided with the same. The present invention relates to a liquid crystal display device. In particular, the present invention relates to a color filter substrate suitable for a liquid crystal driving system such as FFS or IPS.

近年、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のさらなる高画質化、低価格化および省電力化が求められている。液晶表示装置向けカラーフィルタにおいては、十分な色純度や高いコントラスト、平坦性及び低い誘電率など、液晶駆動に支障を与えにくい電気的特性を要求してきている。   In recent years, there has been a demand for further higher image quality, lower cost, and lower power consumption in thin display devices such as liquid crystal displays. A color filter for a liquid crystal display device has been required to have electrical characteristics such as sufficient color purity, high contrast, flatness, and low dielectric constant that do not hinder liquid crystal driving.

高画質液晶ディスプレイにおいて、IPS(In-Plane Switching)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、FFS(Fringe Field Switching)、OCB(Optically Compensated Bend)などの液晶駆動方式あるいは液晶の配向方式が提案され、広視野角及び高速応答のディスプレイが実用化されている。   In high-quality liquid crystal displays, liquid crystal driving methods such as IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Aligned), HAN (Hybrid Aligned Nematic), FFS (Fringe Field Switching), OCB (Optically Compensated Bend), etc. Have been put into practical use, and a display with a wide viewing angle and a high-speed response has been put to practical use.

液晶をガラスなどからなる基板面に並行に配向させたIPS方式や、高速応答に対応しやすいVA、また広視野角に有効なFFS方式などの液晶表示装置では、カラーフィルタに対する平坦性(膜厚の均一性やカラーフィルタ表面の凹凸の低減)と誘電率などの電気的特性について、さらに高いレベルが要求されている。   In liquid crystal display devices such as an IPS system in which liquid crystals are aligned in parallel on a substrate surface made of glass, a VA that easily supports high-speed response, and an FFS system that is effective for a wide viewing angle, the flatness (film thickness) for color filters Higher level of electrical characteristics such as the uniformity of the color filter and the unevenness of the color filter surface) and the dielectric constant.

このような高画質液晶ディスプレイでは、斜め方向視認での着色の低減のため、液晶セル厚(液晶層の厚み)を薄くする技術が主要な課題となっている。VAなど液晶層の厚み方向に駆動電圧を印加する縦電界方式の液晶表示装置では、さらなる高速応答のため、同様に液晶セル厚(液晶層の厚み)を薄くする技術が主要な課題となっている。   In such a high-quality liquid crystal display, a technique for reducing the thickness of the liquid crystal cell (the thickness of the liquid crystal layer) has been a major issue in order to reduce coloring when viewed obliquely. In a vertical electric field type liquid crystal display device that applies a driving voltage in the thickness direction of the liquid crystal layer such as VA, a technique for reducing the thickness of the liquid crystal cell (the thickness of the liquid crystal layer) is a major issue in order to further increase the response speed. Yes.

液晶表示装置の斜め方向視認での着色の低減に対しては、カラーフィルタの平坦化とあわせて、液晶セル厚の均一化のために着色層を重ねてスペーサとして利用する技術がある(例えば特許文献1、2参照)。スペーサをフォトリソグラフィの手法により着色層などの積層体により形成することは、均一な液晶セルギャップを確保する観点では優れている。   In order to reduce the coloration of the liquid crystal display device when viewed in an oblique direction, there is a technique in which a colored layer is overlapped and used as a spacer in order to make the liquid crystal cell thickness uniform in addition to flattening the color filter (for example, patents) References 1 and 2). Forming the spacers by a laminated body such as a colored layer by a photolithography technique is excellent from the viewpoint of securing a uniform liquid crystal cell gap.

しかし、これらの技術を開示する特許文献には、FFS方式やIPS方式に適切なカラーフィルタ特性や構成は記載されておらず、また、光散乱層を備える半透過型液晶表示装置に関する記載はない。   However, the patent documents disclosing these techniques do not describe color filter characteristics and configuration suitable for the FFS method and the IPS method, and do not describe a transflective liquid crystal display device including a light scattering layer. .

FFS方式やIPS方式などの一般的な液晶セルは、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ側とアレイ基板のアレイ側を向かい合うように貼り合わせることにより構成される。通常、カラーフィルタに液晶セルの液晶厚みを確保するためのスペーサを配設して、カラーフィルタ基板とアレイ基板とにより挟持する液晶の厚みを制御する。   A general liquid crystal cell such as the FFS method or the IPS method is configured by bonding the color filter side of the color filter substrate and the array side of the array substrate so as to face each other. Usually, a spacer for securing the liquid crystal thickness of the liquid crystal cell is provided in the color filter to control the thickness of the liquid crystal sandwiched between the color filter substrate and the array substrate.

透過型液晶表示装置においては、液晶セルとしてのアレイ基板側の裏面に上記したバックライトとともに、光を拡散させる拡散板を設置する構成が多い。また、通常、FFS方式やIPS方式の液晶表示装置の基本的構成は、カラーフィルタ基板と、液晶を駆動する複数の画素電極(例えば、TFT素子と電気的に接続され、櫛歯状パターン状に形成された透明電極)と共通電極を備えたアレイ基板とにより液晶を挟持するものである。このような構成では、共通電極がアレイ基板側に形成されるため、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ表面に共通電極(通常、ITOと呼ばれる導電性金属酸化物の薄膜で、透明電極とも呼称される)を形成する必要がない。   In many transmissive liquid crystal display devices, a diffuser plate for diffusing light is installed on the back surface of the array substrate as a liquid crystal cell together with the above-described backlight. In general, the basic configuration of a liquid crystal display device of FFS mode or IPS mode is a color filter substrate and a plurality of pixel electrodes (for example, TFT elements that are electrically connected to a liquid crystal), and in a comb-like pattern shape. The liquid crystal is sandwiched between the formed transparent electrode) and the array substrate having the common electrode. In such a configuration, since the common electrode is formed on the array substrate side, the common electrode is formed on the color filter surface of the color filter substrate (usually a thin film of conductive metal oxide called ITO, also called a transparent electrode). There is no need to form.

FFS方式による液晶駆動は、アレイ基板表面と並行方向(水平)に配向した液晶を、前記のような櫛歯状画素電極と、この画素電極の下に0.3μmから0.5μm程度の絶縁層を介して配設されている共通電極との間に生じるアーチ状の電界(電気力線)で駆動する方式である。これらFFS方式、IPS方式、及びVA方式の液晶表示装置の背面や側面に蛍光灯やLEDによるバックライトを配設することが多い。   The liquid crystal drive by the FFS method is a liquid crystal aligned in a parallel direction (horizontal) with the surface of the array substrate. The comb-like pixel electrode as described above and an insulating layer of about 0.3 μm to 0.5 μm below the pixel electrode This is a system driven by an arch-shaped electric field (lines of electric force) generated between the common electrode disposed via the. In many cases, a backlight using a fluorescent lamp or an LED is provided on the back or side of these FFS, IPS, and VA liquid crystal display devices.

近時、これらFFS方式やIPS方式の液晶表示装置の構成において、共通電極の全部あるいは一部をアルミニウム合金や銀合金の光反射性の金属薄膜で形成することによって、反射型や半透過型として使える液晶表示装置の検討が進んでいる。半透過型液晶表示装置(Transflective LCD)は、ひとつの画素を、バックライトの裏面からの光を透過光として用いる透過部と、外光やフロントライトからの光を反射して用いる反射部とに分割して用いる液晶表示装置である。あるいは明るい室外ではバックライトを消して太陽光などの明るい外光で、その表示を視認できる液晶表示装置である。   Recently, in the configuration of these FFS mode and IPS mode liquid crystal display devices, all or part of the common electrode is formed of a light-reflective metal thin film of an aluminum alloy or a silver alloy, so that a reflective type or a transflective type is obtained. A study on usable liquid crystal display devices is in progress. In a transflective LCD, one pixel is divided into a transmissive portion that uses light from the back surface of the backlight as transmitted light, and a reflective portion that reflects external light and light from the front light. This is a liquid crystal display device used in a divided manner. Alternatively, it is a liquid crystal display device in which the backlight can be turned off and the display can be visually recognized with bright external light such as sunlight in a bright outdoor environment.

反射型や半透過型液晶表示装置向けに光散乱膜を形成する技術は、例えば、特許文献3、4に開示されている。しかし、これらの特許文献には、FFS方式やIPS方式に適切なカラーフィルタ特性が開示されておらず、また、これらの技術は、観察者側電極基板などに配設されるカラーフィルタ上に透明電極が積層した構成を前提としている。   Techniques for forming a light scattering film for a reflective or transflective liquid crystal display device are disclosed in Patent Documents 3 and 4, for example. However, these patent documents do not disclose color filter characteristics suitable for the FFS method and the IPS method, and these techniques are transparent on the color filter disposed on the observer side electrode substrate or the like. It is assumed that the electrodes are stacked.

赤色、緑色、青色の色ごとに異なる位相差をもつ位相差素子の技術や、カラーフィルタ上に積層された連続した位相差層の技術などは公知である(例えば特許文献5、6参照)。これらいずれの特許文献にも、FFS方式やIPS方式に適切なカラーフィルタ特性は開示されておらず、また、光散乱層を備える半透過型液晶表示装置に関する記載はない。   A technology of a phase difference element having different phase differences for each color of red, green, and blue, a technology of a continuous phase difference layer laminated on a color filter, and the like are known (see, for example, Patent Documents 5 and 6). None of these patent documents disclose a color filter characteristic suitable for the FFS method or the IPS method, and does not describe a transflective liquid crystal display device including a light scattering layer.

半透過型液晶表示装置の反射部に位相差調整の目的で1/4波長の位相差層を配設する技術(例えば、特許文献7、8参照)は公知である。特許文献7に開示されている技術は、反射部と透過部で異なる位相差をもつカラーフィルタに関するものである。しかし、これらいずれの特許文献にも、FFS方式やIPS方式に適切なカラーフィルタ特性は開示されておらず、光散乱層に関わる技術の記載もない。   A technique (for example, refer to Patent Documents 7 and 8) in which a quarter-wave retardation layer is provided in a reflection part of a transflective liquid crystal display device for the purpose of phase difference adjustment. The technique disclosed in Patent Document 7 relates to a color filter having different phase differences between a reflection part and a transmission part. However, none of these patent documents disclose color filter characteristics suitable for the FFS method and the IPS method, and there is no description of a technique related to the light scattering layer.

IPS方式のカラー液晶表示装置として、液晶有効表示領域外の遮光性の額縁部の光学濃度をあげて、光漏れを解消する技術がある(例えば、特許文献9参照)。しかし、この特許文献には、半透過型液晶表示装置に適用すべく、セルギャップ規制層や光散乱層に関する技術の記載はない。   As an IPS type color liquid crystal display device, there is a technique for eliminating light leakage by increasing the optical density of a light-shielding frame outside the effective liquid crystal display area (see, for example, Patent Document 9). However, in this patent document, there is no description of a technique related to a cell gap regulating layer or a light scattering layer so as to be applied to a transflective liquid crystal display device.

FFS方式を垂直配向(VA)の液晶表示装置に適用する技術も知られている(例えば、特許文献10参照)。   A technique of applying the FFS method to a vertical alignment (VA) liquid crystal display device is also known (see, for example, Patent Document 10).

特開昭63−82405号公報JP-A-63-82405 特開平9−49914号公報JP-A-9-49914 特許第3886740号号公報Japanese Patent No. 3886740 特開2001−272674号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-272675 特開2004−191832号公報JP 2004-191832 A 特開2005−24919号公報JP 2005-24919 A 特開2008−165250号公報JP 2008-165250 A 特願平9−536964号公報Japanese Patent Application No. 9-536964 特願平10−170958号公報Japanese Patent Application No. 10-170958 特開2007−34151号公報JP 2007-34151 A

上述した先行技術において、色重ねを単純にスペーサとして用いる技術(特許文献1)は、その色重ね部分で着色画素端部の膜厚がそのまま飛び出る突起となり、液晶配向の観点で好ましくない。例えば、カラーフィルタ基板の着色画素の膜厚は、通常1.5μm〜3μm前後であり、高画質を要求するFFS方式やIPS方式などの液晶表示装置では、着色画素を囲むような高さのある突起は液晶配向に支障となる。色重ねによるスペーサを形成せずとも、通常のカラーフィルタにおいて、図12に示すように、遮光層2又はブラックマトリクス8と着色画素3との重畳部分には段差aや突起bが発生し、液晶配向乱れが発生し、光漏れの原因となる。   In the above-described prior art, the technique of simply using color overlap as a spacer (Patent Document 1) is not preferable from the viewpoint of liquid crystal alignment because the film thickness at the end of the colored pixel protrudes as it is at the color overlap portion. For example, the film thickness of the colored pixels on the color filter substrate is usually around 1.5 μm to 3 μm, and in a liquid crystal display device such as an FFS method or IPS method that requires high image quality, there is a height that surrounds the colored pixels. The protrusions hinder liquid crystal alignment. Even if the spacers are not formed by color superposition, in a normal color filter, as shown in FIG. 12, a step a or a protrusion b is generated in the overlapping portion between the light shielding layer 2 or the black matrix 8 and the colored pixel 3, and the liquid crystal Disturbance of alignment occurs, causing light leakage.

また、特許文献2の段落0023では、カーボンブラックが遮光性の観点で優れており、特に好ましいとされているが、カーボンブラックは誘電率の高い色材であり、FFS方式やIPS方式などの液晶表示装置には適当でない。カーボンを主たる色材(顔料総量(重量比)に対し100%から90%)として用いる場合、遮光層やブラックマトリクスの比誘電率は、おおよそ、7から15となり、FFS方式やIPS方式の液晶駆動には適さないカラーフィルタ構成部材となる。   Further, in paragraph 0023 of Patent Document 2, carbon black is excellent in terms of light shielding properties and is particularly preferable. However, carbon black is a colorant having a high dielectric constant, and liquid crystal such as FFS mode and IPS mode is used. Not suitable for display devices. When carbon is used as the main coloring material (100% to 90% with respect to the total amount of pigment (weight ratio)), the relative permittivity of the light shielding layer and the black matrix is approximately 7 to 15, and the liquid crystal drive of the FFS method or IPS method is used. This is a color filter constituent member that is not suitable for.

TFTなどアクティブ素子で駆動する液晶材料の比誘電率は、比誘電率の大きな分子方向で7から40程度である。FFS方式やIPS方式の液晶表示装置向けのカラーフィルタの構成部材として、その比誘電率は5以下、好ましくは4.5以下が必要である。FFS方式やIPS方式などの液晶表示装置では、櫛歯状の画素電極と共通電極間に形成されるアーチ状の電気力線が、カーボンなどの高誘電率色材を含有する従来の遮光層やブラックマトリクスにより変形され、液晶層の均一な応答に支障が生じていた。   The relative dielectric constant of a liquid crystal material driven by an active element such as a TFT is about 7 to 40 in the molecular direction where the relative dielectric constant is large. As a constituent member of a color filter for an FFS mode or IPS mode liquid crystal display device, the relative dielectric constant thereof is 5 or less, preferably 4.5 or less. In a liquid crystal display device such as an FFS method or an IPS method, an arch-shaped electric field line formed between a comb-like pixel electrode and a common electrode has a conventional light-shielding layer containing a high dielectric constant color material such as carbon. The deformation was caused by the black matrix, which hindered the uniform response of the liquid crystal layer.

さらに、遮光性材料を用いるブラックマトリクスを配設するこれら技術(特許文献2を含む)は、ブラックマトリクスと着色画素の膜厚を、平坦性の観点で考慮しておらず、高画質を求める液晶表示装置に適用しにくい。加えて、これら従来技術には、人の目の視感度を勘案して緑色画素と遮光層(遮光性の額縁部)との平坦性の改善を、製造工程を増やさず半透過型の液晶表示装置とする技術は含まれていない。   Further, these techniques (including Patent Document 2) for disposing a black matrix using a light-shielding material do not consider the thickness of the black matrix and the colored pixels from the viewpoint of flatness, and liquid crystal that requires high image quality. It is difficult to apply to display devices. In addition, these conventional technologies improve the flatness of the green pixels and the light-shielding layer (light-shielding frame) in consideration of the visibility of the human eye, and do not increase the number of manufacturing processes. The technology used as a device is not included.

また、光散乱層を用いる技術(特許文献3、4)は、遮光層やブラックマトリクスなどカラーフィルタの部材をその電気的特性や平坦性観点でFFS方式やIPS方式などの液晶表示装置用途に対応しておらず、FFS方式やIPS方式などに特有な画素電極と共通電極間にかかる駆動電圧を、液晶を介してのスムーズな電界形成に支障があり、高画質表示に問題があった。これらの技術には半透過型液晶表示装置に必要な位相差調整を考慮していない。   In addition, the technology using the light scattering layer (Patent Documents 3 and 4) is suitable for liquid crystal display devices such as the FFS method and the IPS method in terms of the electrical characteristics and flatness of color filter members such as a light shielding layer and a black matrix. However, the drive voltage applied between the pixel electrode and the common electrode peculiar to the FFS method and the IPS method has a problem in smooth electric field formation through the liquid crystal, and there is a problem in high image quality display. These techniques do not consider the phase difference adjustment necessary for the transflective liquid crystal display device.

半透過型液晶表示装置での位相差調整技術を開示する特許文献7の技術は、太陽光など強度が高く、平行光下で液晶表示装置を用いることを想定しておらず、明るい環境および暗い環境ともに使用できる液晶表示装置ではなかった。さらに、上記したようなFFS方式やIPS方式などの液晶表示装置用途に対応しておらず、これら液晶表示装置に必要なカラーフィルタ特性についての記載がない。   The technique of Patent Document 7 that discloses a phase difference adjustment technique in a transflective liquid crystal display device has high intensity such as sunlight, does not assume the use of a liquid crystal display device under parallel light, and is bright and dark. It was not a liquid crystal display device that could be used with any environment. Furthermore, it does not correspond to liquid crystal display devices such as the above-described FFS method and IPS method, and there is no description about the color filter characteristics necessary for these liquid crystal display devices.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされ、適切な位相差調整が行われており、平坦性に優れ、少ない工程で精度よく形成可能な半透過型液晶表示装置に最適なカラーフィルタ基板及びそのようなカラーフィルタ基板を具備する半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is an optimum color filter substrate for a transflective liquid crystal display device that is appropriately adjusted for phase difference, has excellent flatness, and can be accurately formed with few steps. It is another object of the present invention to provide a transflective liquid crystal display device including such a color filter substrate.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様は、透明基板上に、複数の有機顔料の混合物を主たる色材とする遮光層を有効表示領域の外周に配置するとともに、緑色画素を含む複数色の着色画素を有効表示領域に形成した半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、前記有効表示領域内に形成された、前記遮光層と同一材料からなり、前記遮光層より薄い膜厚を有するスペーサの台座、この台座の上方に形成された単色の着色層からなるスペーサ、半透過型液晶表示装置の反射部に形成された複数の光散乱層、及び前記着色画素上の前記光散乱層に対応する位置に形成された複数の第1のセルギャップ規制層を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, a first aspect of the present invention includes a light-shielding layer mainly composed of a mixture of a plurality of organic pigments on a transparent substrate, and a green pixel. In a color filter substrate for a transflective liquid crystal display device in which colored pixels of a plurality of colors are formed in an effective display area, the film is formed in the effective display area and is made of the same material as the light shielding layer and is thinner than the light shielding layer A spacer pedestal having a spacer, a spacer formed of a monochromatic colored layer formed above the pedestal, a plurality of light scattering layers formed on a reflective portion of a transflective liquid crystal display device, and the light scattering on the colored pixels A color filter substrate for a transflective liquid crystal display device comprising a plurality of first cell gap regulating layers formed at positions corresponding to the layers.

このような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、前記緑色画素として、ハロゲン化亜鉛フタロシアニンを主たる色材とする緑色着色層からなるものを用いることが出来る。   In such a color filter substrate for a transflective liquid crystal display device, the green pixel can be formed of a green color layer containing zinc halide phthalocyanine as a main color material.

また、前記セルギャップ規制層の表面と前記着色画素の表面との高さの差を、液晶表示装置の液晶層の厚みの略1/2とすることが出来る。   Further, the difference in height between the surface of the cell gap regulating layer and the surface of the colored pixel can be set to about ½ of the thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device.

また、本態様のカラーフィルタ基板は、前記遮光層上に形成された、前記遮光層と同一形状の第2のセルギャップ規制層を更に具備し、前記遮光層と第2のセルギャップ規制層の合計膜厚が前記緑色画素の膜厚と略同一のものとすることが出来る。   In addition, the color filter substrate of this aspect further includes a second cell gap regulating layer formed on the light shielding layer and having the same shape as the light shielding layer, and the light shielding layer and the second cell gap regulating layer. The total film thickness can be substantially the same as the film thickness of the green pixel.

前記光散乱層として、矩形状であり、その平面視の大きさは、前記着色画素の平面視の大きさより小さいものを用いることが出来る。   As the light scattering layer, a rectangular shape having a plan view size smaller than that of the colored pixel can be used.

前記着色画素の隣接部が、それぞれ着色画素の端部の傾斜部分で重畳されるものとすることが出来る。   The adjacent portions of the colored pixels may be overlapped at the inclined portions at the end portions of the colored pixels.

更に、本態様のカラーフィルタ基板は、前記透明基板上の有効表示領域に前記着色画素を区分するように配置された、前記遮光層と同一材料からなるブラックマトリクスを更に具備することが出来る。   Furthermore, the color filter substrate of this aspect may further include a black matrix made of the same material as the light shielding layer, which is disposed so as to partition the colored pixels in the effective display area on the transparent substrate.

前記台座の膜厚を、0.4μmから1.0μmとすることが出来る。   The film thickness of the pedestal can be 0.4 μm to 1.0 μm.

前記第1のセルギャップ規制層として、直線偏光に変換した入射光を該セルギャップ規制層の厚み方向に1回の往復にて90度偏光回転させる機能を有するものとすることが出来る。   The first cell gap regulating layer may have a function of rotating the incident light converted into linearly polarized light by 90 degrees in one round trip in the thickness direction of the cell gap regulating layer.

前記複数の着色画素が、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含み、これら着色画素の位相差が、赤色画素≧緑色画素≧青色画素の関係にあるものとすることが出来る。   The plurality of colored pixels may include at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel, and a phase difference between these colored pixels may be in a relationship of red pixel ≧ green pixel ≧ blue pixel.

前記複数の着色画素が、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含み、これら着色画素のそれぞれの位相差と当該着色画素上に積層される第1のセルギャップ規制層のそれぞれの位相差の合計が、赤色画素≧緑色画素≧青色画素の関係にあるものとすることが出来る。   The plurality of colored pixels include at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel, and a phase difference between each of the colored pixels and a phase difference between each of the first cell gap regulation layers stacked on the colored pixel. The total may be in the relationship of red pixel ≧ green pixel ≧ blue pixel.

前記スペーサを、液晶配向制御の役割を兼ねるものとし、前記着色画素の長手方向中央に配設することが出来る。   The spacer can also serve as a liquid crystal alignment control and can be disposed at the center in the longitudinal direction of the colored pixel.

本発明の第2の態様は、以上の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a transflective liquid crystal display device comprising the above color filter substrate for a transflective liquid crystal display device.

本発明によると、適切な位相差調整が行われており、平坦性に優れ、少ない工程で精度よく形成可能な半透過型液晶表示装置に最適なカラーフィルタ基板及びそのようなカラーフィルタ基板を具備する半透過型液晶表示装置が提供される。   According to the present invention, a color filter substrate that is suitable for a transflective liquid crystal display device that has been subjected to appropriate phase difference adjustment, has excellent flatness, and can be accurately formed with few processes, and such a color filter substrate are provided. A transflective liquid crystal display device is provided.

本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板の一部の断面を示す図である。It is a figure which shows the one part cross section of the color filter board | substrate which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示すカラーフィルタ基板の破線の円で囲んだ部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the part enclosed with the circle of the broken line of the color filter board | substrate shown in FIG. 本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板の他の部分の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the other part of the color filter board | substrate which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板における、遮光層、台座、スペーサの平面配置を示す図である。It is a figure which shows the planar arrangement | positioning of the light shielding layer, a base, and a spacer in the color filter substrate which concerns on one Embodiment of this invention. 台座の膜厚と台座上の着色層の積層部の膜厚の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the film thickness of a base, and the film thickness of the laminated part of the colored layer on a base. 本発明の他の実施形態に係るカラーフィルタ基板における、遮光層、台座、ブラックマトリクス、光散乱層、スペーサの平面視配置を示す図である。It is a figure which shows the planar view arrangement | positioning of the light shielding layer, a base, a black matrix, a light-scattering layer, and a spacer in the color filter substrate which concerns on other embodiment of this invention. ブラックマトリクスの膜厚とブラックマトリクス上で重畳する着色画素端部の突起の高さの関係を示す特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the film thickness of the black matrix and the height of the protrusion of the colored pixel end portion superimposed on the black matrix. 厚い膜厚の着色画素のパターンエッヂの形状及び傾斜角度を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape and inclination | tilt angle of the pattern edge of the colored pixel of a thick film thickness. 薄い膜厚の着色画素のパターンエッヂの形状及び傾斜角度を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape and inclination | tilt angle of the pattern edge of the colored pixel of a thin film thickness. 図1に示すカラーフィルタ基板を備えた液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device provided with the color filter substrate shown in FIG. 図10に示す液晶表示装置の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of liquid crystal display device shown in FIG. 従来のカラーフィルタ基板における着色画素と遮光層又はブラックマトリクスとの間に生じる段差又は突起を示す図である。It is a figure which shows the level | step difference or protrusion which arises between the colored pixel and the light shielding layer or black matrix in the conventional color filter substrate.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本発明の実施形態について説明する前に、本明細書において使用されている用語の意味について説明する。   Before describing embodiments of the present invention, the meanings of terms used in this specification will be described.

本明細書において、遮光層と額縁部は同義であり、有効表示領域の外周の額縁状の遮光パターンを意味する。   In the present specification, the light shielding layer and the frame portion are synonymous and mean a frame-shaped light shielding pattern on the outer periphery of the effective display area.

通常、液晶表示パネルは、カラーフィルタ基板と、液晶を駆動するアクティブ素子が形成されたTFT基板とを、液晶層を挟持するように向かいあわせて貼り合わせることにより得られる。台座は、このような液晶表示パネルを前提としたときに、TFTなどのアクティブ素子の位置に対応し、これを遮光する目的で、カラーフィルタ基板側に配設するものである。平面視、アクティブ素子を大まかに覆う面積があれば良い。   Usually, a liquid crystal display panel is obtained by bonding a color filter substrate and a TFT substrate on which an active element for driving liquid crystal is formed facing each other so as to sandwich a liquid crystal layer. The pedestal corresponds to the position of an active element such as a TFT when such a liquid crystal display panel is assumed, and is arranged on the color filter substrate side for the purpose of shielding the light. In plan view, an area that roughly covers the active element is sufficient.

本発明では、台座のほか、必要に応じてブラックマトリクスを形成しても良い。ブラックマトリクスは、液晶表示装置のコントラスト向上の目的で表示領域内に形成する、格子状あるいはストライプ状の遮光パターンを指す。   In the present invention, in addition to the base, a black matrix may be formed as necessary. The black matrix refers to a light shielding pattern in a lattice shape or a stripe shape that is formed in a display region for the purpose of improving the contrast of a liquid crystal display device.

スペーサは、本発明が対象とする液晶表示装置のセル厚み(液晶の厚み)を維持するための部材であり、スペーサ高さは、液晶厚みと略同一である。なお、上述したように、液晶表示素子のパネル化は、カラーフィルタ基板と、液晶を駆動するアクティブ素子が形成されたアレイ基板を、液晶を挟持するように向かいあわせて貼り合わせるので、スペーサ高さは、このときのマージンを含むものでなければならない。例えば、マージン0.1μm程度を液晶厚みに加算した高さである。なお、スペーサの高さは、スペーサの頂部から隣接する画素間の中心における着色画素の表面までの高さとする。   The spacer is a member for maintaining the cell thickness (liquid crystal thickness) of the liquid crystal display device targeted by the present invention, and the spacer height is substantially the same as the liquid crystal thickness. As described above, the liquid crystal display element is made into a panel because the color filter substrate and the array substrate on which the active element for driving the liquid crystal is formed face each other so as to sandwich the liquid crystal. Must include the margin at this time. For example, the height is obtained by adding a margin of about 0.1 μm to the liquid crystal thickness. The height of the spacer is the height from the top of the spacer to the surface of the colored pixel at the center between adjacent pixels.

台座およびブラックマトリクスの膜厚は、遮光層の膜厚より薄く形成することが好ましい。これらを薄く形成する手法は、現像工程や熱処理工程などプロセスでの調整の他、露光に用いるハーフトーンマスク、グレートーンマスクやマスクの開口形状などで調整できる。   The thickness of the pedestal and the black matrix is preferably thinner than the thickness of the light shielding layer. The method of forming these thinly can be adjusted by adjusting the halftone mask used for exposure, the graytone mask, the opening shape of the mask, etc. in addition to the adjustment in the process such as the development step and the heat treatment step.

また、感光性着色組成物を透明基板上に塗布して着色層を形成し、この着色層に公知のフォトリソグラフィ技術でパターン形成したものが着色画素である。着色画素の膜厚は、透明基板の面からそれぞれの画素の中心の表面までの高さを指す。隣接する着色画素の重畳部分(以下突起と呼称)の高さは、突起の頂部から画素の中心における着色画素の表面までの高さとする。複数色の着色画素は、青色画素、赤色画素、緑色画素、黄色画素、白色画素(透明画素)などである。   A colored pixel is formed by applying a photosensitive coloring composition on a transparent substrate to form a colored layer, and patterning the colored layer by a known photolithography technique. The film thickness of the colored pixel refers to the height from the surface of the transparent substrate to the center surface of each pixel. The height of the overlapping portion (hereinafter referred to as a protrusion) of adjacent colored pixels is the height from the top of the protrusion to the surface of the colored pixel at the center of the pixel. The colored pixels of a plurality of colors are blue pixels, red pixels, green pixels, yellow pixels, white pixels (transparent pixels), and the like.

本発明においては、遮光層を含む複数色の着色画素の構成をカラーフィルタと呼称し、カラーフィルタをガラスなどの透明基板に形成したものをカラーフィルタ基板と称する。本発明において、略同一の膜厚とは、膜厚差が、遮光層や着色層の形成においてその製造プロセスで制御することの可能な、たとえば設定膜厚に対して±0.2μm、あるいは±0.15μmといった範囲内にある場合を言う。   In the present invention, a configuration of a plurality of colored pixels including a light shielding layer is referred to as a color filter, and a color filter formed on a transparent substrate such as glass is referred to as a color filter substrate. In the present invention, the substantially same film thickness means that the film thickness difference can be controlled by the manufacturing process in the formation of the light shielding layer and the colored layer, for example, ± 0.2 μm with respect to the set film thickness, or ± The case where it exists in the range of 0.15 micrometer is said.

また、本発明に係る着色画素は、ひとつの画素を外光やフロントライトなど観察者側から入射する光を対象とする反射部と、液晶表示装置裏面のバックライトからの光を利用する透過部に分かれる。本発明に係るセルギャップ規制層は、ひとつの画素の反射部に液晶の光路差を調整する目的で配設する。本発明に係るセルギャップ規制層には、光路差調整に加えて、透過部表示と反射部表示の差を解消するために、1/4波長、あるいは1/2波長の位相差機能を持たせることが特に好ましい。   In addition, the colored pixel according to the present invention includes a reflection unit that targets light incident from the observer side such as outside light and front light, and a transmission unit that uses light from the backlight on the back surface of the liquid crystal display device. Divided into The cell gap regulating layer according to the present invention is disposed in the reflective part of one pixel for the purpose of adjusting the optical path difference of the liquid crystal. In addition to adjusting the optical path difference, the cell gap regulating layer according to the present invention has a phase difference function of 1/4 wavelength or 1/2 wavelength in order to eliminate the difference between the transmissive part display and the reflective part display. It is particularly preferred.

本明細書で言う比誘電率は、液晶駆動に用いる周波数50Hzから500Hz、室温での測定を前提としている。   The relative dielectric constant referred to in the present specification is premised on measurement at a frequency of 50 Hz to 500 Hz used for liquid crystal driving at room temperature.

図1は、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板の一部の断面を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a partial cross section of a color filter substrate according to an embodiment of the present invention.

図1において、透明基板1上の表示領域の外周の額縁部に有機顔料を主たる色材とする遮光層2が、表示領域に赤色画素3R、緑色画素3G、及び青色画素3Bからなる3色の着色画素が、それぞれ形成されている。遮光層2の厚さと着色画素の厚さは、略同一とされている。緑色画素3Gと青色画素3Bの境界における透明基板1上には、遮光層2と同一の材料からなる台座4が形成され、この台座4の上方には、赤色着色層からなるスペーサ5が形成されている。このスペーサ5の高さhは、着色画素3R,3G,3Bの表面から突出する部分の厚みであり、着色層の厚みと略等しくされている。   In FIG. 1, a light-shielding layer 2 made mainly of an organic pigment at the outer peripheral frame portion of the display area on the transparent substrate 1 has three colors consisting of a red pixel 3R, a green pixel 3G, and a blue pixel 3B in the display area. Each colored pixel is formed. The thickness of the light shielding layer 2 and the thickness of the colored pixels are substantially the same. A pedestal 4 made of the same material as the light shielding layer 2 is formed on the transparent substrate 1 at the boundary between the green pixel 3G and the blue pixel 3B, and a spacer 5 made of a red colored layer is formed above the pedestal 4. ing. The height h of the spacer 5 is the thickness of the portion protruding from the surface of the colored pixels 3R, 3G, 3B, and is substantially equal to the thickness of the colored layer.

なお、赤色画素3Rと緑色画素3Gの境界における透明基板1上には、その上方にスペーサ5が形成されない、遮光層2と同一の材料からなる台座4’が形成されている。このスペーサ5が形成されない台座4’は、赤色画素R、緑色画素G、青色画素Bの開口率の調整及びTFTなどのアクティブ素子を遮光する目的で配設される。また、遮光層2上には、スペーサ5よりも高さの低いサブスペーサ6が配設されている。   On the transparent substrate 1 at the boundary between the red pixel 3R and the green pixel 3G, a pedestal 4 'made of the same material as that of the light shielding layer 2 is formed above which the spacer 5 is not formed. The pedestal 4 ′ in which the spacer 5 is not formed is provided for the purpose of adjusting the aperture ratio of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B and shielding the active elements such as TFTs. A sub-spacer 6 having a height lower than that of the spacer 5 is disposed on the light shielding layer 2.

台座4は、遮光層2よりも薄く、0.4μm以上1.0μm以下の膜厚を有していることが望ましい。台座4の膜厚が0.4μm未満では、フォトリソグラフィにより台座4を形成する際に、安定した膜厚が得にくくなる。一方、1.0μmを越えると、その上に積層される着色層の厚さが薄くなり、急激な膜厚の変化が生じ、着色層の厚さが不安定となる。   The pedestal 4 is desirably thinner than the light shielding layer 2 and has a thickness of 0.4 μm or more and 1.0 μm or less. When the film thickness of the pedestal 4 is less than 0.4 μm, it is difficult to obtain a stable film thickness when the pedestal 4 is formed by photolithography. On the other hand, when the thickness exceeds 1.0 μm, the thickness of the colored layer laminated thereon becomes thin, a sudden change in film thickness occurs, and the thickness of the colored layer becomes unstable.

本発明の一実施形態において、遮光層と台座は、後述するように、同一のフォトリソグラフィの工程で形成することができる。   In one embodiment of the present invention, the light shielding layer and the pedestal can be formed in the same photolithography process, as will be described later.

以上のように構成されるカラーフィルタ基板に対向して、TFT基板が配置され、カラーフィルタ基板とTFT基板との間に液晶層を介在させて液晶表示装置が構成されるが、着色画素の厚みは、液晶層の厚みよりも厚くされている。   A TFT substrate is disposed opposite to the color filter substrate configured as described above, and a liquid crystal display device is configured by interposing a liquid crystal layer between the color filter substrate and the TFT substrate. Is thicker than the thickness of the liquid crystal layer.

図2は、図1に示すカラーフィルタ基板の破線の円で囲んだ部分を拡大して示す図である。この破線の円で囲んだ部分は、青色画素3Bと緑色画素3Gの重畳部である。この重畳部は、画素の面に対し突出する突起7となっており、この突起7の高さdは、高過ぎると画素の平坦性を損なってしまうため、0.25μm以下であることが望ましい。   FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken-line circle of the color filter substrate shown in FIG. A portion surrounded by a broken-line circle is an overlapping portion of the blue pixel 3B and the green pixel 3G. The overlapping portion is a protrusion 7 protruding from the surface of the pixel. If the height d of the protrusion 7 is too high, the flatness of the pixel is impaired. Therefore, it is desirable that the overlapping portion be 0.25 μm or less. .

図3は、本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板の他の一部の断面を示す図である。   FIG. 3 is a view showing a cross section of another part of the color filter substrate according to the embodiment of the present invention.

図3において、透明基板1上の反射部における着色画素3の下の位置に、光散乱層11が形成され、この光散乱層11の上方で、着色画素3の上の位置に、セルギャップ規制層12が形成されている。   In FIG. 3, a light scattering layer 11 is formed at a position below the colored pixel 3 in the reflecting portion on the transparent substrate 1, and a cell gap restriction is formed above the light scattering layer 11 and above the colored pixel 3. Layer 12 is formed.

光散乱層11は、単一あるいは複数種の非晶質微粒子13が屈折率の異なるマトリクス樹脂16中に分散して成るもので、入射光を散乱させて観察者の目にペーパホワイト様の効果を持たせる光機能膜である。マトリクス樹脂16は、耐熱性があり、可視域透過性がある透明樹脂であれば良い。光散乱層11の膜厚は、非晶質微粒子径、光の波長及び製造工程での適合しやすさの関係で、約1.5μm〜5μmの範囲が好ましい。   The light scattering layer 11 is formed by dispersing single or plural kinds of amorphous fine particles 13 in a matrix resin 16 having different refractive indexes. The light scattering layer 11 scatters incident light to make a paper white-like effect in the eyes of an observer. Is an optical functional film having The matrix resin 16 may be a transparent resin having heat resistance and visible range transparency. The film thickness of the light scattering layer 11 is preferably in the range of about 1.5 μm to 5 μm because of the relationship between the amorphous fine particle diameter, the light wavelength, and the suitability in the manufacturing process.

図4は、カラーフィルタ基板における、遮光層2、台座4,4’、スペーサ5、光散乱層11の平面配置を示す図である。図4のA−A’断面が図1に相当し、C−C’断面が図3に相当する。なお、スペーサ5を形成していない台座4’は、赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3Bの開口率の調整及びTFTなどのアクティブ素子の遮光目的で配設されている。また、額縁部には、図1においても示されているように、有効表示領域内に配設されるスペーサ5よりも高さの低いサブスペーサ6を配設することができる。また、図1では、セルギャップ規制層12の図示は省略されている。   FIG. 4 is a diagram showing a planar arrangement of the light shielding layer 2, the pedestals 4, 4 ', the spacer 5, and the light scattering layer 11 in the color filter substrate. 4 corresponds to FIG. 1, and the C-C ′ section corresponds to FIG. 3. The pedestal 4 ′ not formed with the spacer 5 is disposed for the purpose of adjusting the aperture ratio of the red pixel 3 </ b> R, the green pixel 3 </ b> G, and the blue pixel 3 </ b> B and shielding light from active elements such as TFTs. Further, as shown in FIG. 1, a sub-spacer 6 having a height lower than that of the spacer 5 provided in the effective display area can be provided in the frame portion. In FIG. 1, the cell gap regulating layer 12 is not shown.

以上説明した本発明の一実施形態によると、平坦性に優れ、少ない工程で精度良く形成可能なカラーフィルタ基板、及びこのカラーフィルタ基板を具備する液晶表示装置が提供される。   According to one embodiment of the present invention described above, a color filter substrate that is excellent in flatness and can be formed with high accuracy with few processes, and a liquid crystal display device including the color filter substrate are provided.

図3に示すセルギャップ規制層12は、半透過型液晶表示装置における透過部と反射部の液晶層の厚みを調整する目的で配設する。本発明では、セルギャップ規制層の表面と光散乱層11の形成のない着色画素表面との高さの差Hを、液晶表示装置を構成したときの液晶層の厚みの略1/2とすることが望ましい。この高さHは、液晶層の厚みの1/2に加えて±10%以内の値であることが望ましい。透過部の液晶配向を水平配向(IPS)とし、反射部の液晶配向をTN(ツイスト ネマティック)とするハイブリッド配向の液晶表示装置の場合、セルギャップ規制層の厚みを−10%より薄く設定しても良い。また、本明細書の以下の記載において、セルギャップ規制層などの膜厚は、カラーフィルタの製造工程においてその製造マージンである±0.2μmを加えた範囲内の膜厚を指すものとする。略1/2の膜厚とは、こうしたマージンを含む膜厚である。   The cell gap regulating layer 12 shown in FIG. 3 is disposed for the purpose of adjusting the thickness of the liquid crystal layers of the transmissive part and the reflective part in the transflective liquid crystal display device. In the present invention, the height difference H between the surface of the cell gap regulating layer and the colored pixel surface where the light scattering layer 11 is not formed is approximately ½ of the thickness of the liquid crystal layer when the liquid crystal display device is constructed. It is desirable. The height H is desirably a value within ± 10% in addition to 1/2 of the thickness of the liquid crystal layer. In the case of a hybrid alignment liquid crystal display device in which the liquid crystal alignment of the transmission part is horizontal alignment (IPS) and the liquid crystal alignment of the reflection part is TN (twisted nematic), the thickness of the cell gap regulating layer is set to be less than −10%. Also good. In the following description of the present specification, the film thickness of the cell gap regulating layer or the like refers to a film thickness within a range obtained by adding ± 0.2 μm as a manufacturing margin in the color filter manufacturing process. The film thickness of approximately ½ is a film thickness including such a margin.

セルギャップ規制層は、可視域で透明な絶縁体からなるものであれば良いが、後述するように、位相差形成の機能を付与することが好ましい。直線偏光を1/4波長あるいは1/2波長位相変化させる機能を付与したセルギャップ規制層を、着色画素上に配設することで、半透過型の液晶表示装置に最適なカラーフィルタ基板を提供することができる。   The cell gap regulation layer may be made of an insulating material that is transparent in the visible range, but it is preferable to provide a function of forming a phase difference as will be described later. Providing a color filter substrate that is optimal for a transflective liquid crystal display device by placing a cell gap regulating layer on a colored pixel with the function of changing the phase of linearly polarized light by 1/4 wavelength or 1/2 wavelength. can do.

即ち、セルギャップ規制層に、直線偏光に変換した入射光を同一液晶層の厚み方向に1回の往復にて90度偏光回転させる機能を持たせることができる。具体的には、光反射性の反射電極を用いる反射型液晶表示装置などの構成において、偏光を1/4波長あるいは1/2波長位相変化させる機能を持たせ、液晶層厚み方向の1回の往復(反射)で90度向きの異なる直線偏光にする機能である。   In other words, the cell gap regulating layer can be provided with a function of rotating the polarization of incident light converted to linearly polarized light by 90 degrees in one round trip in the thickness direction of the same liquid crystal layer. Specifically, in a configuration of a reflective liquid crystal display device using a light-reflecting reflective electrode, a function of changing the phase of the polarized light by a quarter wavelength or a half wavelength is provided so that the liquid crystal layer can be used once in the thickness direction. This is a function of making the linearly polarized light different in the direction of 90 degrees by reciprocation (reflection).

また、偏光板の吸収軸と位相差層の遅相軸との調整を行った上で、1/2波長の位相差層を用い、90度あるいは270度偏光回転させても良い。例えば、基板面に対し平行配向させ、かつ、基板面方向に回転させるIPS方式液晶表示装置では、偏光板の吸収軸と位相差層の遅相軸を22.5度あるいは67.5度ずらし、1/2波長の位相差層を用いることで、直線偏光に変換した入射光を実効的に90度偏光回転させることができる。上記のような構成で位相差層を半透過型液晶表示装置の反射部に適用することで、反射部と透過部の光路差調整や位相の補償を行うことができる。   Further, after adjusting the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation layer, a half-wave retardation layer may be used to rotate the polarization by 90 degrees or 270 degrees. For example, in an IPS mode liquid crystal display device that is aligned parallel to the substrate surface and rotated in the substrate surface direction, the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation layer are shifted by 22.5 degrees or 67.5 degrees, By using a half-wave retardation layer, incident light converted into linearly polarized light can be effectively rotated by 90 degrees. By applying the retardation layer to the reflective portion of the transflective liquid crystal display device with the above-described configuration, the optical path difference between the reflective portion and the transmissive portion can be adjusted and the phase can be compensated.

VA方式やTN方式の液晶表示方式における液晶配向を前提とすると、1/4波長の位相差層の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角を約45度とすることができる。   Assuming liquid crystal alignment in the VA mode or TN mode liquid crystal display mode, the angle formed by the slow axis of the quarter-wave retardation layer and the absorption axis of the polarizing plate can be about 45 degrees.

なお、セルギャップ規制層(第2のセルギャップ規制層)を額縁状の遮光層2上に積層し、緑色画素3Gと略同一にすることで液晶配向の乱れによる光漏れを解消する液晶表示装置を提供することができる。緑色は人の目の視感度の高い重要な色であるとともに、その分光特性のため光が漏れやすい。額縁部など液晶厚みは、緑色画素基準とすることが好ましい。加えて、複数の有機顔料を主たる色材とする遮光層と、緑色画素に電気的および光学的特性に優れるハロゲン化亜鉛フタロシアニンを主たる色材として用いることにより高画質の液晶表示装置を提供できる。   A liquid crystal display device in which a cell gap regulating layer (second cell gap regulating layer) is laminated on the frame-shaped light shielding layer 2 and made substantially the same as the green pixel 3G, thereby eliminating light leakage due to disorder of liquid crystal alignment. Can be provided. Green is an important color with high visibility to the human eye, and light easily leaks due to its spectral characteristics. The thickness of the liquid crystal such as the frame is preferably based on the green pixel. In addition, a high-quality liquid crystal display device can be provided by using a light-shielding layer having a plurality of organic pigments as a main color material and zinc halide phthalocyanine having excellent electrical and optical characteristics as a main color material for a green pixel.

さらに本実施形態によれば、カラーフィルタの画素として青色画素と緑色画素と赤色画素の位相差、あるいは、これら着色画素にセルギャップ規制層を加算した位相差を赤色画素≧緑色画素≧青色画素の関係にすることにより、セルギャップ規制層あるいは位相差機能を付与したセルギャップ規制層だけでは十分でない波長分散を補うことができる。少なくとも位相差が、赤色画素<緑色画素<青色画素の好ましくない関係になることを解消し、黒表示での光漏れや表示での着色を軽減することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the phase difference between the blue pixel, the green pixel, and the red pixel as the color filter pixel, or the phase difference obtained by adding the cell gap restriction layer to these colored pixels is set to red pixel ≧ green pixel ≧ blue pixel. By using the relationship, it is possible to compensate for wavelength dispersion that is not sufficient only by the cell gap regulating layer or the cell gap regulating layer provided with a phase difference function. At least, it is possible to eliminate the undesirable relationship that the phase difference is red pixel <green pixel <blue pixel, and light leakage in black display and coloring in display can be reduced.

特に、IPS方式では、青色画素さらには青色画素の反射部の位相差を、他の着色画素の透過ピークの波長関係(波長の大小関係)を維持しながら他の着色画素の位相差より小さくすることで、黒表示において青色の光の漏れを減少させることができる。   In particular, in the IPS system, the phase difference of the reflection portion of the blue pixel and the blue pixel is made smaller than the phase difference of the other colored pixels while maintaining the wavelength relationship (wavelength magnitude relationship) of the transmission peaks of the other colored pixels. Thus, it is possible to reduce the leakage of blue light in black display.

また、着色画素の膜厚を赤色画素≦緑色画素≦青色画素の関係にとすることは、換言すれば各色画素上の液晶層の膜厚を赤色表示部≧緑色表示部≧青色表示部とする効果を付与でき、可視域全体での液晶表示装置の画質改善につなげることができる。   In addition, the film thickness of the colored pixel is in the relationship of red pixel ≦ green pixel ≦ blue pixel. In other words, the film thickness of the liquid crystal layer on each color pixel is red display portion ≧ green display portion ≧ blue display portion. The effect can be imparted and the image quality of the liquid crystal display device in the entire visible range can be improved.

次に、以上のような構成を有するカラーフィルタ基板の、遮光層2、赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3B、台座4、スペーサ5、光散乱層11、セルギャップ規制層12を構成する材料について説明する。   Next, the light shielding layer 2, the red pixel 3R, the green pixel 3G, the blue pixel 3B, the pedestal 4, the spacer 5, the light scattering layer 11, and the cell gap regulating layer 12 of the color filter substrate having the above configuration are configured. The material will be described.

最初に、遮光層2、赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3B、台座4、スペーサ5に用いることの可能な有機顔料を以下に列記する。なお、遮光層に含有させる有機顔料は、各種有機顔料の混合物であるが、下記に記載の緑色顔料を抜いても良く、また、遮光層の比誘電率を大きくしない範囲(例えば 比誘電率5以下)でカーボンを加えても良い。加え得るカーボンは、比誘電率を下げるため、カーボン粒子に樹脂被覆や表面処理を施したものがより好ましい。加え得るカーボンは、顔料総量に対し、10重量%以下であるのが好ましく、5重量%以下であるのがより好ましい。   First, organic pigments that can be used for the light shielding layer 2, the red pixel 3R, the green pixel 3G, the blue pixel 3B, the base 4, and the spacer 5 are listed below. The organic pigment to be contained in the light shielding layer is a mixture of various organic pigments, but the green pigment described below may be omitted, and the relative dielectric constant of the light shielding layer is not increased (for example, relative dielectric constant 5 In the following, carbon may be added. The carbon that can be added is more preferably carbon particles subjected to resin coating or surface treatment in order to lower the relative dielectric constant. The carbon that can be added is preferably 10% by weight or less, and more preferably 5% by weight or less, based on the total amount of the pigment.

なお、カーボンを主たる色材(顔料総量に対し100質量%から90質量%)として用いる場合、その遮光層やブラックマトリクスの比誘電率は約7〜15となり、FFS方式やIPS方式の液晶駆動には適さないカラーフィルタ構成部材となる。   When carbon is used as the main coloring material (100% to 90% by mass with respect to the total amount of pigment), the light blocking layer and the black matrix have a relative dielectric constant of about 7 to 15, which can be used for liquid crystal driving in the FFS mode and IPS mode. Becomes an unsuitable color filter component.

有機顔料の使用量は、顔料総量に対し90質量%以上が好ましく、95質量%以上が特に好ましい。本発明のカラーフィルタ基板における遮光層では、色材の全てを有機顔料とすることができる。   The amount of the organic pigment used is preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, based on the total amount of the pigment. In the light shielding layer in the color filter substrate of the present invention, all of the color material can be an organic pigment.

(有機顔料)
赤色顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、279等を用いることができる。
(Organic pigment)
Examples of red pigments include C.I. I. Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 97, 122, 123, 146, 149, 168, 177, 178, 179, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 246, 254, 255, H.264, 272, 279, etc. can be used.

黄色顔料としては、例えば、C.I. Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等が挙げられる。   Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 144, 146, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 1 73, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199, 213, 214 and the like.

青色顔料としては、例えばC.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等を用いることができ、これらの中では、C.I. Pigment Blue 15:6が好ましい。   Examples of blue pigments include C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 80, etc., among which C.I. I. Pigment Blue 15: 6 is preferred.

紫色顔料として、例えば、C.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等を用いることができ、これらの中では、C.I. Pigment Violet 23が好ましい。   Examples of purple pigments include C.I. I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50, etc. can be used. I. Pigment Violet 23 is preferred.

緑色顔料としては、例えば、C.I.Pigment Green1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等を用いることができ、これらの中では、C.I.Pigment Green58が好ましい。   Examples of the green pigment include C.I. I. Pigment Green 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55, 58, etc. can be used. In C.I. I. Pigment Green 58 is preferred.

以下、C.I.Pigmentの顔料種の記載において、単にPB(Pigment Blue)、PV(Pigment Violet)、PR(Pigment Red)、PY(Pigment Yellow)、PG(Pigment Green)などと省略して記載することがある。   Hereinafter, C.I. I. In the description of Pigment pigment types, it may be simply abbreviated as PB (Pigment Blue), PV (Pigment Violet), PR (Pigment Red), PY (Pigment Yellow), PG (Pigment Green), or the like.

前記したPG58は、ハロゲン化亜鉛フタロシアニンと呼ばれ、後述の〔顔料製造例G2〕でその製造例を示す。PG58は、PG36であるハロゲン化銅フタロシアニンより小さめの誘電率を持ち、明度の高い緑色画素を形成することができる。PG58とPG36は、中心化金属が亜鉛と銅の違いを除いて、ほぼ、同じ構造をもつ有機顔料であるが、電気的特性は誘電率のバラツキを含めてPG58の方が小さい傾向にある。   The above-described PG58 is called zinc halide phthalocyanine, and its production example is shown in [Pigment production example G2] described later. PG58 has a smaller dielectric constant than the halogenated copper phthalocyanine, which is PG36, and can form a green pixel with high brightness. PG58 and PG36 are organic pigments having substantially the same structure except that the central metal is zinc and copper, but PG58 tends to be smaller in electrical characteristics including variations in dielectric constant.

構造が類似しているにも関わらず、PG58が本発明に好適な理由は、本発明者らの知見によると、以下の光学的測定〔緑色顔料の複屈折率Δnの測定〕から実証することができる。なお、着色組成物中のハロゲン化亜鉛フタロシアニンなど有機顔料の固形比率は、小さい方が比誘電率を下げる傾向にあり好ましい。   Despite the similarity in structure, the reason why PG58 is suitable for the present invention, according to the knowledge of the present inventors, is demonstrated from the following optical measurement (measurement of birefringence Δn of green pigment). Can do. In addition, the one where the solid ratio of organic pigments, such as a halogenated zinc phthalocyanine in a coloring composition, has a tendency to reduce a dielectric constant is preferable.

液晶駆動に支障あるカラーフィルタ起因の浮遊容量を下げるため、顔料比率を下げ、樹脂比率を上げることは好ましい。従って、本発明の実施例のように、遮光層や着色画素の膜厚を厚く形成することは好ましい。   In order to reduce the stray capacitance caused by the color filter that hinders the liquid crystal drive, it is preferable to decrease the pigment ratio and increase the resin ratio. Therefore, it is preferable to increase the thickness of the light shielding layer and the colored pixels as in the embodiment of the present invention.

〔緑色顔料の複屈折率Δnの測定〕
周知のように、誘電率の値は、屈折率の自乗とほぼ等しい。換言すれば、電子分極に起因する誘電率は屈折率の自乗に比例する。
[Measurement of birefringence Δn of green pigment]
As is well known, the value of the dielectric constant is approximately equal to the square of the refractive index. In other words, the dielectric constant resulting from electronic polarization is proportional to the square of the refractive index.

この観点から、PG58とPG36の分極の差異を、直交座標系X軸、Y軸、Z軸でのそれぞれ屈折率Nx、Ny、Nzを測定して明らかにした。測定試料は、実際に用いる緑色着色層に近い構成とするため、下記表3に示す顔料分散体(例えばGP−4)をガラス基板上に1μmの膜厚に塗布し、230℃で乾燥させたものを用いた。   From this point of view, the difference in polarization between PG58 and PG36 was clarified by measuring refractive indexes Nx, Ny, and Nz on the orthogonal coordinate system X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively. In order to make the measurement sample have a configuration close to the green coloring layer actually used, a pigment dispersion (for example, GP-4) shown in Table 3 below was applied on a glass substrate to a thickness of 1 μm and dried at 230 ° C. Things were used.

下記表3に示すGP−4の顔料分散体の主たる顔料G2は、PG58である。GP−4の第一顔料G2を、PG36に置き換えた顔料分散体をGP−5として表記する。測定は、分光エリプソメータM−220(日本分光製)を用い、Nx、Ny、Nzを測定し、下記式よりΔnを算出した。測定波長は550nmとした。   The main pigment G2 of the pigment dispersion of GP-4 shown in Table 3 below is PG58. A pigment dispersion in which the first pigment G2 of GP-4 is replaced with PG36 is denoted as GP-5. For the measurement, a spectroscopic ellipsometer M-220 (manufactured by JASCO) was used to measure Nx, Ny, and Nz, and Δn was calculated from the following equation. The measurement wavelength was 550 nm.

Δn=[(Nx+Ny)/2]−Nz
下記表1より、ハロゲン化銅フタロシアニン(PG36)を主たる顔料とする緑色顔料分散体GP−5よりも、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン(PG58)を主たる顔料とする緑色顔料分散体GP−4の塗膜の方が、Δnの絶対値が小さく、分極が小さいことが理解できる。

Figure 2011141486
Δn = [(Nx + Ny) / 2] −Nz
From Table 1 below, the coating film of the green pigment dispersion GP-4 mainly containing the halogenated zinc phthalocyanine (PG58) rather than the green pigment dispersion GP-5 mainly containing the halogenated copper phthalocyanine (PG36). It can be understood that the absolute value of Δn is smaller and the polarization is smaller.
Figure 2011141486

(有機顔料分散体の製造)
有機顔料の分散体の製造方法としては種々の方法を採用することができるが、以下にその一例を示す。
(Manufacture of organic pigment dispersion)
Various methods can be adopted as a method for producing a dispersion of an organic pigment, and an example is shown below.

まず、顔料、溶剤、顔料分散剤(色素誘導体含む)及び/又は分散助剤、界面活性剤、場合によりポリマーやモノマーを各々所定量秤量し、分散処理工程に供して顔料を分散させ、液状の顔料分散液とする。この分散処理工程では、例えば、ペイントコンディショナー、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ストーンミル、ジェットミル、ホモジナイザーなどを使用することができる。この分散処理を行うことによって顔料が微粒子化されるため、該顔料分散体を用いた感光性樹脂組成物の塗布特性が向上する。   First, pigments, solvents, pigment dispersants (including dye derivatives) and / or dispersion aids, surfactants, and in some cases, polymers and monomers are weighed in predetermined amounts, and subjected to a dispersion treatment step to disperse the pigments. A pigment dispersion is obtained. In this dispersion treatment step, for example, a paint conditioner, a bead mill, a ball mill, a roll mill, a stone mill, a jet mill, a homogenizer, or the like can be used. By carrying out this dispersion treatment, the pigment is made fine, so that the coating characteristics of the photosensitive resin composition using the pigment dispersion are improved.

顔料を分散処理する際には、前記アルカリ可溶性樹脂、又は色素誘導体等を適宜併用してもよい。例えば、ビーズミルを用いて分散処理を行う場合は、0.1mmから数mm径のガラスビーズ又はジルコニアビーズを用いるのが好ましい。分散処理する際の温度は通常0℃以上、好ましくは室温以上であり、通常100℃以下、好ましくは80℃以下の範囲に設定する。なお、分散時間は、顔料分散液の組成(含有される顔料、溶剤、分散剤等)、及びビーズミル等の装置の大きさなどにより最適な分散時間が異なるため、適宜調整することが望ましい。   When dispersing the pigment, the alkali-soluble resin, the pigment derivative, or the like may be used in combination as appropriate. For example, when the dispersion treatment is performed using a bead mill, glass beads or zirconia beads having a diameter of 0.1 mm to several mm are preferably used. The temperature during the dispersion treatment is usually 0 ° C. or higher, preferably room temperature or higher, and is usually set to 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower. The dispersion time varies depending on the composition of the pigment dispersion (pigment, solvent, dispersant, etc.) and the size of the apparatus such as the bead mill.

(着色画素の位相差調整)
着色画素は、特に厚み方向位相差の観点でその位相差を微調整できる。用いる顔料種、顔料の分散方法、分散剤、顔料の微細化、また、リタデーション調整剤として添加するメラミン樹脂、スチレン樹脂、ベンジル基を有する有機化合物など、種々の方法で位相差を大きくあるいは小さくすることができる。メラミン樹脂は位相差を増加させる方向で調整でき、スチレン樹脂は位相差を減少させるために用いることができる。緑色画素において、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料が、その厚み方向位相差をゼロに近づけやすく、好ましい。
(Adjusting the phase difference of colored pixels)
The colored pixel can finely adjust the phase difference particularly from the viewpoint of the thickness direction phase difference. Increase or decrease the phase difference by various methods such as pigment type, pigment dispersion method, dispersant, finer pigment, and melamine resin, styrene resin, organic compound having benzyl group added as a retardation modifier. be able to. Melamine resin can be adjusted in the direction of increasing the phase difference, and styrene resin can be used to decrease the phase difference. In a green pixel, a zinc halide phthalocyanine pigment is preferable because its thickness direction phase difference tends to approach zero.

なお、着色画素の位相差を調整するには、例えば、特許第4306736号公報に記載の技術を適用することができる。   In order to adjust the phase difference of the colored pixels, for example, the technique described in Japanese Patent No. 43066736 can be applied.

(分散剤・分散助剤)
顔料分散剤として高分子分散剤を用いると、経時の分散安定性に優れるので好ましい。高分子分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤、脂肪族変性ポリエステル系分散剤等を挙げることができる。中でも、特に窒素原子を含有するグラフト共重合体からなる分散剤が、顔料を多く含む本発明の遮光性感光性樹脂組成物としては、現像性の点で好ましい。
(Dispersant / dispersant aid)
A polymer dispersant is preferably used as the pigment dispersant because it is excellent in dispersion stability over time. Examples of the polymer dispersant include a urethane dispersant, a polyethyleneimine dispersant, a polyoxyethylene alkyl ether dispersant, a polyoxyethylene glycol diester dispersant, a sorbitan aliphatic ester dispersant, and an aliphatic modified polyester. And the like, and the like. Among these, a dispersant composed of a graft copolymer containing a nitrogen atom is particularly preferable from the viewpoint of developability as the light-shielding photosensitive resin composition of the present invention containing a large amount of pigment.

これら分散剤の具体例としては、商品名で、EFKA(エフカーケミカルズビーブイ(EFKA)社製)、Disperbik(ビックケミー社製)、ディスパロン(楠本化成社製)、SOLSPERSE(ルーブリゾール社製)、KP(信越化学工業社製)、ポリフロー(共栄社化学社製)等を挙げることができる。これらの分散剤は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。   Specific examples of these dispersants are trade names of EFKA (manufactured by EFKA Chemicals Beebuy (EFKA)), Disperbik (manufactured by BYK Chemie), Disparon (manufactured by Enomoto Kasei), SOLPERSE (manufactured by Lubrizol), KP (Manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), polyflow (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like. 1 type may be used for these dispersing agents, and 2 or more types can be used together by arbitrary combinations and a ratio.

分散助剤としては、例えば色素誘導体等を用いることができる。色素誘導体としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンズイミダゾロン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、インダンスレン系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系等の誘導体が挙げられるが、中でもキノフタロン系が好ましい。   As the dispersion aid, for example, a pigment derivative or the like can be used. Examples of the dye derivative include azo, phthalocyanine, quinacridone, benzimidazolone, quinophthalone, isoindolinone, dioxazine, anthraquinone, indanthrene, perylene, perinone, diketopyrrolopyrrole. And oxinophthalone derivatives are preferred.

色素誘導体の置換基としては、例えばスルホン酸基、スルホンアミド基及びその4級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が顔料骨格に直接又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合したものが挙げられる。これらの中では、スルホン酸基が好ましい。また、これら置換基は、一つの顔料骨格に複数置換していてもよい。   Examples of the substituent of the dye derivative include a sulfonic acid group, a sulfonamide group and a quaternary salt thereof, a phthalimidomethyl group, a dialkylaminoalkyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amide group directly on the pigment skeleton or an alkyl group and an aryl group. And those bonded via a heterocyclic group or the like. Of these, sulfonic acid groups are preferred. In addition, a plurality of these substituents may be substituted on one pigment skeleton.

色素誘導体の具体例としては、フタロシアニンのスルホン酸誘導体、キノフタロンのスルホン酸誘導体、アントラキノンのスルホン酸誘導体、キナクリドンのスルホン酸誘導体、ジケトピロロピロールのスルホン酸誘導体、ジオキサジンのスルホン酸誘導体等が挙げられる。   Specific examples of the dye derivatives include phthalocyanine sulfonic acid derivatives, quinophthalone sulfonic acid derivatives, anthraquinone sulfonic acid derivatives, quinacridone sulfonic acid derivatives, diketopyrrolopyrrole sulfonic acid derivatives, and dioxazine sulfonic acid derivatives. .

以上の分散助剤及び色素誘導体は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。後述する実施例で用いる色素誘導体を下記表2に示す。

Figure 2011141486
1 type may be used for the above dispersion adjuvant and pigment | dye derivative | guide_body, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio. The pigment derivatives used in Examples described later are shown in Table 2 below.
Figure 2011141486

(透明樹脂)
遮光層あるいは着色層として用いる感光性着色組成物は、上記顔料分散体に加え、さらに、多官能モノマー、感光性樹脂ないし非感光性樹脂、重合開始剤、溶剤等を含有する。感光性樹脂及び非感光性樹脂など、本発明に用いることの可能な透明性の高い有機樹脂を総称して透明樹脂と呼ぶ。
(Transparent resin)
The photosensitive coloring composition used as the light-shielding layer or the colored layer further contains a polyfunctional monomer, a photosensitive resin or a non-photosensitive resin, a polymerization initiator, a solvent and the like in addition to the pigment dispersion. Highly transparent organic resins that can be used in the present invention, such as photosensitive resins and non-photosensitive resins, are collectively referred to as transparent resins.

透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。熱可塑性樹脂としては、例えば, ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、下記のメラミン樹脂とイソシアネート基を含有する化合物とを反応させてなるものを用いてもよい。   The transparent resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin. Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. And acrylic resins, alkyd resins, polystyrene resins, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polybutadiene, polyethylene, polypropylene, polyimide resins, and the like. Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, and phenol resins. As the thermosetting resin, a resin obtained by reacting the following melamine resin with an isocyanate group-containing compound may be used.

(アルカリ可溶性樹脂)
本発明に用いる遮光層、光散乱層、着色層、セルギャップ規制層には、フォトリソグラフィによるパターン形成可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。これらの透明樹脂は、アルカリ可溶性を付与された樹脂であることが望ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基又は水酸基を含む樹脂であれば特に限定はない。例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ウレタン樹脂等が挙げられる。中でもエポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂が好ましく、特に、エポキシアクリレート系樹脂やノボラック系樹脂が好ましい。
(Alkali-soluble resin)
For the light shielding layer, light scattering layer, colored layer, and cell gap regulating layer used in the present invention, it is preferable to use a photosensitive resin composition capable of forming a pattern by photolithography. These transparent resins are desirably resins imparted with alkali solubility. The alkali-soluble resin is not particularly limited as long as it is a resin containing a carboxyl group or a hydroxyl group. Examples include epoxy acrylate resins, novolac resins, polyvinyl phenol resins, acrylic resins, carboxyl group-containing epoxy resins, carboxyl group-containing urethane resins, and the like. Of these, epoxy acrylate resins, novolak resins, and acrylic resins are preferable, and epoxy acrylate resins and novolak resins are particularly preferable.

(アクリル樹脂)
本発明に採用可能な透明樹脂の代表として、以下のアクリル系樹脂が例示できる。
(acrylic resin)
Examples of the transparent resin that can be used in the present invention include the following acrylic resins.

アクリル系樹脂は、単量体として、例えば(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレートペンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート;エトキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等のエーテル基含有(メタ)アクリレート;及びシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート等を使用した、重合体が挙げられる。   Acrylic resin is, for example, (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate pencil Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate and lauryl (meth) acrylate; hydroxyl-containing (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate; ethoxyethyl (meth) acrylate and glycidyl (meta ) Ether group-containing (meth) acrylates such as acrylates; and alicyclic (meth) acrylates such as cyclohexyl (meth) acrylates, isobornyl (meth) acrylates, dicyclopentenyl (meth) acrylates, etc. Polymers.

なお、以上挙げた単量体は、単独で、または、2種以上を併用して使用することができる。さらに、これら単量体と共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物の共重合体でもよい。   In addition, the monomer mentioned above can be used individually or in combination of 2 or more types. Further, it may be a copolymer of a compound such as styrene, cyclohexylmaleimide, and phenylmaleimide copolymerizable with these monomers.

また、例えば(メタ)アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた共重合体と、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基及び不飽和二重結合を含有する化合物とを反応させることや、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリレートの重合体、又はそれとその他の(メタ)アクリレートとの共重合体に、(メタ)アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を得ることができる。   Further, for example, a copolymer obtained by copolymerizing a carboxylic acid having an ethylenically unsaturated group such as (meth) acrylic acid, and a compound containing an epoxy group and an unsaturated double bond such as glycidyl methacrylate are obtained. Reacting or adding a carboxylic acid-containing compound such as (meth) acrylic acid to a polymer of an epoxy group-containing (meth) acrylate such as glycidyl methacrylate or a copolymer thereof with other (meth) acrylate Thus, a resin having photosensitivity can be obtained.

さらに、例えばヒドロキシエチルメタアクリレート等のモノマーの、水酸基を有する重合体に、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基及びエチレン性不飽和基を有する化合物とを反応させることによっても、感光性を有する樹脂を得ることができる。   Furthermore, a resin having photosensitivity can also be obtained by reacting a polymer having a hydroxyl group of a monomer such as hydroxyethyl methacrylate with a compound having an isocyanate group such as methacryloyloxyethyl isocyanate and an ethylenically unsaturated group. Obtainable.

また、上述したように、複数の水酸基を有するヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合体と多塩基酸無水物を反応させて、共重合体にカルボキシル基を導入し、カルボキシル基を有する樹脂を得ることが出来る。その製造方法は、上記記載の方法のみに限るものではない。   In addition, as described above, it is possible to react a copolymer such as hydroxyethyl methacrylate having a plurality of hydroxyl groups with a polybasic acid anhydride to introduce a carboxyl group into the copolymer to obtain a resin having a carboxyl group. I can do it. The manufacturing method is not limited to the method described above.

上記の反応に用いる酸無水物の例として、例えばマロン酸無水物、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、及びトリメリト酸無水物等が挙げられる。   Examples of acid anhydrides used in the above reaction include, for example, malonic acid anhydride, succinic acid anhydride, maleic acid anhydride, itaconic acid anhydride, phthalic acid anhydride, tetrahydrophthalic acid anhydride, hexahydrophthalic acid anhydride , Methyltetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride and the like.

上述したアクリル系樹脂の固形分酸価は、20〜180mgKOH/gであることが好ましい。酸価が20mgKOH/gより小さい場合には、感光性樹脂組成物の現像速度が遅すぎて現像に要する時間が多くなり、生産性に劣る傾向となる。また、固形分酸価が180mgKOH/gより大きい場合には、逆に現像速度が速すぎて、現像後でのパターンハガレやパターン欠けの不具合が生じる傾向となる。   It is preferable that the solid content acid value of the acrylic resin described above is 20 to 180 mgKOH / g. When the acid value is less than 20 mgKOH / g, the development speed of the photosensitive resin composition is too slow, and the time required for development increases, and the productivity tends to be inferior. On the other hand, when the solid content acid value is larger than 180 mgKOH / g, on the contrary, the development speed is too high, and there is a tendency that pattern peeling or pattern chipping after development occurs.

さらに、上記アクリル系樹脂が感光性を有する場合、このアクリル樹脂の二重結合当量は100以上であることが好ましく、より好ましくは100〜2000であり、最も好ましくは100〜1000である。二重結合当量が2000を越える場合には十分な光硬化性が得られない場合がある。   Furthermore, when the said acrylic resin has photosensitivity, it is preferable that the double bond equivalent of this acrylic resin is 100 or more, More preferably, it is 100-2000, Most preferably, it is 100-1000. If the double bond equivalent exceeds 2000, sufficient photocurability may not be obtained.

(光重合性モノマー)
光重合性モノマーの例として、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、ペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
(Photopolymerizable monomer)
Examples of photopolymerizable monomers include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylol Various acrylic and methacrylic acid esters such as propane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, melamine (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, (meth) Examples include acrylic acid, styrene, vinyl acetate, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, and acrylonitrile.

また、水酸基を有する(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる(メタ)アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートとの組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、1種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   Moreover, it is preferable to use the polyfunctional urethane acrylate which has the (meth) acryloyl group obtained by making polyfunctional isocyanate react with the (meth) acrylate which has a hydroxyl group. The combination of the (meth) acrylate having a hydroxyl group and the polyfunctional isocyanate is arbitrary and is not particularly limited. Moreover, one type of polyfunctional urethane acrylate may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(光重合開始剤)
光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリルs−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)-N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10−フェナンスレンキノン、
カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が挙げられる。 感度向上にオキシム誘導体類(オキシム系化合物)が有効である。これらは1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Photopolymerization initiator)
Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4 ' Benzophenone compounds such as methyldiphenyl sulfide, thioxanthone compounds such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4,6- Trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- ( p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-pienyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-tri Gin, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloro Triazine compounds such as methyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], O- (acetyl) Oxime ester compounds such as -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4'-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2, Phosphine compounds such as 4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 9,10-phenanthrenequinone,
Examples include quinone compounds such as camphorquinone and ethyl anthraquinone, borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds, and the like. Oxime derivatives (oxime compounds) are effective in improving sensitivity. These can be used singly or in combination of two or more.

(増感剤)
重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
(Sensitizer)
It is preferable to use a polymerization initiator and a photosensitizer in combination. As a sensitizer, α-acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethylisophthalophenone, A compound such as 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone may be used in combination.

増感剤は、光重合開始剤100質量部に対して、0.1質量部から60質量部の量を含有させることができる。   The sensitizer can be contained in an amount of 0.1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photopolymerization initiator.

(エチレン性不飽和化合物)
上記の光重合開始剤は、エチレン性不飽和化合物と共に用いることが好ましい。エチレン性不飽和化合物としては、エチレン性不飽和結合を分子内に1個以上有する化合物を意味する。中でも、重合性、架橋性、及びそれに伴う露光部と非露光部との現像液溶解性の差異を拡大できる等の点から、エチレン性不飽和結合を分子内に2個以上有する化合物であることが好ましい。また、その不飽和結合は(メタ)アクリロイルオキシ基に由来する(メタ)アクリレート化合物が更に好ましい。
(Ethylenically unsaturated compounds)
The photopolymerization initiator is preferably used together with an ethylenically unsaturated compound. The ethylenically unsaturated compound means a compound having at least one ethylenically unsaturated bond in the molecule. Among them, it is a compound having two or more ethylenically unsaturated bonds in the molecule from the viewpoints of polymerizability, crosslinkability, and the accompanying difference in developer solubility between exposed and non-exposed areas. Is preferred. The unsaturated bond is more preferably a (meth) acrylate compound derived from a (meth) acryloyloxy group.

エチレン性不飽和結合を分子内に1個以上有する化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸、及びそのアルキルエステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、スチレン等が挙げられる。 エチレン性不飽和結合を分子内に2個以上有する化合物としては、代表的には、例えば、不飽和カルボン酸とポリヒドロキシ化合物とのエステル類、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類、ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物とポリイソシアネート化合物とのウレタン(メタ)アクリレート類、及び、(メタ)アクリル酸又はヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物とポリエポキシ化合物とのエポキシ(メタ)アクリレート類等が挙げられる。   Examples of the compound having one or more ethylenically unsaturated bonds in the molecule include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, and alkyl esters thereof. , (Meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, styrene and the like. Typical examples of compounds having two or more ethylenically unsaturated bonds in the molecule include esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydroxy compounds, (meth) acryloyloxy group-containing phosphates, hydroxy (meta ) Urethane (meth) acrylates of acrylate compounds and polyisocyanate compounds, and epoxy (meth) acrylates of (meth) acrylic acid or hydroxy (meth) acrylate compounds and polyepoxy compounds.

(多官能チオール)
感光性着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。
(Multifunctional thiol)
The photosensitive coloring composition can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent. The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercap -s- triazine, 2- (N, N- dibutylamino) -4,6-dimercapto -s- triazine.

これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。多官能チオールは、感光性着色組成物中の顔料100質量部に対して、0.2〜150質量部、好ましくは0.2〜100質量部の量で用いることができる。   These polyfunctional thiols can be used alone or in combination. The polyfunctional thiol can be used in an amount of 0.2 to 150 parts by mass, preferably 0.2 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the photosensitive coloring composition.

(貯蔵安定剤)
感光性着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、感光性着色組成物中の顔料100質量部に対して、0.1質量部から10質量部の量で含有させることができる。
(Storage stabilizer)
The photosensitive coloring composition can contain a storage stabilizer in order to stabilize the viscosity with time of the composition. Examples of the storage stabilizer include quaternary ammonium chlorides such as benzyltrimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid, and organic acids such as methyl ether, t-butylpyrocatechol, triethylphosphine, and triphenylphosphine. Examples thereof include phosphine and phosphite. The storage stabilizer can be contained in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the photosensitive coloring composition.

(密着向上剤)
感光性着色組成物には、基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。シランカップリング剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、感光性着色組成物中の顔料100質量部に対して、0.01質量部から100質量部で含有させることができる。
(Adhesion improver)
The photosensitive coloring composition may contain an adhesion improving agent such as a silane coupling agent in order to improve the adhesion to the substrate. Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinylethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane, (meth) acrylsilanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3 , 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Epoxysilanes such as methyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β ( Aminoethyl) γ-aminopro Lutriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N Examples include aminosilanes such as -phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltriethoxysilane. The silane coupling agent can be contained in an amount of 0.01 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the photosensitive coloring composition.

(溶剤)
前記感光性着色組成物には、基板上への均一な塗布を可能とするために、水や有機溶剤等の溶剤が配合される。また、本発明の組成物がカラーフィルタの着色層である場合、溶剤は、顔料を均一に分散させる機能も有する。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、着色組成物中の顔料100質量部に対して、800質量部から4000質量部、好ましくは1000質量部から2500質量部で含有させることができる。
(solvent)
The photosensitive coloring composition is mixed with a solvent such as water or an organic solvent in order to enable uniform coating on the substrate. When the composition of the present invention is a colored layer of a color filter, the solvent also has a function of uniformly dispersing the pigment. Examples of the solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, toluene, Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination. The solvent can be contained in an amount of 800 to 4000 parts by mass, preferably 1000 to 2500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the coloring composition.

(遮光膜、着色層、及び液晶層の厚み)
本発明に係る技術は、前記したようにIPS(水平配向、横電界方式)やFFS(Fringe Field Switching)といった液晶駆動方式に好適である。特許文献10に記載されている技術などを適用することで、FFS方式でのVA液晶表示装置として本発明のカラーフィルタを用いることができる。あるいは、カラーフィルタ上に透明電極を形成することで縦電界方式のVA液晶表示装置にも適用できる。カラーフィルタ上の透明電極と、対向する基板である液晶駆動素子(TFT)の形成されたアレイ基板の画素電極との間で液晶の駆動電圧を印加する方式では、通常、液晶厚み(セルギャップ)は薄い方が液晶の応答速度を高めることができる。
(Thickness of light shielding film, colored layer, and liquid crystal layer)
As described above, the technology according to the present invention is suitable for a liquid crystal driving method such as IPS (horizontal alignment, lateral electric field method) and FFS (Fringe Field Switching). By applying the technique described in Patent Document 10, the color filter of the present invention can be used as an FFS VA liquid crystal display device. Alternatively, it can be applied to a vertical electric field type VA liquid crystal display device by forming a transparent electrode on a color filter. In the method of applying a driving voltage of liquid crystal between the transparent electrode on the color filter and the pixel electrode of the array substrate on which the liquid crystal driving element (TFT), which is the opposite substrate, is formed, usually the liquid crystal thickness (cell gap) The thinner one can increase the response speed of the liquid crystal.

上記した主要な液晶駆動方式では、液晶厚みはおよそ2μmから4μmの範囲である。また、液晶厚みを薄くした方が、斜め方向から見たときの着色(色変化)が小さくなるため、応答性や着色の改善の観点から、また、液晶材料の使用量の観点から液晶厚みは薄い方が良い。なお、着色画素の膜厚は、着色画素中央の表面から、当該着色画素の接している透明基板表面までの厚みを言う。   In the main liquid crystal driving method described above, the liquid crystal thickness is in the range of about 2 μm to 4 μm. In addition, since the color (color change) when viewed from an oblique direction is smaller when the liquid crystal thickness is reduced, the liquid crystal thickness is from the viewpoint of improving responsiveness and coloring, and from the viewpoint of the amount of liquid crystal material used. Thinner is better. In addition, the film thickness of a colored pixel means the thickness from the surface of a colored pixel center to the transparent substrate surface which the said colored pixel touches.

しかしながら、液晶厚みを薄くするほど、あるいは液晶の表示画面が大きくなるほど、液晶セル化時のゴミ・異物の影響が大きくなるので、縦電界方式での液晶厚みはおよそ3μmが下限である。IPSやFFS方式では、カラーフィルタ側に透明電極を形成する必要がないため、混入する導電性ゴミによる対向ショート(電気的短絡)が発生しにくい。導電性ゴミの観点からは、IPSやFFS方式のほうが液晶厚みを薄くできる。液晶層厚みを薄くするため、用いる液晶の屈折率異方性Δnは0.07より大きいものを用いることが望ましい。   However, the thinner the liquid crystal is, or the larger the liquid crystal display screen is, the greater the influence of dust and foreign matter at the time of forming the liquid crystal cell. Therefore, the lower limit of the liquid crystal thickness in the vertical electric field method is about 3 μm. In the IPS and FFS systems, since it is not necessary to form a transparent electrode on the color filter side, an opposing short circuit (electrical short circuit) due to mixed conductive dust hardly occurs. From the viewpoint of conductive dust, the IPS and FFS methods can reduce the liquid crystal thickness. In order to reduce the thickness of the liquid crystal layer, it is desirable to use a liquid crystal having a refractive index anisotropy Δn larger than 0.07.

FFS方式やIPS方式の液晶表示装置では、櫛歯状画素電極(通常、ITOと呼ばれる導電性金属酸化物薄膜)の櫛歯(ストライプ状パターン)のピッチを細かくすることで液晶の応答性や透過率を向上させることができるため、縦電界方式と比較すると液晶厚みの影響は少ない。なお、着色画素のそれぞれ主要な透過率ピークの波長に比例するように櫛歯のピッチを調整しても良い。   In an FFS mode or IPS mode liquid crystal display device, the responsiveness and transmission of liquid crystal can be achieved by reducing the pitch of comb teeth (stripe pattern) of comb-like pixel electrodes (usually called conductive metal oxide thin film called ITO). Since the rate can be improved, the influence of the liquid crystal thickness is small compared to the vertical electric field method. Note that the pitch of the comb teeth may be adjusted so as to be proportional to the wavelength of each main transmittance peak of the colored pixels.

半透過型液晶表示装置では、透過部と反射部では光路差(反射部では、後述する光反射性の電極で入射光が反射し、液晶層を2回通過する)関係で、反射部の液晶層の厚みを透過部のそれに対して1/2程度とすることが好ましい。   In the transflective liquid crystal display device, the liquid crystal of the reflective part is related to the optical path difference between the transmissive part and the reflective part (in the reflective part, incident light is reflected by a light reflective electrode described later and passes through the liquid crystal layer twice). The thickness of the layer is preferably about ½ of that of the transmission part.

(台座及びスペーサ)
本発明に係るスペーサ用台座は、少なくとも、後述するスペーサの形成される部分とTFTなどアクティブ素子の遮光に必要な部分のみ形成すればよい。また、本発明に係るスペーサ用台座は、額縁部である遮光層と同一材料で同時に形成することが望ましい。具体的には、グレートーン(階調マスク)の類の複数種の透過率の異なるパターンを形成したフォトマスク、あるい、台座のパターンサイズより小さな開口部(開口部の大きさ調整で露光量を調節する)や開口形状を工夫した開口部を形成したフォトマスクを用いた露光及び露光後の現像以降のフォトリソグラフィの手法により、遮光層と台座を同時に形成することができる。
(Pedestal and spacer)
The spacer pedestal according to the present invention may be formed only at least in a portion where a spacer to be described later is formed and a portion necessary for shielding an active element such as a TFT. Moreover, it is desirable that the spacer base according to the present invention is simultaneously formed of the same material as the light shielding layer that is the frame portion. More specifically, a photomask in which multiple types of patterns with different transmittances such as gray tone (gradation mask) are formed, or an opening smaller than the pattern size of the pedestal (exposure amount by adjusting the size of the opening) The light-shielding layer and the pedestal can be formed simultaneously by exposure using a photomask having an opening with a specially designed opening shape and photolithography after development after exposure.

フォトマスクとして、遮光パターンを金属クロムの薄膜、半透過部をITOなどの金属酸化物膜、さらにこれらの膜形成のない透過部をもつフォトマスクを用いても良い。金属酸化物膜は、成膜条件や膜厚で透過率を調整できるメリットを持つ。   As a photomask, a photomask having a light-shielding pattern as a thin film of metal chromium, a semi-transmissive portion as a metal oxide film such as ITO, and a transmissive portion without formation of these films may be used. The metal oxide film has an advantage that the transmittance can be adjusted by the film forming conditions and the film thickness.

また、本発明者らは、額縁部(遮光層)と同一材料による台座や後述するブラックマトリクスにおいて、台座やブラックマトリクスの膜厚を薄くすることが平坦性向上に効果あることを確認している。本発明者らの精緻な検討結果によると、台座の膜厚は1.0μm以下であれば、その上に積層される着色層の膜厚を安定して得やすい。   Further, the present inventors have confirmed that in a pedestal made of the same material as the frame portion (light-shielding layer) and a black matrix described later, reducing the thickness of the pedestal or black matrix is effective in improving flatness. . According to the detailed examination results of the present inventors, if the thickness of the pedestal is 1.0 μm or less, it is easy to stably obtain the thickness of the colored layer laminated thereon.

図5に示すように、台座膜厚が1.2μmを超えてくると、その上に積層される着色層の膜厚は薄く急な変化を生じるようになり、不安定となる。逆に0.3μm以下の薄い膜厚では、フォトリソグラフィの工程で安定した膜厚を得にくい。ゆえに、台座の膜厚は、0.4μmから1.0μmが好ましい範囲となる。なお、後述するブラックマトリクスの膜厚は、0.4μm以下の薄い膜厚で形成しても良く、さらにはブラックマトリクスの形成を省いても良い。   As shown in FIG. 5, when the pedestal film thickness exceeds 1.2 μm, the film thickness of the colored layer laminated thereon becomes thin and suddenly changes, and becomes unstable. Conversely, when the film thickness is as small as 0.3 μm or less, it is difficult to obtain a stable film thickness in the photolithography process. Therefore, the thickness of the pedestal is preferably in the range of 0.4 μm to 1.0 μm. Note that the film thickness of the black matrix, which will be described later, may be formed as thin as 0.4 μm or less, and the formation of the black matrix may be omitted.

台座のパターン形状は、液晶を駆動するTFTなどアクティブ素子に入射する光による光電流の発生を抑制するための遮光パターンとして併用できる。TFTなどアクティブ素子の遮光は光学濃度で1あれば十分なため、0.4μmから1.0μmの台座の膜厚と着色画素の重畳部膜厚との加算で足りる。また、本発明に係る構成では、台座上に単層の着色層がスペーサとして積層され遮光性をさらに加算できる。   The pattern shape of the pedestal can be used in combination as a light shielding pattern for suppressing the generation of photocurrent due to light incident on an active element such as a TFT for driving liquid crystal. For the light shielding of active elements such as TFTs, it is sufficient that the optical density is 1, so the addition of the film thickness of the pedestal of 0.4 μm to 1.0 μm and the film thickness of the overlapping portion of the colored pixels is sufficient. Moreover, in the structure which concerns on this invention, a single colored layer is laminated | stacked as a spacer on a base, and can further add light-shielding property.

スペーサを形成する着色層の色の選択は、目的や仕様に応じて適宜選択できる。たとえば、TFTなどアクティブ素子への遮光性を優先するのであれば、短波長の光の遮光性ある赤色着色層が選択できる。丸みを帯びた形状を優先するのであれば、他の2色と比較して顔料含有量が少なく流動性のある青色着色層を3層積層や2層積層のスペーサの最上層として選択できる。   The color of the colored layer forming the spacer can be appropriately selected according to the purpose and specifications. For example, if priority is given to the light shielding property to an active element such as a TFT, a red colored layer capable of shielding light of a short wavelength can be selected. If priority is given to a rounded shape, a blue colored layer having less pigment content and fluidity compared to the other two colors can be selected as the uppermost layer of a three-layer stack or a two-layer stack spacer.

本発明に係るカラーフィルタ基板では、青色画素、赤色画素、緑色画素の他に、黄色画素などの補色による着色画素、あるいは白色(透明)画素を設けた4色以上のカラーフィルタとしても良い。   The color filter substrate according to the present invention may be a color filter of four or more colors provided with colored pixels of complementary colors such as yellow pixels or white (transparent) pixels in addition to blue pixels, red pixels, and green pixels.

また、液晶厚みにあわせた高さのスペーサ(メインスペーサ)の他に、高さの低いサブスペーサを配設しても良い。メインスペーサが3層積層である場合は、たとえば2層積層のサブスペーサを額縁部のみに配設しても良い。メインスペーサ、サブスペーサは、それぞれ単層の着色層としても良い。サブスペーサは、グレートーンマスクなど透過率の異なる開口部を持つフォトマスクを用いたり、小径の開口部をもつフォトマスクを用いることで低い高さのスペーサとすることができる。   In addition to a spacer having a height corresponding to the thickness of the liquid crystal (main spacer), a sub-spacer having a low height may be provided. When the main spacer is a three-layer stack, for example, a two-layer stack sub-spacer may be provided only in the frame portion. Each of the main spacer and the sub-spacer may be a single colored layer. The sub-spacer can be a low-height spacer by using a photomask having openings with different transmittances, such as a gray-tone mask, or using a photomask having small-diameter openings.

本発明に係る技術は、近い将来の薄い液晶厚みの液晶表示装置に適用できるものであるが、液晶の流動性の悪い薄い液晶厚みでは、たとえば、液晶の封入口近くのスペーサ形成の配置を変えるなど、液晶セル化時の液晶材料の流れを勘案してスペーサ数やレイアウトを調整しても良い。   The technology according to the present invention can be applied to a liquid crystal display device having a thin liquid crystal thickness in the near future. However, in the case of a thin liquid crystal thickness with poor liquid crystal fluidity, for example, the arrangement of spacer formation near the liquid crystal sealing port is changed. For example, the number of spacers and the layout may be adjusted in consideration of the flow of the liquid crystal material when forming a liquid crystal cell.

本発明に係るカラーフィルタ基板において、遮光層と台座は、後述するように同一のフォトリソグラフィの工程で形成することができる。   In the color filter substrate according to the present invention, the light shielding layer and the pedestal can be formed in the same photolithography process as described later.

また、着色画素単位に、例えば画素の長手方向の中央(画素中央あるいは画素長辺の中央部一ヶ所)に形成して当該スペーサを、液晶配向制御機能を兼ねる構造物として形成することができる。1画素を反射部と透過部に分ける半透過型液晶表示装置では、画素の反射部の中央に当該構造物を形成しても良い。この構造物の平面視形状は、円形、菱形、多角形などが採用できる。液晶を駆動するTFT素子も、当該スペーサ位置に合わせて画素の長手方向中央に形成することができる。たとえば、平面視菱形の液晶配向制御構造物としたとき、TFT基板側の画素電極は菱形の同心形状のスリット状(くの字形状で透明電極の開口部とパターンを交互)でスペーサを囲むように配設すればよい。垂直配向の液晶をFFS方式で駆動するときに、特に有効である。   Further, it is possible to form the spacer as a structure that also functions as a liquid crystal alignment control function by forming the colored pixel unit at the center in the longitudinal direction of the pixel (the center of the pixel or one central portion of the long side of the pixel). In a transflective liquid crystal display device in which one pixel is divided into a reflective portion and a transmissive portion, the structure may be formed at the center of the reflective portion of the pixel. A circular shape, a diamond shape, a polygonal shape, or the like can be adopted as the planar view shape of the structure. The TFT element for driving the liquid crystal can also be formed in the center in the longitudinal direction of the pixel in accordance with the spacer position. For example, when a liquid crystal alignment control structure having a rhombic shape in a plan view is used, the pixel electrode on the TFT substrate side has a rhombic concentric slit shape (a cross-sectional shape of the transparent electrode and an alternating pattern of the transparent electrode) so as to surround the spacer. What is necessary is just to arrange | position. This is particularly effective when a vertically aligned liquid crystal is driven by the FFS method.

本発明者らが提案するスペーサと配向制御用構造物を兼用する構成は、実質的に液晶表示装置の開口率を上げ、明るさを向上させることができる。一般に、配向制御用構造物は、その高さを高く形成するかあるいは高い密度で形成することにより液晶の応答性を向上できるが、これらの技術は実質的に画素の開口率の低下につながる。本発明の提案技術では、スペーサと配向制御用構造物を兼用することができるので、開口率の低下にはつながらない。   The structure combining the spacer and the alignment control structure proposed by the present inventors can substantially increase the aperture ratio of the liquid crystal display device and improve the brightness. In general, the alignment control structure can be formed with a high height or with a high density to improve the response of the liquid crystal. However, these techniques substantially reduce the aperture ratio of the pixel. In the proposed technique of the present invention, since the spacer and the alignment control structure can be used together, the aperture ratio does not decrease.

また、画素の中央に形成したスペーサは、液晶表示装置として、例えば、紫外線光を用いた光配向膜を採用する場合に、マルチドメインの配向区分としての構造物として用いることができる。本発明に用いるスペーサは、スペーサの熱硬化時に流動性が豊かな、例えば、青色着色層を最上層としてスペーサ全体を覆うことにより、滑らかな断面形状で形成することができる。   The spacer formed in the center of the pixel can be used as a structure as a multi-domain alignment section when a liquid crystal display device adopts, for example, a photo-alignment film using ultraviolet light. The spacer used in the present invention can be formed with a smooth cross-sectional shape, for example, by covering the entire spacer with a blue colored layer as the uppermost layer, which has high fluidity when the spacer is thermally cured.

後述する本発明の実施例においては、単色(赤色着色層)によるスペーサを示す。スペーサを単色で形成することは、次のようなメリットがある。即ち、着色層の2層や3層を積層して独立した配置でスペーサを形成する技術(例えば特許文献2に記載)は、単純な色重ねをスペーサとして用いる技術(特許文献1に記載)より液晶配向の点で有利である。しかし、2回、3回と色重ねするときの位置ズレを吸収するため、1色目の着色積層部の底面積を大きく形成する必要があり、画素の開口率に悪影響がある。加えて、独立した細い形状で高さのあるスペーサを着色層の積層により形成する場合、1色目、2色目、3色目で着色画素の膜厚から遊離した薄い膜厚での積層となり、スペーサの高さ設計や、製造工程で条件を確認する上での困難さがある。こうした着色層の2層や3層で独立した配置でスペーサを形成する技術は、用いるカラーレジストの品種や、製造するカラーフィルタの品種毎に前記の確認作業が必要となり、問題であった。スペーサを単色で形成することにより、こうした問題を解消することができる。   In the embodiments of the present invention to be described later, a single color (red colored layer) spacer is shown. Forming the spacer in a single color has the following advantages. That is, the technique (described in Patent Document 2) in which two or three colored layers are stacked to form a spacer in an independent arrangement (for example, described in Patent Document 2) is a technique that uses simple color overlap as a spacer (described in Patent Document 1). This is advantageous in terms of liquid crystal alignment. However, in order to absorb the positional deviation when the colors are superimposed twice and three times, it is necessary to increase the bottom area of the colored layered portion of the first color, which adversely affects the aperture ratio of the pixel. In addition, when an independent thin and tall spacer is formed by stacking colored layers, the first color, the second color, and the third color are stacked with a thin film thickness separated from the film thickness of the colored pixels. There are difficulties in checking the conditions in the height design and manufacturing process. The technique of forming the spacers by independently arranging the two or three layers of the colored layers has been problematic because the above-described confirmation work is required for each type of color resist to be used and each type of color filter to be manufactured. Such a problem can be solved by forming the spacer in a single color.

(ブラックマトリクスの膜厚)
図6は、本発明の他の実施形態に係るカラーフィルタ基板における、遮光層2、台座4、ブラックマトリクス8、赤色画素3R、緑色画素3G、単層の着色層の積層によるスペーサ5、高さの低いサブスペーサ6、光散乱層11の平面視配置を示す図である。即ち、図5には、赤色画素3R、緑色画素3G、及び青色画素3Bからなる3色の着色画素を区分するブラックマトリクス8が設けられている。
(Black matrix thickness)
FIG. 6 shows a spacer 5 formed by stacking a light shielding layer 2, a pedestal 4, a black matrix 8, a red pixel 3R, a green pixel 3G, and a single colored layer in a color filter substrate according to another embodiment of the present invention. It is a figure which shows the planar view arrangement | positioning of the low subspacer 6 and the light-scattering layer 11 of low. That is, in FIG. 5, a black matrix 8 is provided that separates three colored pixels including a red pixel 3R, a green pixel 3G, and a blue pixel 3B.

本発明の一実施形態における特徴の一つは、遮光層と遮光層上に積層したセルギャップ規制層と合計膜厚と、緑色画素の厚みを略同一とし、液晶の配向に適した平坦性を有し、液晶配向不良による額縁部での光漏れのないカラーフィルタ基板を提供することにある。本発明者らは、額縁部(遮光層)と同一材料によるブラックマトリクスにおいて、その膜厚が平坦性向上に影響することを確認している。なお、ブラックマトリクスは、通常、コントラスト向上目的で着色画素を囲むように形成する格子状の遮光パターンであるが、ストライプ状に画素長手方向に形成しても良い。さらに本発明において、ブラックマトリクスを省いたカラーフィルタ基板であっても良い。あるいは、ブラックマトリクス、台座、及び厚みの異なる遮光層を、異なるフォトマスクを用いて2回の工程で形成しても良い。あるいは、レーザ照射露光でのショット回数を調整して膜厚の異なるブラックマトリクス、台座、及び遮光層を形成しても良い。   One of the features of one embodiment of the present invention is that the light shielding layer, the cell gap regulation layer laminated on the light shielding layer, the total film thickness, and the green pixel thickness are substantially the same, and the flatness suitable for the alignment of the liquid crystal is obtained. It is an object of the present invention to provide a color filter substrate having no leakage of light at the frame portion due to poor liquid crystal alignment. The present inventors have confirmed that the film thickness of the black matrix made of the same material as that of the frame portion (light shielding layer) affects the improvement of flatness. The black matrix is usually a lattice-shaped light shielding pattern formed so as to surround the colored pixels for the purpose of improving the contrast, but may be formed in a stripe shape in the longitudinal direction of the pixels. Further, in the present invention, a color filter substrate without a black matrix may be used. Alternatively, the black matrix, the pedestal, and the light shielding layers having different thicknesses may be formed in two steps using different photomasks. Alternatively, a black matrix, a pedestal, and a light shielding layer having different film thicknesses may be formed by adjusting the number of shots in laser irradiation exposure.

図7は、ブラックマトリクスの膜厚と、ブラックマトリクス上で重畳する着色画素端部の突起上高さとの関係を示すものである。ブラックマトリクス10の膜厚が1.1μmを超えると、突起7の高さは著しく高くなり、液晶配向に好ましくない高さとなる。ブラックマトリクスの膜厚が1μmより薄いと、さらには0.8μmより薄いと、着色画素端部の突起高さは0.25μm、さらには0.2μmより低い高さとなる。   FIG. 7 shows the relationship between the film thickness of the black matrix and the height above the protrusions of the end portions of the colored pixels that are superimposed on the black matrix. When the film thickness of the black matrix 10 exceeds 1.1 μm, the height of the protrusion 7 becomes remarkably high, which is not preferable for liquid crystal alignment. When the thickness of the black matrix is less than 1 μm, and further less than 0.8 μm, the projection height at the end of the colored pixel is 0.25 μm, and further lower than 0.2 μm.

着色画素の膜厚のバラツキを含めた平坦性は、±0.15μmを下回る良好な平坦性を確保することができ、IPS方式やFFS方式などの高画質液晶表示装置の高い要求に応えるカラーフィルタを提供することができる。また、人の目の視感度が高い緑の波長550nmの1/4波長のレンジ(±0.15μm)以内の高い平坦性をもつカラーフィルタとなり、着色ムラを減らすことができる。   A color filter that can ensure good flatness, including variations in the thickness of the colored pixels, of less than ± 0.15 μm, and meets the high demands of high-quality liquid crystal display devices such as the IPS method and the FFS method. Can be provided. Moreover, it becomes a color filter having high flatness within a 1/4 wavelength range (± 0.15 μm) of green wavelength 550 nm, which has high visibility to human eyes, and can reduce coloring unevenness.

ブラックマトリクスは、上記台座と同様に、グレートーンマスクやハーフトーンマスクなどを用いるフォトリソグラフィの手法で、遮光層とともに同時に形成することができる。あるいは、レーザ露光を用いて、遮光層とブラックマトリクスの露光量を、ショット回数を変えることにより膜厚差を付けて形成しても良い。   Similar to the pedestal, the black matrix can be formed simultaneously with the light shielding layer by a photolithography technique using a gray tone mask, a half tone mask, or the like. Alternatively, the exposure amount of the light-shielding layer and the black matrix may be formed by changing the number of shots with a difference in film thickness by using laser exposure.

なお、図7は、0.4μm未満の膜厚のブラックマトリクスを示していないが、薄い膜厚のブラックマトリクスに重畳された突起の高さは、低くなることを本発明者らは確認している。遮光層(額縁部)と異なり、ブラックマトリクスの遮光性はさほど要求されないので、本発明においてブラックマトリクスの形成を省き、異なる色の着色層の重畳のみでブラックマトリスの代替としても良い。なお、透過型液晶表示装置の裏面に配設される光源(バックライト)からの光は、TFTなどアクティブ素子の走査線や信号線で遮光することができる。   Although FIG. 7 does not show a black matrix having a thickness of less than 0.4 μm, the present inventors have confirmed that the height of the protrusions superimposed on the thin black matrix is low. Yes. Unlike the light-shielding layer (frame portion), the black matrix is not required to have a light-shielding property. Therefore, in the present invention, the formation of the black matrix may be omitted, and the black matrix may be substituted only by overlapping the colored layers of different colors. Note that light from a light source (backlight) disposed on the back surface of the transmissive liquid crystal display device can be shielded by a scanning line or a signal line of an active element such as a TFT.

なお、有効表示領域内でのスペーサ5の高さはと略同一となるが、高さの調整は、台座厚み及び着色層の選択、カラーフィルタ製造工程での塗布、現像、硬膜等のプロセス、スペーサ径(大きさ)などにより種々調整可能である。また、スペーサ5を形成していない台座4’は、赤色画素R、緑色画素G、青色画素Bの開口率の調整及びTFTなどのアクティブ素子を遮光する目的で配設してある。   The height of the spacer 5 in the effective display area is substantially the same as that of the effective display area, but the adjustment of the height is performed by processes such as selection of the pedestal thickness and the colored layer, application in the color filter manufacturing process, development, and hardening. Various adjustments can be made according to the spacer diameter (size). The pedestal 4 ′ not formed with the spacer 5 is disposed for the purpose of adjusting the aperture ratio of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B and shielding the active elements such as TFTs.

(光散乱層)
上述したように、本発明に係るカラーフィルタ基板は、特に、半透過型液晶表示装置に好適に用いることができる。本発明のカラーフィルタの着色画素は、透過部と反射部に区分されるが、その反射部には、図3に示すように、光散乱層11が、着色画素3の下部、透明基板1上の位置に配設される。セルギャップ規制層12は、着色画素3及び光散乱層11を介して光散乱層11とほぼ同じ位置に配設される。図4では、セルギャップ規制層の図示を省略してある。
(Light scattering layer)
As described above, the color filter substrate according to the present invention can be suitably used particularly for a transflective liquid crystal display device. The colored pixel of the color filter of the present invention is divided into a transmissive part and a reflective part. In the reflective part, as shown in FIG. 3, a light scattering layer 11 is provided below the colored pixel 3 on the transparent substrate 1. It is arranged at the position. The cell gap regulating layer 12 is disposed at substantially the same position as the light scattering layer 11 via the colored pixels 3 and the light scattering layer 11. In FIG. 4, the cell gap restriction layer is not shown.

光散乱層11は、単一あるいは複数種の非晶質微粒子13が屈折率の異なるマトリクス樹脂14中に分散して成るもので、入射光を散乱させて観察者の目にペーパホワイト様の効果を持たせる光機能膜である。マトリクス樹脂は、耐熱性があり、可視域透過性がある透明樹脂であれば良い。光散乱層11の膜厚は、非晶質微粒子径、光の波長及び製造工程での適合しやすさの関係で、約1.5μm〜5μmの範囲が好ましい。   The light scattering layer 11 is formed by dispersing single or plural kinds of amorphous fine particles 13 in a matrix resin 14 having different refractive indexes. The light scattering layer 11 scatters incident light to make a paper white-like effect on the eyes of an observer. Is an optical functional film having The matrix resin may be any transparent resin that has heat resistance and visible range transparency. The film thickness of the light scattering layer 11 is preferably in the range of about 1.5 μm to 5 μm because of the relationship between the amorphous fine particle diameter, the light wavelength, and the suitability in the manufacturing process.

光散乱層11の非晶質微粒子13としては、無機物から成る微粒子及び有機ポリマーから成る微粒子を例示することができる。特に、非晶質であるということから有機ポリマー微粒子が主としてあげられるが、無機物微粒子であっても、非晶質であれば問題ない。光散乱層11の形成方法は、後述する相分離によりマトリクス樹脂中に非晶質微粒子を発現する方法であっても良い。非晶質微粒子をフォトリソグラフィの手法で形成し、その上にマトリクス樹脂(以下、透明樹脂として記載)を塗布する方法で形成しても良い。   Examples of the amorphous fine particles 13 of the light scattering layer 11 include fine particles made of an inorganic material and fine particles made of an organic polymer. In particular, organic polymer fine particles are mainly listed because they are amorphous, but even inorganic fine particles are not problematic as long as they are amorphous. The method of forming the light scattering layer 11 may be a method of expressing amorphous fine particles in the matrix resin by phase separation described later. Amorphous fine particles may be formed by a photolithography technique, and a matrix resin (hereinafter referred to as a transparent resin) may be applied thereon.

非晶質微粒子13としては、例えば、無機物微粒子であればシリカやアルミナの酸化物等の球状の非晶質微粒子、有機ポリマー微粒子としては、アクリル微粒子やスチレンアクリル微粒子及びその架橋体、メラミン微粒子、メラミン−ホルマリン縮合物、(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、ETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー、シリコン樹脂微粒子等を例示できる。それらの中でも、架橋アクリル樹脂微粒子は、屈折率が1.5未満であり、更にシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子は屈折率が1.42〜1.45(ハロゲンランプD線589nm)と小さいため、特に好ましい。   Examples of the amorphous fine particles 13 include spherical amorphous fine particles such as silica and alumina oxide in the case of inorganic fine particles, and examples of the organic polymer fine particles include acrylic fine particles, styrene acrylic fine particles and cross-linked products thereof, melamine fine particles, Melamine-formalin condensate, (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) Examples thereof include fluorine-containing polymers such as coalesced) and silicon resin fine particles. Among them, the crosslinked acrylic resin fine particles have a refractive index of less than 1.5, and the silica particles or silicon resin fine particles have a low refractive index of 1.42 to 1.45 (halogen lamp D line 589 nm). preferable.

また、これらの非晶質微粒子13は、光散乱層11中の微粒子として主として含まれていれば良く、例えば、微粒子の70%程度以上が含まれていれば良い。これらの微粒子の他に、塗液中での微粒子の分散安定性や、光散乱特性の微調整等を目的として、不定形微粒子等の非球状微粒子や、結晶性微粒子を30%程度以下の少量で加えても良い。   Moreover, these amorphous fine particles 13 should just be mainly contained as the fine particles in the light-scattering layer 11, and should just contain about 70% or more of fine particles, for example. In addition to these fine particles, non-spherical fine particles such as irregular fine particles and small amounts of crystalline fine particles of about 30% or less are used for the purpose of finely adjusting the dispersion stability of the fine particles in the coating liquid and light scattering characteristics. You can add it.

更に、これらの微粒子に適当な表面処理を施し、溶剤分散性や透明樹脂との相性を改善した上で、上記微粒子として適用することも可能である。このような表面処理の例としては、例えば、SiO、ZrO、Al、ZnO、透明樹脂、カップリング剤、又は、界面活性剤等を塗布被覆する処理が挙げられる。また、これらのほか、アルコール、あるいはアミンや有機酸等で表面反応を生じさせたりする処理を例示することができる。 Further, these fine particles can be applied as the fine particles after appropriate surface treatment to improve the solvent dispersibility and compatibility with the transparent resin. Examples of such a surface treatment include, for example, a treatment of applying and coating SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, a transparent resin, a coupling agent, or a surfactant. In addition to these, a treatment for causing a surface reaction with alcohol, amine, organic acid or the like can be exemplified.

非晶質微粒子13の形状は、特に限定するものではないが、球形または球形に類似する形状であるのがよい。球形微粒子は、サイズ、粒径分布等のコントロールが容易であり、従って、光散乱層11の光学特性の制御が容易になる。微粒子の粒径としては、目的とする光散乱層11の膜厚や着色有無により許容範囲が異なり、特に限定されない。しかし、通常、光散乱層の膜厚よりも大きい微粒子を使用すると、光散乱層の表面が非常に粗くなってしまい、あまり好ましくない。好ましい粒径範囲としては、平均粒子径0.8μm〜3μm程度、好ましくは1μm〜2μmである。   The shape of the amorphous fine particles 13 is not particularly limited, but may be a spherical shape or a shape similar to a spherical shape. The spherical fine particles can be easily controlled in size, particle size distribution, and the like, and therefore, the optical characteristics of the light scattering layer 11 can be easily controlled. The particle size of the fine particles is not particularly limited, and the allowable range varies depending on the film thickness of the target light scattering layer 11 and the presence or absence of coloring. However, it is usually not preferable to use fine particles larger than the thickness of the light scattering layer because the surface of the light scattering layer becomes very rough. As a preferable particle size range, the average particle size is about 0.8 μm to 3 μm, preferably 1 μm to 2 μm.

微粒子の比重は、光散乱層11の光学特性に直接影響するものではないが、光散乱層11を形成する際の塗布特性に多大な影響を及ぼし、ひいては光散乱層11自身の特性にも関係する。その値は透明樹脂溶液の比重に近い事が塗液の安定性にとって望ましい。   The specific gravity of the fine particles does not directly affect the optical characteristics of the light scattering layer 11, but has a great influence on the coating characteristics when forming the light scattering layer 11, and is also related to the characteristics of the light scattering layer 11 itself. To do. It is desirable for the stability of the coating solution that the value is close to the specific gravity of the transparent resin solution.

上記微粒子を分散させる透明樹脂14としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましく、例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂が、また屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂が適用できる。その他アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が適宜使用できる。   The transparent resin 14 for dispersing the fine particles preferably has a high visible light transmittance and has sufficient resistance to heat treatment and chemical treatment during the manufacturing process of the liquid crystal display device. For example, as a resin having a high refractive index, Epoxy-modified acrylic resins, fluorene resins, and polyimide resins can be used. As resins having a low refractive index, fluorine-modified acrylic resins and silicon-modified acrylic resins can be used. In addition, acrylic resin, epoxy resin, polyester resin, urethane resin, silicon resin, and the like can be used as appropriate.

光散乱層11をフォトリソグラフィ工程でパターン状に設ける場合には、感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂を利用することができる。また、これらの樹脂に熱硬化や紫外線硬化を付与し、併用することも可能である。   When the light scattering layer 11 is provided in a pattern by a photolithography process, an acrylic resin or an epoxy resin having photosensitivity and developability can be used. Also, these resins can be used in combination with heat curing or ultraviolet curing.

例えば、微粒子の屈折率が1.49(ハロゲンランプD線589nmを用いての値)の架橋アクリル微粒子である場合、透明樹脂は屈折率1.55〜1.65であることが好ましい。また屈折率1.42〜1.45のシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子である場合、透明樹脂は屈折率1.50〜1.60であることが好ましい。   For example, when the fine particle is a crosslinked acrylic fine particle having a refractive index of 1.49 (value using a halogen lamp D line of 589 nm), the transparent resin preferably has a refractive index of 1.55 to 1.65. In the case of silica particles or silicon resin fine particles having a refractive index of 1.42 to 1.45, the transparent resin preferably has a refractive index of 1.50 to 1.60.

上記光散乱層11は、非晶質微粒子13をマトリクス樹脂である透明樹脂14中に混合・分散して透明基板上に塗布、乾燥した後、フォトリソグラフィ工程を経て、任意の形状に形成することが出来る。なお、塗布方法としては、スピンコート、フローコート、ロールコート法等を適用することができ、露光方法としては、投影露光、プロキシミティ露光を適用することが出来る。   The light scattering layer 11 is formed by mixing and dispersing amorphous fine particles 13 in a transparent resin 14 that is a matrix resin, coating and drying on a transparent substrate, and then forming an arbitrary shape through a photolithography process. I can do it. Note that spin coating, flow coating, roll coating, or the like can be applied as a coating method, and projection exposure or proximity exposure can be applied as an exposure method.

光散乱層11中の非晶質微粒子13として、2つの樹脂を混合し、相分離して形成することが出来る微粒子を例示することが出来る。異なる屈折率を有する2つ以上の樹脂、添加材を適量選定し、溶剤中に溶解した塗液を基板上に塗布乾燥して非晶質微粒子13を形成することが出来る。   Examples of the amorphous fine particles 13 in the light scattering layer 11 include fine particles that can be formed by mixing two resins and separating the phases. Amorphous fine particles 13 can be formed by selecting an appropriate amount of two or more resins and additives having different refractive indexes and applying and drying a coating solution dissolved in a solvent on the substrate.

相分離は、2つの樹脂を溶液中に混合した時点で、或いは基板上に塗布乾燥して溶剤が揮発していく過程で成長し、塗膜が乾燥した時点で透明な非晶質微粒子13を形成することが出来る。このとき、溶液中では相分離した一方の樹脂が球形に成長しようとするが、基板上に塗布した場合、塗膜中の溶剤が揮発するに従い、膜容積が減少し、且つ該球形は成長して容積を増していくが、上面からの応力で球形から円盤状に変形しながら成長する。   Phase separation is performed when two resins are mixed in a solution or when the solvent is volatilized by coating and drying on a substrate, and when the coating film is dried, transparent amorphous fine particles 13 are formed. Can be formed. At this time, one phase-separated resin tries to grow into a spherical shape in the solution, but when coated on the substrate, the film volume decreases as the solvent in the coating film volatilizes, and the spherical shape grows. However, it grows while deforming from a spherical shape to a disk shape due to stress from the upper surface.

2つの樹脂溶液から一方の樹脂が液滴として生成成長し、非晶質微粒子13が形成する条件は、一方の樹脂をA、他の樹脂をBとすると
1)Aの量がBの量より少ないこと、
2)A溶液の表面張力がB溶液の表面張力より大きいこと、
3)A溶液の蒸発速度がB溶液の蒸発速度より大きいこと、
4)Aの分子量がBの分子量より大きいこと、
等があげられるが、特に量の大小は強度の制約条件である。
One resin is formed and grown as droplets from two resin solutions, and the amorphous fine particles 13 are formed under the condition that one resin is A and the other resin is B. 1) The amount of A is more than the amount of B Less,
2) The surface tension of the A solution is larger than the surface tension of the B solution,
3) The evaporation rate of solution A is greater than the evaporation rate of solution B;
4) the molecular weight of A is greater than the molecular weight of B;
In particular, the magnitude is a constraint on strength.

非晶質微粒子13が、屈折率の異なる2種類以上の樹脂溶液から相分離で生成、形成されると、非晶質微粒子が膜の内部に留まり、表面に出ることがないので、光散乱膜層の表面が平坦になり、さらにカラーフィルタの膜厚も均一なものとなる。   When the amorphous fine particles 13 are generated and formed by phase separation from two or more kinds of resin solutions having different refractive indexes, the amorphous fine particles remain inside the film and do not come out on the surface. The surface of the layer becomes flat, and the film thickness of the color filter becomes uniform.

相分離により形成した透明樹脂14及び非晶質微粒子13は、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましい。   The transparent resin 14 and the amorphous fine particles 13 formed by phase separation desirably have a high visible light transmittance and sufficient resistance to heat treatment and chemical treatment during the manufacturing process of the liquid crystal display device.

例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂を、また、屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂を適用することができる。その他、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等を適宜使用することが出来る。   For example, an epoxy-modified acrylic resin, a fluorene resin, a polyimide resin, or a melamine resin can be used as a resin having a high refractive index, and a fluorine-modified acrylic resin or a silicon-modified acrylic resin can be used as a resin having a low refractive index. In addition, acrylic resin, epoxy resin, polyester resin, urethane resin, silicon resin, and the like can be used as appropriate.

非晶質微粒子は、球形状のものが入手し易く、また、透明なシリカ、シリコン樹脂の屈折率は1.43〜1.44、架橋アクリル樹脂の屈折率は1.49であり、屈折率の高い樹脂として適用することができる。   Amorphous fine particles are easily available in spherical shape, and the refractive index of transparent silica and silicon resin is 1.43 to 1.44, and the refractive index of crosslinked acrylic resin is 1.49. It can be applied as a high resin.

光散乱層11をフォトリソグラフィ工程でパターン状に設ける場合には、感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂を利用することができる。また、熱硬化性樹脂や紫外線硬化型樹脂を利用することも可能である。   When the light scattering layer 11 is provided in a pattern by a photolithography process, an acrylic resin or an epoxy resin having photosensitivity and developability can be used. It is also possible to use a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin.

上記樹脂以外にも、塗布適性を改善するための界面活性剤、感光性を付与させるための光重合開始剤、増感剤、等を添加することができる。   In addition to the above resin, a surfactant for improving coating suitability, a photopolymerization initiator for imparting photosensitivity, a sensitizer, and the like can be added.

光散乱層11中の非晶質微粒子13として前記2例とは異なる形状のもの、光散乱層11の形成方法として異なる製造プロセスを例示することができる。すなわち、透明樹脂を基板上に塗布乾燥し、フォトリソグラフィ法等の手段を用いて、膜厚数μm、パターンサイズ数μm〜数十μmの微細なレリーフを多数形成し、加熱によって該レリーフを軟化させ、しかる後に熱架橋させ、この上に屈折率の異なる透明樹脂を塗布する事により光散乱膜層を形成することが出来る。   Examples of the amorphous fine particles 13 in the light scattering layer 11 may be different from those in the above two examples, and different manufacturing processes may be exemplified as the method for forming the light scattering layer 11. That is, a transparent resin is applied and dried on a substrate, and a number of fine reliefs having a film thickness of several μm and a pattern size of several μm to several tens of μm are formed using means such as photolithography, and the relief is softened by heating. After that, a light scattering film layer can be formed by thermal crosslinking and coating a transparent resin having a different refractive index thereon.

非晶質微粒子13が微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズであると、パターン形状(大きさと形、密度)を変更することで、光散乱特性を調整することができる。あるいは、マイクロレンズの断面形状を非対称にするか、あるいは放物線形状にすることによって、指向性ある光散乱層とすることができる。   When the amorphous fine particles 13 are hemispherical microlenses formed by melting and dissolving a fine resin pattern, the light scattering characteristics can be adjusted by changing the pattern shape (size, shape and density). . Alternatively, a directional light scattering layer can be obtained by making the cross-sectional shape of the microlens asymmetrical or parabolic.

光散乱層11のパターンの大きさは、着色画素の平面視大きさより小さいパターンで形成することが望ましい。光散乱層のパターンが着色画素より大きい場合、フォトマスクを用いた着色画素形成時に、露光の光が光散乱層で散乱し、着色画素のパターンエッジ形状が若干乱れる傾向にある。   The pattern size of the light scattering layer 11 is desirably formed in a pattern smaller than the size in plan view of the colored pixels. When the pattern of the light scattering layer is larger than the colored pixels, exposure light is scattered by the light scattering layer when forming the colored pixels using a photomask, and the pattern edge shape of the colored pixels tends to be slightly disturbed.

(着色画素の重畳形状)
TFT用露光装置は、3σが1.5μmの高いアライメント精度の装置が市販されている。TFTの場合には、金属配線に付されたアライメントマークが用いられているが、カラーフィルタの場合には、それと異なり、有機物膜(例えばブラックマトリクスなどの感光性着色組成物膜)に付されたアライメントマークを用いる。また、積層していく着色層も同様に、アライメントマークは有機物膜に付され、有機物膜の膜厚も4μmから1μmとTFTの配線と比較して厚く、パターンエッヂにもテーパが形成されるため、そのアライメント精度は、3σで4.5μmのアライメント精度が少なくとも必要となる。
(Colored pixel overlap shape)
As an exposure apparatus for TFT, an apparatus with high alignment accuracy in which 3σ is 1.5 μm is commercially available. In the case of TFT, an alignment mark attached to the metal wiring is used. However, in the case of a color filter, it is attached to an organic film (for example, a photosensitive colored composition film such as a black matrix). Use alignment marks. Similarly, in the colored layer to be laminated, the alignment mark is attached to the organic film, the film thickness of the organic film is 4 μm to 1 μm, which is thicker than the TFT wiring, and the pattern edge is also tapered. The alignment accuracy must be at least 3 μm and 4.5 μm alignment accuracy.

上述したように、IPSやVA、FFS方式の液晶表示装置の液晶厚みは、約2μm〜4μmである。本発明のカラーフィルタにおける着色層の厚みは、その液晶厚みの0.6倍〜1倍程度である。従って、着色層の具体的厚みは、約1.2μm〜4μmとなる。   As described above, the liquid crystal thickness of the IPS, VA, or FFS type liquid crystal display device is about 2 μm to 4 μm. The thickness of the colored layer in the color filter of the present invention is about 0.6 to 1 times the liquid crystal thickness. Therefore, the specific thickness of the colored layer is about 1.2 μm to 4 μm.

なお、ブラックマトリクスの画線幅は、モバイル(小型)液晶表示装置向けと大型TV向けで異なるが、約5μm〜30μmである。画素の開口率を優先する場合には、上述したように、ブラックマトリクスの形成を省いても良い。   The line width of the black matrix is about 5 μm to 30 μm, although it differs for mobile (small) liquid crystal display devices and large TVs. When giving priority to the aperture ratio of the pixel, as described above, the formation of the black matrix may be omitted.

図8に厚い膜厚の着色画素22のパターンエッヂ形状を、図9に薄い膜厚の着色画素23のパターンエッヂ形状をそれぞれ示す。アライメントに関わるパターンエッヂの長さm、nを4.5μmとし、着色画素22の膜厚s,着色画素23の膜厚tに、上述した着色層の厚み1.2μm以上4.0μm以下を適用し、そのパターンエッジのテーパ角度θ,θ(着色画素端部の透明基板1の面となす角度)を計算すると、その角度範囲は、約15°以上40°以下となる。従って、着色層22,23の膜厚s,tにもよるが、良好な平坦性を得るためには、15°以上40°以下のテーパ角度で着色画素の端部形状を形成することが望ましい。 FIG. 8 shows the pattern edge shape of the thick colored pixel 22 and FIG. 9 shows the pattern edge shape of the thin colored pixel 23. The length m and n of the pattern edge related to the alignment is 4.5 μm, and the thickness of the colored layer 22 and the thickness t of the colored pixel 23 are 1.2 μm to 4.0 μm. When the taper angles θ 1 and θ 2 of the pattern edges (angles formed with the surface of the transparent substrate 1 at the end of the colored pixels) are calculated, the angle range is about 15 ° to 40 °. Therefore, although depending on the film thicknesses s and t of the colored layers 22 and 23, in order to obtain good flatness, it is desirable to form the end shape of the colored pixel at a taper angle of 15 ° to 40 °. .

なお、着色画素の端部形状は、重合開始剤の量、現像方法、露光量などを変えるなど、種々の方法で制御することができる。着色画素の平面視形状は、着色画素の連続したストライプ形状であるのが好ましい。   The end shape of the colored pixel can be controlled by various methods such as changing the amount of the polymerization initiator, the developing method, and the exposure amount. The planar view shape of the colored pixels is preferably a continuous stripe shape of the colored pixels.

本発明に係るカラーフィルタ基板上に、カラーフィルタ表面の微妙なテクスチャーや、後述するセルギャップ規制層表面や、セルギャップ規制層形成前の処理(配向処理)等の0.1μm以下の表面の凹凸をカバーする目的や、電気絶縁性を向上させる観点で、透明樹脂からなる保護層や絶縁層を積層しても良い。保護層は、スペーサの高さをある程度確保するために、用いる透明樹脂の分子量を大きくするなどの工夫により、追随性を確保(平坦性確保と逆の方向)しやすいものを形成することができる。保護層を、たとえば0.05μm〜0.3μmの薄い膜厚で塗布形成することにより、スペーサ高さを確保することができる。あらかじめ、スペーサを高く形成することで、膜厚1μm以上の保護層を形成してもよい。   On the color filter substrate according to the present invention, the subtle texture of the surface of the color filter, the surface gap of 0.1 μm or less, such as the cell gap regulating layer surface described later, or the treatment (orientation treatment) before forming the cell gap regulating layer A protective layer or an insulating layer made of a transparent resin may be laminated for the purpose of covering the surface and improving the electrical insulation. The protective layer can be formed so as to ensure followability (opposite to ensure flatness) by increasing the molecular weight of the transparent resin to be used in order to ensure the height of the spacer to some extent. . The spacer height can be secured by coating and forming the protective layer with a thin film thickness of, for example, 0.05 μm to 0.3 μm. A protective layer having a thickness of 1 μm or more may be formed in advance by forming a high spacer.

保護層は、配向膜を兼ねても良いし、あるいは、光配向をアシストする添加剤(たとえば紫外線吸収剤)を含有するものであっても良い。さらに、ITOなどと呼称される金属酸化物の薄膜からなる透明導電膜を形成しても良い。また、遮光層と同じ材料で突起をあらかじめ画素内に形成し、さらに着色層を積層して配向制御用構造物として用いても良い。スペーサと配向制御用構造物を兼用しても良い。例えば、TFT基板側の液晶を駆動するTFT素子と、カラーフィルタ基板側の台座とを向かい合うように画素中心に形成することにより、垂直配向の液晶ディスプレイのスペーサと配向制御用構造物として兼用することができる。透明導電膜は、櫛歯状に形成しても良く、液晶配向制御を目的に、開口部であるスリットをこれに形成しても良い。   The protective layer may also serve as an alignment film, or may contain an additive (for example, an ultraviolet absorber) that assists photoalignment. Further, a transparent conductive film made of a metal oxide thin film called ITO or the like may be formed. Further, a protrusion may be formed in the pixel in advance using the same material as the light shielding layer, and a colored layer may be further stacked to be used as an alignment control structure. A spacer and an alignment control structure may be used together. For example, a TFT element for driving the liquid crystal on the TFT substrate side and a pedestal on the color filter substrate side are formed at the center of the pixel so as to face each other, so that the vertical alignment liquid crystal display spacer and the alignment control structure can be used together. Can do. The transparent conductive film may be formed in a comb-like shape, and a slit which is an opening may be formed in this for the purpose of liquid crystal alignment control.

(セルギャップ規制層)
図3に示すように、本発明に係るセルギャップ規制層12は、着色画素3上に部分的に形成される。上述したように、セルギャップ規制層12は、透過部と反射部の光路差を調整する目的で配設する。そのため、少なくとも可視光の高い透過性と液晶パネル工程で必要な耐熱性のある樹脂材料をセルギャップ規制層に用いることができる。
(Cell gap regulation layer)
As shown in FIG. 3, the cell gap regulation layer 12 according to the present invention is partially formed on the colored pixels 3. As described above, the cell gap regulation layer 12 is provided for the purpose of adjusting the optical path difference between the transmission part and the reflection part. Therefore, a resin material having at least high visible light permeability and heat resistance necessary for the liquid crystal panel process can be used for the cell gap regulating layer.

同様に、上述した透明樹脂、アルカリ可溶性樹脂、アクリル樹脂を適用することができる。セルギャップ規制層は、着色画素上にパターン形成するため、フォトリソグラフィ工程でパタニングできるアルカリ可溶性樹脂をその材料として用いることが好ましい。熱硬化型樹脂を用いても、ドライエッチングやリフトオフの手法でパターン形成が可能である。   Similarly, the above-described transparent resin, alkali-soluble resin, and acrylic resin can be applied. Since the cell gap regulating layer forms a pattern on the colored pixels, it is preferable to use as the material an alkali-soluble resin that can be patterned in a photolithography process. Even if a thermosetting resin is used, the pattern can be formed by dry etching or lift-off techniques.

セルギャップ規制層に1/4波長位相差あるいは1/2波長位相差の機能を付与することは、さらに好ましい。半透過型液晶の反射部は、透過部と比較して光路差のほかに液晶に起因する位相差の差が生じる。反射部と透過部の位相差の違いにより、反射部の反射光や黒表示に着色を生じたり、あるいはノーマリブラック表示であるはずの表示がノーマリホワイト表示となることがあり、位相差の問題は大きい。   It is more preferable to provide the cell gap regulating layer with a function of ¼ wavelength phase difference or ½ wavelength phase difference. The reflection part of the transflective liquid crystal has a difference in phase difference caused by the liquid crystal in addition to the optical path difference as compared with the transmission part. Due to the difference in the phase difference between the reflective part and the transmissive part, the reflected light and black display of the reflective part may be colored, or the display that should be normally black may become normally white display. The problem is big.

入射光を1/4波長位相差をずらし、反射電極での反射によってさらに1/4波長分位相差を加えることで、この現象を解消できる(直線偏光に変換した入射光を該セルギャップ規制層の厚み方向に1回の往復にて90度偏光回転させることになる)。あるいは、IPS方式の液晶表示装置において、セルギャップ規制層に、観察者側偏光板の吸収軸(透過軸)と配向軸(遅相軸)を22.5度ずらした1/2波長位相差層の機能を付与することで、同様に、直線偏光の入射光を該セルギャップ規制層の厚み方向に1回の往復にて90度偏光回転させることができる。   This phenomenon can be eliminated by shifting the phase difference of the 1/4 wavelength of the incident light and further adding a phase difference of 1/4 wavelength by reflection at the reflection electrode (the incident light converted to linearly polarized light is converted into the cell gap regulating layer). The polarization is rotated by 90 degrees in a single reciprocation in the thickness direction). Alternatively, in an IPS liquid crystal display device, a ½ wavelength retardation layer in which the absorption axis (transmission axis) and the orientation axis (slow axis) of the observer side polarizing plate are shifted by 22.5 degrees in the cell gap regulating layer. By providing the above function, similarly, linearly polarized incident light can be rotated by 90 degrees in a single round trip in the thickness direction of the cell gap regulating layer.

セルギャップ規制層に1/4波長位相差や1/2波長位相差の機能を付与する具体的な手法として、高分子液晶や架橋性高分子液晶溶液を用いた塗布形成方法、上述したアルカリ可溶な透明樹脂に複屈折調整剤を添加し形成する方法、重合性液晶化合物を用いる方法などが挙げられる。重合性液晶化合物の場合は、円盤状の分子構造を有するディスコティック重合性液晶化合物や棒状重合性液晶化合物を用いることができる。これら列記した方法や材料を組み合わせて形成しても良い。   Specific methods for imparting a function of a quarter wavelength phase difference or a half wavelength phase difference to the cell gap regulating layer include a coating formation method using a polymer liquid crystal or a crosslinkable polymer liquid crystal solution, and the above-described alkali-allowable. Examples thereof include a method of forming a birefringence regulator in a soluble transparent resin and a method using a polymerizable liquid crystal compound. In the case of a polymerizable liquid crystal compound, a discotic polymerizable liquid crystal compound or a rod-shaped polymerizable liquid crystal compound having a disc-like molecular structure can be used. You may form combining these methods and materials listed.

また、偏光を90度位相変化させる機能付与の再現性を高めるため、セルギャップ規制層の形成前に配向膜の形成や配向処理を施しても良い。重合性液晶化合物のように露光の量や露光波長で配向調整ができる場合は、着色画素の色によってその配向の密度や配向方向を調整できる。   In addition, in order to improve the reproducibility of imparting the function of changing the phase of polarized light by 90 degrees, formation of an alignment film or alignment treatment may be performed before the formation of the cell gap regulating layer. When the alignment can be adjusted by the amount of exposure and the exposure wavelength as in the case of the polymerizable liquid crystal compound, the density and the alignment direction of the alignment can be adjusted by the color of the colored pixel.

露光機は、超高圧水銀灯、YAGレーザ、固体レーザ、半導体レーザなど 露光波長も含め適宜選択できる。レーザ露光の場合、露光波長の選択やレーザショット回数による露光量調整、レーザ光の入射角度等で、配向の密度や配向方向を調整できる。また、露光は、偏光照射あるいは非偏光照射を問わない。先に偏光照射を行って後、加温しながら非偏光照射で固定化を行っても良い。酸素阻害がある場合は、不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。   The exposure machine can be appropriately selected including the exposure wavelength such as an ultra-high pressure mercury lamp, a YAG laser, a solid-state laser, and a semiconductor laser. In the case of laser exposure, the alignment density and alignment direction can be adjusted by selecting the exposure wavelength, adjusting the exposure amount by the number of laser shots, the incident angle of the laser beam, and the like. The exposure may be performed with polarized light irradiation or non-polarized light irradiation. Immobilization may be performed by non-polarization irradiation while heating after polarization irradiation first. When there is oxygen inhibition, it is preferably performed in an inert gas atmosphere.

セルギャップ規制層の位相差の差は、露光量のほか重合性液晶化合物に加える重合開始剤の添加量やその種類、ブレンドにより調整できる。また、重合性液晶化合物がモノマーである場合、モノマーの官能基を複数とすることで架橋密度をあげ、信頼性高いセルギャップ規制層とすることができる。セルギャップ規制層を、着色画素の主要な透過光の波長に合わせた1/4波長層とすることもできる。ノーマリブラック表示の場合、着色画素上に形成するセルギャップ規制層のみでなく、遮光層(額縁部)上のセルギャップ規制層にも1/4波長、あるいは1/2波長変化させる機能を付与することで光漏れをなくすことができる。ノーマリブラック表示の液晶表示装置において、セルギャップ規制層12を額縁状の遮光層2上に、セルギャップ規制層12と遮光層2の合計膜厚と緑色画素の膜厚とがほぼ等しくなるように形成することにより、光漏れを無くし、画質向上につなげることができる。   The difference in retardation of the cell gap regulating layer can be adjusted by the addition amount, type and blend of the polymerization initiator added to the polymerizable liquid crystal compound in addition to the exposure amount. Moreover, when the polymerizable liquid crystal compound is a monomer, the crosslinking density can be increased by using a plurality of functional groups of the monomer, and a highly reliable cell gap regulating layer can be obtained. The cell gap regulating layer may be a quarter wavelength layer that matches the wavelength of the main transmitted light of the colored pixel. In the case of normally black display, not only the cell gap regulating layer formed on the colored pixels but also the cell gap regulating layer on the light shielding layer (frame portion) has a function of changing the quarter wavelength or the half wavelength. By doing so, light leakage can be eliminated. In a normally black liquid crystal display device, the cell gap regulating layer 12 is placed on the frame-shaped light shielding layer 2 so that the total film thickness of the cell gap regulating layer 12 and the light shielding layer 2 is substantially equal to the film thickness of the green pixel. By forming the film, light leakage can be eliminated and image quality can be improved.

重合性液晶化合物をセルギャップ規制層として用いる場合、セルギャップ規制層形成前に前処理として配向膜を塗布形成し、それに配向処理を行っても良い。また、セルギャップ規制層を形成してカラーフィルタ基板とした後、液晶配向のための配向膜を形成することが望ましい。当配向膜が紫外線等のエネルギー線で配向量を調整できる配向膜である場合は、上述したようなレーザ露光で透過部と反射部の配向量を変えたり、また、色毎の配向を異ならせることができる。セルギャップ規制層の配向処理に用いた配向膜を透過部の液晶配向に用いることも可能であり、また、反射部のセルギャップ規制層には異なる配向機能をもつ膜を別途形成することもできる。   When a polymerizable liquid crystal compound is used as the cell gap regulating layer, an orientation film may be applied and formed as a pretreatment before the cell gap regulating layer is formed, and the orientation treatment may be performed thereon. Further, it is desirable to form an alignment film for liquid crystal alignment after forming a cell gap regulating layer to form a color filter substrate. When this alignment film is an alignment film whose alignment amount can be adjusted with an energy beam such as ultraviolet rays, the alignment amount of the transmission part and the reflection part is changed by laser exposure as described above, or the alignment for each color is made different. be able to. The alignment film used for the alignment treatment of the cell gap regulating layer can be used for liquid crystal alignment of the transmissive part, and a film having a different alignment function can be separately formed on the cell gap regulating layer of the reflecting part. .

前記重合性液晶化合物の前処理である配向処理は、液晶表示装置として用いる液晶の配向膜の配向方法と同じ方法が採用できる。例えば、機械的に配向膜の表面を擦るラビング手法のほか、紫外光を用いる光配向の方法であっても良い。紫外光の光源は、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、ショートアーク型のキセノンランプ、固体レーザ、YAGレーザ、半導体レーザなど露光する紫外光の波長、照射角度、照射量など適宜選択できる。紫外光は、2方向、4方向など複数の方向からの照射方法を採用しても良い。   For the alignment treatment, which is a pretreatment of the polymerizable liquid crystal compound, the same method as the alignment method of the liquid crystal alignment film used as the liquid crystal display device can be employed. For example, in addition to a rubbing method that mechanically rubs the surface of the alignment film, a photo-alignment method using ultraviolet light may be used. The ultraviolet light source can be appropriately selected such as the wavelength, irradiation angle, and irradiation amount of the ultraviolet light to be exposed, such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a short arc type xenon lamp, a solid laser, a YAG laser, and a semiconductor laser. The ultraviolet light may be irradiated from a plurality of directions such as two directions and four directions.

セルギャップ規制層12は、着色画素ごとに独立して形成しても良いし、あるいは、隣接する着色画素を連結するように形成してもよい。図12に示すように、従来、カラーフィルタの着色画素3と遮光層2で生じていた段差aに起因する液晶配向ムラが、カラーフィルタの平坦性向上で改善されるのがその理由である。   The cell gap regulating layer 12 may be formed independently for each colored pixel, or may be formed so as to connect adjacent colored pixels. As shown in FIG. 12, the reason is that the liquid crystal alignment unevenness due to the level difference “a” that has conventionally occurred in the colored pixels 3 and the light shielding layer 2 of the color filter is improved by improving the flatness of the color filter.

なお、本発明に係るカラーフィルタ基板の透過部と反射部の面積比率は、その液晶表示装置の使用目的・条件に応じて調整することができる。   In addition, the area ratio of the transmission part and the reflection part of the color filter substrate according to the present invention can be adjusted according to the purpose and conditions of use of the liquid crystal display device.

(遮光層材料/黒色組成物の調整)
(顔料分散体RD1)
着色剤としてC.I.ピグメントレッド254/C.I.ピグメントレッド177=80/20(重量比)混合物20部、分散剤としてBYK−2001を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散体(RD1)を調製した。
(Light shielding layer material / adjustment of black composition)
(Pigment dispersion RD1)
As a coloring agent, C.I. I. Pigment red 254 / C.I. I. Pigment Red 177 = 80/20 (weight ratio) 20 parts of a mixture, 5 parts of BYK-2001 as a dispersant (in terms of solid content), and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent are treated with a bead mill to obtain a pigment dispersion (RD1) was prepared.

(顔料分散体YD1)
着色剤としてC.I.ピグメントイエロー150を20部、分散剤としてソルスパース24000を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散体(YD1)を調製した。
(Pigment dispersion YD1)
As a coloring agent, C.I. I. A pigment dispersion (YD1) was prepared by treating 20 parts of Pigment Yellow 150, 5 parts of Solsperse 24000 as a dispersant (in terms of solid content) and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent with a bead mill.

(顔料分散液BD1)
着色剤としてC.I.ピグメントブルー15:6を20部、分散剤としてアジスパーPB−821を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散体(BD1)を調製した。
(Pigment dispersion BD1)
As a coloring agent, C.I. I. Pigment Blue 15: 6, 20 parts of Ajisper PB-821 as a dispersant (in terms of solid content), and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent are treated with a bead mill to prepare a pigment dispersion (BD1) did.

(顔料分散液VD1)
着色剤としてC.I.ピグメントバイオレット23を20部、分散剤としてアジスパーPB−821を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散体(VD1)を調製した。
(Pigment dispersion liquid VD1)
As a coloring agent, C.I. I. A pigment dispersion (VD1) was prepared by treating 20 parts of Pigment Violet 23, 5 parts of Ajisper PB-821 as a dispersant (in terms of solid content) and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent using a bead mill.

(樹脂溶液(P1)の合成)
反応容器にシクロヘキサノン800部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して、重合反応を行った。
(Synthesis of resin solution (P1))
A reaction vessel was charged with 800 parts of cyclohexanone, heated while injecting nitrogen gas into the vessel, and a mixture of the following monomer and thermal polymerization initiator was added dropwise to carry out a polymerization reaction.

スチレン 60部
メタクリル酸 60部
メチルメタクリレート 65部
ブチルメタクリレート 65部
熱重合開始剤 10部
連鎖移動剤 3部
滴下後十分に加熱した後、熱重合開始剤2.0部をシクロヘキサノン50部に溶解した溶液を添加し、さらに反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。
Styrene 60 parts Methacrylic acid 60 parts Methyl methacrylate 65 parts Butyl methacrylate 65 parts Thermal polymerization initiator 10 parts Chain transfer agent 3 parts A solution in which 2.0 parts of the thermal polymerization initiator is dissolved in 50 parts of cyclohexanone after sufficient heating after dropping. Was added, and the reaction was further continued to obtain an acrylic resin solution.

この樹脂溶液に、不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液(P1)とした。このアクリル樹脂の重量平均分子量は、約10000であった。   To this resin solution, cyclohexanone was added so that the nonvolatile content was 20% by weight to prepare an acrylic resin solution, which was designated as resin solution (P1). The weight average molecular weight of this acrylic resin was about 10,000.

(黒色組成物)
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して、黒色組成物を得た。この黒色組成物は、後述する実施例で、遮光層、台座の形成に用いる。
(Black composition)
A mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a black composition. This black composition is used for forming a light shielding layer and a pedestal in Examples described later.

上記顔料分散液(RD1) 21部
上記顔料分散液(BD1) 17部
上記顔料分散液(YD1) 4部
樹脂溶液(P−1) 9部
トリメチロールプロパントリアクリレート 4.8部
光重合開始剤
(チバガイギー社製「イルガキュア−369」) 2.8部
光増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 0.2部
シクロヘキサノン 36.2部
上記黒色組成物は、塗布形成後の硬化させた膜厚1μmで、およそ1.8の光学濃度(OD値)のものを得ることができる。塗布条件により膜厚調整が可能である。樹脂の固形比(樹脂溶液)の成分比の調整により、塗膜の光学濃度の調整も可能である。なお、上記黒色組成物では、緑色有機顔料は遮光性が悪いため、添加していない。
21 parts of the above pigment dispersion (RD1) 17 parts of the above pigment dispersion (BD1) 4 parts of the above pigment dispersion (YD1) 9 parts of the resin solution (P-1) 4.8 parts of trimethylolpropane triacrylate Photopolymerization initiator
(“Irgacure-369” manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) 2.8 parts Photosensitizer (“EAB-F” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.2 parts Cyclohexanone 36.2 parts The above black composition was cured after coating formation. An optical density (OD value) of about 1.8 can be obtained with a thickness of 1 μm. The film thickness can be adjusted depending on the application conditions. The optical density of the coating film can also be adjusted by adjusting the component ratio of the resin solid ratio (resin solution). In the black composition, the green organic pigment is not added because of its poor light-shielding property.

(光学濃度(OD)の測定)
光学濃度(OD値)は物質が光を吸収する程度を表わす値であり、光路長が一定のとき、OD値が大きいほど物質の濃度が高いことを示す。本発明における光学濃度(OD値)は下記式(1)で表される。上記にて得られた黒色組成物塗布基板をオリンパス社製分光器OSP−200を用いてC光源での三刺激値Yを測定し、下記式1を用いて光学濃度(OD)を算出した。
(Measurement of optical density (OD))
The optical density (OD value) is a value representing the extent to which a substance absorbs light. When the optical path length is constant, the larger the OD value, the higher the concentration of the substance. The optical density (OD value) in the present invention is represented by the following formula (1). The tristimulus value Y with a C light source was measured for the black composition coated substrate obtained above using a spectroscope OSP-200 manufactured by Olympus Corporation, and the optical density (OD) was calculated using the following formula 1.

〔式1〕
光学濃度(OD)=−log(Y/100)・・・(1)
(但し、YはC光源での三刺激値Yである)
測定用試料として、有機溶剤で希釈し濃度調整した黒色組成物Blkをガラス基板上に1μmの厚さに塗工し、自然乾燥させた。ホットプレートにて90℃で1分間加熱して、余剰の溶剤を除去乾燥させた。その後、230℃にて1時間オーブンで焼成を行って遮光層の光学濃度測定試料とした。光学濃度(OD)は、およそ1.8であった。
[Formula 1]
Optical density (OD) = − log (Y / 100) (1)
(Y is the tristimulus value Y with the C light source)
As a measurement sample, a black composition Blk diluted with an organic solvent and adjusted in concentration was applied on a glass substrate to a thickness of 1 μm and dried naturally. The mixture was heated on a hot plate at 90 ° C. for 1 minute to remove excess solvent and dry. Then, it baked in 230 degreeC oven for 1 hour, and was set as the optical density measurement sample of a light shielding layer. The optical density (OD) was approximately 1.8.

塗布条件により、膜厚の調整が可能である。また、樹脂溶液の成分(固形分)比の調整により、濃度を制御することも可能である。上記黒色組成物で、膜厚を4μmから5μmと厚く形成する場合には、樹脂溶液と溶剤(シクロヘキサノンなど)の配合量を増やし、有機顔料濃度を黒色組成物の10%前後にすることで対応することができる。このときの遮光性は、光学濃度で3から4の範囲に設定することができる。   The film thickness can be adjusted depending on the coating conditions. It is also possible to control the concentration by adjusting the component (solid content) ratio of the resin solution. When the film thickness is increased from 4 μm to 5 μm with the above black composition, it is possible to increase the amount of resin solution and solvent (cyclohexanone, etc.) and increase the organic pigment concentration to around 10% of the black composition. can do. The light shielding property at this time can be set in the range of 3 to 4 in terms of optical density.

後述する実施例では、黒色組成物の樹脂固形比および溶剤量を調整して、膜厚2.9μmにし、光学濃度を約3とした。   In the examples described later, the resin solid ratio and the solvent amount of the black composition were adjusted to a film thickness of 2.9 μm and the optical density was about 3.

(光散乱層用樹脂組成物の調整)
感光性の光散乱層用樹脂組成物以下に示す組成で調製した。
(Adjustment of resin composition for light scattering layer)
Photosensitive resin composition for light scattering layer The following composition was prepared.

アルカリ可溶型感光性透明樹脂A2
:フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート樹脂 4.5重量部
透明粒子B3:MX180(綜研化学(株)製) 2重量部
光重合開始剤C:イルガキュア819
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ((株)製) 0.45重量部
溶剤D:シクロヘキサノン 21重量部
光重合モノマーE:M400(東亞合成(株)製) 2重量部
アルカリ可溶型感光性透明樹脂A2、光重合開始剤C、及び光重合モノマーEを混合し、塗布し、乾燥し、露光(200mJ/cm2 )し、現像した後、230℃で60分硬膜化した。得られた透明樹脂の屈折率は1.58(D線589nm)であった。
Alkali-soluble photosensitive transparent resin A2
: Epoxy acrylate resin having a fluorene skeleton 4.5 parts by weight Transparent particles B3: MX180 (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight Photopolymerization initiator C: Irgacure 819
(Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 0.45 parts by weight Solvent D: 21 parts by weight of cyclohexanone Photopolymerization monomer E: M400 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 2 parts by weight Alkali-soluble photosensitive transparent resin A2 , Photopolymerization initiator C, and photopolymerization monomer E were mixed, applied, dried, exposed (200 mJ / cm 2 ), developed, and then hardened at 230 ° C. for 60 minutes. The refractive index was 1.58 (D line 589 nm).

アルカリ可溶型感光性透明樹脂A2、透明粒子B3、光重合開始剤C、溶剤D、及び光重合モノマー(重量比でA2:B3:C:D:E=4.5:2:0.45:21:2)をメディアレス分散機で3時間混合して撹拌し、光散乱層用樹脂組成物を得た。この光散乱層用樹脂組成物の粘度は14cp/25℃であった。   Alkali-soluble photosensitive transparent resin A2, transparent particle B3, photopolymerization initiator C, solvent D, and photopolymerization monomer (A2: B3: C: D: E = 4.5: 2: 0.45 in weight ratio) : 21: 2) was mixed and stirred with a medialess disperser for 3 hours to obtain a resin composition for a light scattering layer. The viscosity of the resin composition for a light scattering layer was 14 cp / 25 ° C.

(着色画素材料/着色組成物の調整)
[顔料製造例R2]
ジケトピロロピロール系赤色顔料PR254(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製「イルガフォアレッドB-CF」;R−1)100部、色素誘導体(D−1)18部、粉砕した食塩1000部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、60℃で10時間混練した。
(Adjustment of colored pixel material / colored composition)
[Pigment production example R2]
100 parts of diketopyrrolopyrrole red pigment PR254 (“Irgafore Red B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals; R-1), 18 parts of dye derivative (D-1), 1000 parts of crushed salt, and 120 parts of diethylene glycol was charged into a 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 60 ° C. for 10 hours.

この混合物を温水2000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、115部のソルトミリング処理顔料(R2)を得た。   The mixture was added to 2000 parts of warm water, heated to about 80 ° C. and stirred with a high speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. Dried to obtain 115 parts of a salt milled pigment (R2).

[顔料製造例R3]
アントラキノン系赤色顔料PR177(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製「クロモフタルレッドA2B」)100部、色素誘導体(D−2)8部、粉砕した食塩700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で4時間混練した。この混合物を温水4000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、102部のソルトミリング処理顔料(R3)を得た。
[Pigment production example R3]
Stainless steel 1 gallon kneader containing 100 parts of anthraquinone red pigment PR177 (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 8 parts of pigment derivative (D-2), 700 parts of crushed salt and 180 parts of diethylene glycol (Made by Inoue Seisakusho) and kneaded at 70 ° C. for 4 hours. The mixture was put into 4000 parts of warm water, heated to about 80 ° C., stirred with a high speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. Drying gave 102 parts of salt milled pigment (R3).

[顔料製造例R4]
スルホン化フラスコにtert−アミルアルコール170部を窒素雰囲気下において装填する。ナトリウム11.04部を添加し、そしてこの混合物を92〜102℃に加熱する。溶融したナトリウムを激しく撹拌しながら100〜107℃に一晩保持する。
[Pigment production example R4]
A sulfonation flask is charged with 170 parts of tert-amyl alcohol under a nitrogen atmosphere. 11.04 parts of sodium are added and the mixture is heated to 92-102 ° C. The molten sodium is kept at 100-107 ° C. overnight with vigorous stirring.

得られた溶液に、4−クロロベンゾニトリルの44.2部およびジイソプロピルスクシナートの37.2部を80℃において、tert−アミルアルコールの50部中に溶解した溶液を、80〜98℃において2時間かけて導入する。導入後、この反応混合物を80℃においてさらに3時間撹拌し、そして同時にジイソプロピルスクシナートの4.88部を滴下添加する。この反応混合物を室温に冷却し、メタノールの270部、水200部、および濃硫酸48.1部の20℃の混合物へ添加し、20℃において攪拌を6時間続ける。この赤色混合物を濾過し、残留物をメタノールと水とで洗浄した後、80℃で乾燥して、46.7部の赤色顔料(R4)を得た。   A solution prepared by dissolving 44.2 parts of 4-chlorobenzonitrile and 37.2 parts of diisopropyl succinate in 50 parts of tert-amyl alcohol at 80 to 98 ° C. was dissolved in the obtained solution. Introduce over 2 hours. After the introduction, the reaction mixture is stirred for a further 3 hours at 80 ° C. and at the same time 4.88 parts of diisopropyl succinate are added dropwise. The reaction mixture is cooled to room temperature and added to a 20 ° C. mixture of 270 parts of methanol, 200 parts of water, and 48.1 parts of concentrated sulfuric acid and stirring is continued at 20 ° C. for 6 hours. This red mixture was filtered, and the residue was washed with methanol and water and then dried at 80 ° C. to obtain 46.7 parts of a red pigment (R4).

[顔料製造例G2]
塩化アルミニウム356部および塩化ナトリウム6部の200℃の溶融塩に、亜鉛フタロシアニン46部を溶解し、130℃まで冷却し1時間攪拌した。反応温度を180℃に昇温し、臭素を1時間あたり10部で10時間滴下した。その後、塩素を1時間あたり0.8部で5時間導入した。
[Pigment production example G2]
In a molten salt of 200 ° C. of 356 parts of aluminum chloride and 6 parts of sodium chloride, 46 parts of zinc phthalocyanine was dissolved, cooled to 130 ° C., and stirred for 1 hour. The reaction temperature was raised to 180 ° C., and bromine was added dropwise at 10 parts per hour for 10 hours. Thereafter, chlorine was introduced at 0.8 parts per hour for 5 hours.

この反応液を水3200部に徐々に注入したのち、濾過、水洗して107.8部の粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を得た。粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料の1分子内に含まれる平均臭素化数は14.1個、平均塩素数は1.9個であった。なお、当実施例において、臭素化数を限定するものでない。   The reaction solution was gradually poured into 3200 parts of water, then filtered and washed with water to obtain 107.8 parts of a crude zinc halide phthalocyanine pigment. The average number of brominations contained in one molecule of the crude zinc halide phthalocyanine pigment was 14.1 and the average number of chlorine was 1.9. In this example, the bromination number is not limited.

得られた粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料120部、粉砕した食塩1600部、およびジエチレングリコール270部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で12時間混練した。   120 parts of the obtained crude zinc halide phthalocyanine pigment, 1600 parts of crushed salt and 270 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 70 ° C. for 12 hours.

この混合物を温水5000部に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、117部のソルトミリング処理顔料(G2)を得た。   The mixture was poured into 5000 parts of warm water, stirred at a high speed mixer for about 1 hour while being heated to about 70 ° C. to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. Drying gave 117 parts of salt milled pigment (G2).

[顔料製造例Y2]
セパラブルフラスコに水150部を仕込み、さらに攪拌しながら35%塩酸63部を仕込み、塩酸溶液を調製した。発泡に注意しながらベンゼンスルホニルヒドラジド38.7部を仕込み、液温が0℃以下になるまで氷を追加した。冷却後、30分かけて亜硝酸ナトリウム19部を仕込み、0〜15℃の間で30分撹拌した後、ヨウ化カリウムでんぷん紙で着色が認められなくなるまでスルファミン酸を仕込んだ。
[Pigment production example Y2]
A separable flask was charged with 150 parts of water, and further stirred with 63 parts of 35% hydrochloric acid to prepare a hydrochloric acid solution. While paying attention to foaming, 38.7 parts of benzenesulfonyl hydrazide was charged, and ice was added until the liquid temperature became 0 ° C. or lower. After cooling, 19 parts of sodium nitrite was charged over 30 minutes, stirred for 30 minutes at 0 to 15 ° C., and then sulfamic acid was charged until no coloration was observed on the potassium iodide starch paper.

次に、バルビツール酸25.6部を添加後、55℃まで昇温し、2時間そのまま撹拌した。次いで、バルビツール酸25.6部を投入し、80℃まで昇温したのちpHが5になるまで水酸化ナトリウムを投入した。さらに80℃で3時間撹拌した後、70℃まで下げ、濾過、温水洗浄を行った。   Next, after adding 25.6 parts of barbituric acid, it heated up to 55 degreeC and stirred as it was for 2 hours. Next, 25.6 parts of barbituric acid was added, and after raising the temperature to 80 ° C., sodium hydroxide was added until the pH reached 5. After further stirring for 3 hours at 80 ° C., the temperature was lowered to 70 ° C., followed by filtration and washing with warm water.

得られたプレスケーキを1200部の温水にリスラリーした後、80℃で2時間攪拌した。その後、そのままの温度で濾過を行い、80℃の水2000部で温水洗浄を行い、ベンゼンホンアミドが濾液側へ移行していることを確認した。得られたプレスケーキを80℃で乾燥し、アゾバルビツール酸ジナトリウム塩61.0部を得た。   The obtained press cake was reslurried in 1200 parts of warm water, and then stirred at 80 ° C. for 2 hours. Thereafter, filtration was performed at the same temperature, and washing with 2000 parts of water at 80 ° C. was performed with warm water, and it was confirmed that benzenephonamide was transferred to the filtrate side. The obtained press cake was dried at 80 ° C. to obtain 61.0 parts of disodium azobarbituric acid.

次いで、セパラブルフラスコに水200部を仕込み、さらに撹拌しながら、得られたアゾバルビツール酸ジナトリウム塩の粉末8.1部を投入して分散した。均一に分散した後、溶液を95℃まで昇温した、メラミン5.7部、ジアリルアミノメラミン1.0部を添加した。   Next, 200 parts of water was charged into a separable flask, and 8.1 parts of the obtained disodium azobarbituric acid powder was added and dispersed while stirring. After uniformly dispersing, the solution was heated to 95 ° C., and 5.7 parts of melamine and 1.0 part of diallylaminomelamine were added.

さらに、塩化コバルト(II)6水和物6.3部を水30部に溶解した緑色溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、90℃で1.5時間錯体化を行った。   Further, a green solution obtained by dissolving 6.3 parts of cobalt (II) chloride hexahydrate in 30 parts of water was added dropwise over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, complexation was performed at 90 ° C. for 1.5 hours.

その後、pHを5.5に調整し、さらにキシレン4部、オレイン酸ナトリウム0.4部、水16部をあらかじめ攪拌してエマルジョン状態とした溶液20.4部を添加し、さらに4時間加温撹拌した。70℃まで冷却した後、速やかに濾過し、無機塩が洗浄できるまで70℃温水洗を繰り返した。   Thereafter, the pH was adjusted to 5.5, 20.4 parts of xylene, 0.4 part of sodium oleate, and 16 parts of water were previously stirred to add 20.4 parts of an emulsion, and further heated for 4 hours. Stir. After cooling to 70 ° C., it was quickly filtered, and washing with warm water at 70 ° C. was repeated until the inorganic salt could be washed.

その後、乾燥、粉砕の工程を経て、14部のアゾ系黄色顔料(Y2)を得た。   Thereafter, 14 parts of an azo yellow pigment (Y2) was obtained through drying and grinding processes.

[顔料製造例B2]
銅フタロシアニン系青色顔料PB15:6(東洋インキ製造社製「リオノールブルーES」)100部、粉砕した食塩800部、およびジエチレングリコール100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で12時間混練した。
[Pigment production example B2]
100 parts of copper phthalocyanine blue pigment PB15: 6 (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.), 800 parts of crushed salt, and 100 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) at 70 ° C. And kneaded for 12 hours.

この混合物を温水3000部に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、98部のソルトミリング処理顔料(B2)を得た。   The mixture was poured into 3000 parts of warm water, stirred at a high speed mixer for about 1 hour while being heated to about 70 ° C. to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. Dried to obtain 98 parts of salt milled pigment (B2).

[顔料製造例V2]
LIONOGEN VIOLET RL(東洋インキ製造製)300部を96%硫酸3000部に投入し1時間撹拌後、5℃の水に注入した。1時間撹拌後、濾過、温水で洗浄液が中性になるまで洗浄し、70℃で乾燥した。
[Pigment production example V2]
300 parts of LIONOGEN VIOLET RL (manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) was added to 3000 parts of 96% sulfuric acid, stirred for 1 hour, and poured into water at 5 ° C. After stirring for 1 hour, it was filtered, washed with warm water until the washing solution became neutral, and dried at 70 ° C.

得られたアシッドペースティング処理顔料を120部、塩化ナトリウム1600部、およびジエチレングリコール(東京化成社製)100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、90℃で18時間混練した。次に、この混合物を約5リットルの温水に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間撹拌してスラリー状とした後、濾過、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、80℃で24時間乾燥し、118部のソルトミリング処理顔料(V2)を得た。   120 parts of the obtained acid pasting pigment, 1600 parts of sodium chloride, and 100 parts of diethylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were charged into a stainless gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 90 ° C. for 18 hours. Next, this mixture is poured into about 5 liters of warm water, heated to about 70 ° C. and stirred with a high speed mixer for about 1 hour to form a slurry, then filtered and washed to remove sodium chloride and diethylene glycol, It was dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain 118 parts of a salt milled pigment (V2).

(樹脂溶液(P2)の調製)
反応容器にシクロヘキサノン800部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら100℃に加熱して、同温度で下記のモノマーおよび熱重合開始剤の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。
(Preparation of resin solution (P2))
A reaction vessel was charged with 800 parts of cyclohexanone, heated to 100 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel, and a mixture of the following monomer and thermal polymerization initiator was added dropwise at the same temperature over 1 hour to carry out a polymerization reaction. .

スチレン 70.0部
メタクリル酸 10.0部
メタクリル酸メチル 65.0部
メタクリル酸ブチル 65.0部
アゾビスイソブチロニトリル 10.0部
滴下した後、さらに100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル2.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、さらに100℃で1時間反応を続けて樹脂溶液を合成した。
Styrene 70.0 parts Methacrylic acid 10.0 parts Methyl methacrylate 65.0 parts Butyl methacrylate 65.0 parts Azobisisobutyronitrile 10.0 parts After dropwise addition and further reacted at 100 ° C for 3 hours, A solution prepared by dissolving 2.0 parts of azobisisobutyronitrile in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 100 ° C. for 1 hour to synthesize a resin solution.

室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20%となるようにシクロヘキサノンを添加してアクリルの樹脂溶液(P2)を調製した。   After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and cyclohexanone was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 20%. An acrylic resin solution (P2) was prepared.

(顔料分散体および着色組成物の調製)
下記表3に示す組成(重量部)の混合物を均一に撹拌混合した後、直径1mmのジルコニアビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色、緑色、青色の顔料分散体を得た。

Figure 2011141486
(Preparation of pigment dispersion and coloring composition)
The mixture (parts by weight) shown in Table 3 below was uniformly stirred and mixed, then dispersed with a sand mill for 5 hours using zirconia beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to obtain red, green, and blue A pigment dispersion was obtained.
Figure 2011141486

その後、下記表4に示すように、顔料分散体、アクリル樹脂溶液(P2)、モノマー、重合開始剤、増感剤、有機溶剤などの混合物を混合撹拌した後、5μmのフィルタでろ過し、赤色、緑色、青色のそれぞれ着色組成物を得た。以下の実施例では、下記表4の着色組成物を用いて、赤色画素、緑色画素、青色画素を形成した。

Figure 2011141486
Thereafter, as shown in Table 4 below, a mixture of a pigment dispersion, an acrylic resin solution (P2), a monomer, a polymerization initiator, a sensitizer, an organic solvent, and the like is mixed and stirred and then filtered through a 5 μm filter. , Green and blue colored compositions were obtained. In the following examples, red pixels, green pixels, and blue pixels were formed using the colored composition shown in Table 4 below.
Figure 2011141486

以下、実施例1に基づいて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, based on Example 1, this invention is demonstrated in detail.

〔実施例1〕
(カラーフィルタ基板の作製)
図1に示すように、ガラスからなる透明基板1上に、上述した黒色組成物を用いて額縁状の遮光層2、台座4、及びブラックマトリクス8を形成した。遮光層厚みは2.9μm、ブラックマトリクス8と台座4の厚みは0.6μmとした。なお、遮光層2、台座4及びブラックマトリクス8は、上述した黒色組成物を塗布し、乾燥した後、グレートーンフォトマスク(遮光層パターンと台座及びブラックマトリクスパターンにそれぞれ透過率差をつけたフォトマスク)を用いて、一回の露光・現像及び熱処理による硬膜処理にて、透明基板1上に形成した。
[Example 1]
(Production of color filter substrate)
As shown in FIG. 1, the frame-shaped light shielding layer 2, the base 4, and the black matrix 8 were formed on the transparent substrate 1 which consists of glass using the black composition mentioned above. The thickness of the light shielding layer was 2.9 μm, and the thicknesses of the black matrix 8 and the pedestal 4 were 0.6 μm. The light shielding layer 2, the pedestal 4 and the black matrix 8 are coated with the above-described black composition and dried, and then a gray-tone photomask (a photomask having a transmittance difference between the light shielding layer pattern and the pedestal and black matrix pattern, respectively). Using a mask, the film was formed on the transparent substrate 1 by a single filming process by exposure / development and heat treatment.

次に、上述した光散乱層用樹脂組成物を用いて、図3及び図6(破線で示す)に示す光散乱層11を2.4μmの膜厚で形成した。   Next, the light scattering layer 11 shown in FIGS. 3 and 6 (indicated by a broken line) was formed to a thickness of 2.4 μm using the above-described resin composition for a light scattering layer.

さらに、透明基板1上に、赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3B、また、赤色積層部5R、緑色積層部5G、青色積層部5Bの積層によるスペーサ5を形成した。図3に示す光散乱層11上の着色画素(緑色画素)およびスペーサ形成のための露光用マスクは、当該パターン部が低透過率であるグレートーンフォトマスクを用いた。   Further, on the transparent substrate 1, a spacer 5 was formed by stacking the red pixel 3R, the green pixel 3G, the blue pixel 3B, and the red stacked portion 5R, the green stacked portion 5G, and the blue stacked portion 5B. As the exposure mask for forming colored pixels (green pixels) and spacers on the light-scattering layer 11 shown in FIG. 3, a gray-tone photomask whose pattern portion has low transmittance was used.

ガラスからなる透明基板1に直接形成される着色層(赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3B)部分の膜厚は、4.5μm±0.2μmとした。光散乱層11上の着色画素3の膜厚は2.3μm±0.2μmであった。   The thickness of the colored layer (red pixel 3R, green pixel 3G, blue pixel 3B) formed directly on the transparent substrate 1 made of glass was 4.5 μm ± 0.2 μm. The thickness of the colored pixel 3 on the light scattering layer 11 was 2.3 μm ± 0.2 μm.

さらに、光散乱膜11上部の着色画素3上に、アルカリ現像可能なアクリル系光感光性樹脂を用いて膜厚1.6μmのセルギャップ規制層12を形成した。図6に示す額縁状の遮光層2上にも、同様パターンにてセルギャップ規制層12(図6での図示は省略)を形成した。遮光層2と該遮光層2上のセルギャップ規制層12の合計膜厚は、約4.5μmであり、緑色画素3Gの膜厚と略同一とした。   Further, a cell gap regulating layer 12 having a film thickness of 1.6 μm was formed on the colored pixel 3 on the light scattering film 11 using an acrylic photo-sensitive resin capable of alkali development. A cell gap regulating layer 12 (not shown in FIG. 6) was formed in the same pattern on the frame-shaped light shielding layer 2 shown in FIG. The total film thickness of the light shielding layer 2 and the cell gap regulating layer 12 on the light shielding layer 2 is about 4.5 μm, which is substantially the same as the film thickness of the green pixel 3G.

また、図1に示すスペーサ5の底辺の大きさは30μmとし、スペーサ5を構成する赤色積層部の高さは約3.6μmとした。図2に示す赤色積層部の下の青色画素3Bと緑色画素3Gの重畳部の突起の高さは約0.1μmであり、スペーサ5の全体の高さは3.7μmとした。対象とする液晶表示装置の液晶厚みは、3.6μmである。   Further, the size of the bottom side of the spacer 5 shown in FIG. 1 was 30 μm, and the height of the red laminated portion constituting the spacer 5 was about 3.6 μm. The height of the protrusion of the overlapping portion of the blue pixel 3B and the green pixel 3G below the red stacked portion shown in FIG. 2 is about 0.1 μm, and the overall height of the spacer 5 is 3.7 μm. The liquid crystal thickness of the target liquid crystal display device is 3.6 μm.

図3に示す反射部上の液晶層の厚みは、1.8μmとした。セルギャップ規制層12の厚みを、透過部の液晶層の厚みの1/2以下とすることで 反射部の液晶層厚みを約1/2とすることができる。図3に示すセルギャップ規制層12の膜厚は、光散乱層11及び着色積層部の膜厚を勘案し、設定する必要がある。   The thickness of the liquid crystal layer on the reflecting portion shown in FIG. 3 was 1.8 μm. By setting the thickness of the cell gap regulating layer 12 to be ½ or less of the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive portion, the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion can be reduced to about ½. The film thickness of the cell gap regulating layer 12 shown in FIG. 3 needs to be set in consideration of the film thickness of the light scattering layer 11 and the colored laminated portion.

図2に示す台座4上の突起高さdは、青色画素側で0.1μm、緑色画素側で0.17μmと低く、平坦性は良好であった。なお、スペーサ5の高さhは、赤色積層部の厚さと突起の高さdの合計である。   The protrusion height d on the pedestal 4 shown in FIG. 2 was as low as 0.1 μm on the blue pixel side and 0.17 μm on the green pixel side, and the flatness was good. The height h of the spacer 5 is the sum of the thickness of the red laminated portion and the height d of the protrusion.

〔実施例2〕
(カラーフィルタ基板の作製)
本発明の第1の実施態様であるカラーフィルタ基板の模式平面図である図4に基づき、またその部分断面図である図1〜3を併用して、実施例2に係るカラーフィルタ基板について説明する。本実施例は、ブラックマトリクスを形成せず、また、セルギャップ規制層に位相差調整機能を付与した点が実施例1に係るカラーフィルタ基板と異なる。
[Example 2]
(Production of color filter substrate)
The color filter substrate according to Example 2 will be described based on FIG. 4 which is a schematic plan view of the color filter substrate which is the first embodiment of the present invention, and in combination with FIGS. To do. The present embodiment is different from the color filter substrate according to the first embodiment in that a black matrix is not formed and a phase difference adjusting function is added to the cell gap regulating layer.

ガラスからなる透明基板1上に、上述した黒色組成物を用いて図1〜図4に示す遮光層2と台座4を形成した。遮光層2の厚みは2.9μm、台座4の厚みは0.6μmとした。なお、遮光層2と台座4は、前記した黒色組成物を塗布し、乾燥した後、グレートーンフォトマスク(遮光層パターンと台座パターンにそれぞれ透過率差をつけたフォトマスク)を用いて、一回の露光・現像及び熱処理による硬膜処理にて、透明基板1上に形成した。   On the transparent substrate 1 made of glass, the light shielding layer 2 and the pedestal 4 shown in FIGS. 1 to 4 were formed using the above-described black composition. The thickness of the light shielding layer 2 was 2.9 μm, and the thickness of the base 4 was 0.6 μm. The light shielding layer 2 and the pedestal 4 are coated with the above-described black composition, dried, and then used with a gray tone photomask (a photomask having a difference in transmittance between the light shielding layer pattern and the pedestal pattern). The film was formed on the transparent substrate 1 by a film hardening process by repeated exposure / development and heat treatment.

次に、上述した光散乱層用樹脂組成物を用いて、図4に破線で示す、あるいは、図3に示す光散乱層11を2.4μmの膜厚に形成した。   Next, using the above-described resin composition for a light scattering layer, the light scattering layer 11 shown by a broken line in FIG. 4 or shown in FIG. 3 was formed to a thickness of 2.4 μm.

さらに、図1に示す透明基板1上に、赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3B、また、赤色着色層のパターン形成によるスペーサ5、サブスペーサ6を形成した。図3に示す光散乱層11上の着色積層部および、スペーサ5、サブスペーサ6形成のための露光用マスクは、当該パターン部が低透過率であるグレートーンフォトマスクを用いた。   Further, on the transparent substrate 1 shown in FIG. 1, a red pixel 3R, a green pixel 3G, a blue pixel 3B, and a spacer 5 and a sub-spacer 6 by forming a pattern of a red colored layer were formed. As the exposure layer mask for forming the colored laminated portion on the light scattering layer 11 and the spacers 5 and the sub-spacers 6 shown in FIG.

ガラスからなる透明基板1に直接形成される着色層(赤色画素3R、緑色画素3G、青色画素3B)部分の膜厚は、いずれも4.5μm±0.2μmとした。   The film thicknesses of the colored layers (red pixel 3R, green pixel 3G, blue pixel 3B) formed directly on the transparent substrate 1 made of glass were all 4.5 μm ± 0.2 μm.

図3に示す反射部の着色積層部上には、以下に詳述する1/4波長変化させる位相差機能をもつセルギャップ規制層12を、膜厚1.6μm±0.1μmにて形成した。   On the colored laminated portion of the reflective portion shown in FIG. 3, a cell gap regulating layer 12 having a phase difference function for changing a quarter wavelength, which will be described in detail below, was formed with a film thickness of 1.6 μm ± 0.1 μm. .

セルギャップ規制層12に位相差機能を付与するための着色画素表面の前処理として、配向膜材料(日産化学工業株式会社製「SE−1410」)を、着色画素(カラーフィルタ)の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が0.1μmになるように塗布し、ホットプレート上90℃で1分間加熱乾燥させた後、クリーンオーブン中230℃で40分間焼成した。続いて、この基板に対し、一定方向にラビング処理を施すことにより、前処理とした。   As a pretreatment of the colored pixel surface for imparting a phase difference function to the cell gap regulating layer 12, an alignment film material (“SE-1410” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is applied on the colored pixel (color filter). The film was applied with a spin coater so that the dry film thickness was 0.1 μm, dried on a hot plate at 90 ° C. for 1 minute, and then baked at 230 ° C. for 40 minutes in a clean oven. Subsequently, this substrate was subjected to a rubbing treatment in a certain direction to be a pretreatment.

セルギャップ規制層を形成するための、下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、0.6μmのフィルタで濾過し、重合性液晶化合物を得た。この重合性液晶化合物を、前処理を施した着色画素上に乾燥膜厚が1.6μmになるように塗布し、ホットプレートにて90℃で2分間加熱乾燥し、液晶配向基板を得た。   A mixture having the composition shown below for forming the cell gap regulating layer was stirred and mixed so as to be uniform, and filtered through a 0.6 μm filter to obtain a polymerizable liquid crystal compound. This polymerizable liquid crystal compound was applied onto the pretreated colored pixels so that the dry film thickness was 1.6 μm, and dried by heating at 90 ° C. for 2 minutes on a hot plate to obtain a liquid crystal alignment substrate.

水平配向重合性液晶 39.7部
(BASFジャパン株式会社製「Paliocolor LC 242」)
光重合開始剤 0.3部
(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー907」)
界面活性剤 6.0部
(ビックケミー社製「BYK111」2%シクロヘキサノン溶液)
シクロヘキサノン 154.0部
次に、この重合性液晶を塗布した基板を、超高圧水銀灯を光源とする露光機を用い、フォトマスクを介して、反射部のそれぞれ着色画素領域毎に紫外線を露光した。紫外線の照射量は、レーザのショット回数を変えて、赤色画素領域では500mJ/cm、緑色画素領域では200mJ/cm、青色画素領域では5mJ/cmとし、さらに現像処理によりセルギャップ規制層のパターンを形成した。
Horizontally-aligned polymerizable liquid crystal 39.7 parts (“Palocolor LC 242” manufactured by BASF Japan Ltd.)
Photopolymerization initiator 0.3 part ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.)
Surfactant 6.0 parts ("BYK111" 2% cyclohexanone solution manufactured by Big Chemie)
154.0 parts of cyclohexanone Next, the substrate coated with the polymerizable liquid crystal was exposed to ultraviolet rays for each colored pixel region of the reflecting portion through a photomask using an exposure machine using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. The dose of ultraviolet rays, by changing the number of shots of the laser, 500 mJ / cm 2 in the red pixel region, 200 mJ / cm 2 in the green pixel region, and 5 mJ / cm 2 in the blue pixel region, further cell gap regulating layer by development treatment Pattern was formed.

続いて、基板をクリーンオーブンに入れ、230℃で40分間焼成を行なって、1/4位相差機能を付与されたセルギャップ規制層12を備えたカラーフィルタ基板を得た。   Subsequently, the substrate was placed in a clean oven and baked at 230 ° C. for 40 minutes to obtain a color filter substrate provided with the cell gap regulating layer 12 provided with a ¼ phase difference function.

得られたカラーフィルタ基板の着色画素およびセルギャップ規制層の位相差の合計を測定したところ、赤色画素部分は波長630nmの光において161nm、緑色画素部分は波長550nmの光において136nm、青色画素部分は波長450nmの光において112nmであった。その結果を下記表5に示す。

Figure 2011141486
When the total of the phase difference between the colored pixel and the cell gap regulating layer of the obtained color filter substrate was measured, the red pixel portion was 161 nm in the light of wavelength 630 nm, the green pixel portion was 136 nm in the light of wavelength 550 nm, and the blue pixel portion was It was 112 nm in light having a wavelength of 450 nm. The results are shown in Table 5 below.
Figure 2011141486

図4に示す額縁状の遮光層2上にも、同様パターンにてセルギャップ規制層(図4での図示は省略)を形成した。遮光層2と該遮光層上のセルギャップ規制層の合計膜厚は約4.5μmであり、緑色画素3Gの膜厚と略同一とした。   A cell gap regulating layer (not shown in FIG. 4) was formed in the same pattern on the frame-shaped light shielding layer 2 shown in FIG. The total film thickness of the light shielding layer 2 and the cell gap regulating layer on the light shielding layer is about 4.5 μm, which is substantially the same as the film thickness of the green pixel 3G.

また、図2に示すスペーサ5の底辺の大きさは30μmとし、スペーサ5を構成する赤色積層部の高さは約3.6μm、赤色積層部下部の色画素3Bと緑色画素3Gの重畳部の突起の高さは約0.1μmであり、スペーサ5の全体の高さは3.7μmとした。対象とする液晶表示装置の液晶厚みは、3.6μmである。   Also, the size of the base of the spacer 5 shown in FIG. 2 is 30 μm, the height of the red laminated portion constituting the spacer 5 is about 3.6 μm, and the overlapping portion of the color pixel 3B and the green pixel 3G below the red laminated portion is formed. The height of the protrusion was about 0.1 μm, and the overall height of the spacer 5 was 3.7 μm. The liquid crystal thickness of the target liquid crystal display device is 3.6 μm.

図2に示す台座4上の突起高さdは、青色画素側で0.1μm、緑色画素側で0.17μmと低く、平坦性は良好であった。なお、スペーサ5の高さhは、赤色積層部の厚さと突起の高さdの合計である。   The protrusion height d on the pedestal 4 shown in FIG. 2 was as low as 0.1 μm on the blue pixel side and 0.17 μm on the green pixel side, and the flatness was good. The height h of the spacer 5 is the sum of the thickness of the red laminated portion and the height d of the protrusion.

〔実施例3〕
(液晶表示装置の作製)
図10に示す構成の液晶表示装置を作製した。
Example 3
(Production of liquid crystal display device)
A liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 10 was produced.

カラーフィルタ基板31と、TFT基板32を対向して配置し、それらの間に基板面と垂直に配向するVA方式の液晶層33を挟持して、液晶表示装置とした。なお、偏光フィルム、位相差フィルム、配向膜の図示は省略した。   A color filter substrate 31 and a TFT substrate 32 are arranged to face each other, and a VA liquid crystal layer 33 oriented perpendicular to the substrate surface is sandwiched between them to obtain a liquid crystal display device. In addition, illustration of the polarizing film, retardation film, and alignment film was abbreviate | omitted.

TFT素子34と電気的に接続される画素電極35は、透明導電膜からなる櫛歯状パターンとし、図示していないが、共通電極が絶縁層を介して画素電極下部に配設してある。カラーフィルタ基板31としては、図1〜4に示す実施例2で得たものと同じものを用い、液晶層33の厚みは、3.6μmの設定とした。   The pixel electrode 35 electrically connected to the TFT element 34 has a comb-like pattern made of a transparent conductive film. Although not shown, a common electrode is disposed below the pixel electrode via an insulating layer. As the color filter substrate 31, the same one as obtained in Example 2 shown in FIGS. 1 to 4 was used, and the thickness of the liquid crystal layer 33 was set to 3.6 μm.

本実施例において、カラーフィルタ基板31は、遮光層とセルギャップ規制層を合わせた膜厚が緑画素である着色層と同じ膜厚であり、余分な突起構造物がないため、スムーズで均一な液晶の充填をすることができ、画像表示も極めて均質であり、良好であった。着色画素周辺や遮光層と表示領域との境界部での液晶配向の乱れもなく、光漏れのない高画質の液晶表示装置が得られた。   In this embodiment, the color filter substrate 31 has the same thickness as the colored layer, which is a green pixel, and the combined thickness of the light shielding layer and the cell gap regulating layer, and there is no extra protruding structure, so that the color filter substrate 31 is smooth and uniform. The liquid crystal can be filled and the image display is very uniform and good. A high-quality liquid crystal display device free from light leakage without any disturbance of the liquid crystal alignment around the colored pixels or at the boundary between the light shielding layer and the display region was obtained.

なお、図10に示したTFT素子34の近傍の液晶表示装置の部分拡大図を図11に示した(光散乱層及びセルギャップ規制層は図示されていない)。絶縁層41の膜厚が薄い場合、画素電極42と共通電極43との間に形成されるアーチ状の電気力線44により絶縁層41を介してのより効率的な液晶駆動が可能である。本実施例によると、反射部に設けられたセルギャップ規制層の存在のため、反射部と透過部での表示品質に差がなくなり、高透過率の液晶表示装置が得られる。   A partially enlarged view of the liquid crystal display device in the vicinity of the TFT element 34 shown in FIG. 10 is shown in FIG. 11 (the light scattering layer and the cell gap regulating layer are not shown). When the thickness of the insulating layer 41 is small, more efficient liquid crystal driving through the insulating layer 41 is possible by the arch-shaped electric lines of force 44 formed between the pixel electrode 42 and the common electrode 43. According to this embodiment, since there is a cell gap regulating layer provided in the reflecting portion, there is no difference in display quality between the reflecting portion and the transmitting portion, and a liquid crystal display device with high transmittance can be obtained.

なお、上述したように、本発明は、液晶配向方式について、VA方式に限定するものでない。位相差機能をもつセルギャップ規制層の膜厚を厚く形成するか、もしくは、セルギャップ規制層に複屈折率の大きな材料を用いることなどにより、IPS方式や種々のFFS方式の液晶表示装置に対応することができる。   As described above, the present invention is not limited to the VA method for the liquid crystal alignment method. Compatible with IPS and various FFS liquid crystal display devices by forming a cell gap regulating layer having a phase difference function thick or using a material having a large birefringence for the cell gap regulating layer. can do.

IPS方式の半透過型液晶表示装置には、反射部に1/2波長の位相差層が必要とされるが、実施例2で用いた、1/4波長の位相差機能を付与されたセルギャップ規制層12の膜厚を2倍にすることにより、1/2波長の位相差形成機能が付与されたセルギャップ規制層12とすることが出来る。   The IPS-type transflective liquid crystal display device requires a half-wave retardation layer in the reflection part, but the cell provided with the quarter-wave retardation function used in Example 2 By doubling the film thickness of the gap regulating layer 12, the cell gap regulating layer 12 to which a 1/2 wavelength phase difference forming function is imparted can be obtained.

また、膜厚を変更せずに、2倍の複屈折率を有する位相差材料を用いることによっても、1/2波長の位相差形成機能が付与されたセルギャップ規制層を得ることが出来る。   Further, by using a retardation material having a double birefringence without changing the film thickness, it is possible to obtain a cell gap regulating layer to which a half-wave retardation forming function is imparted.

1・・・透明基板
11・・・遮光層
3・・・着色画素
3R・・・赤色画素
3G・・・緑色画素
3B・・・青色画素
4・・・台座
5・・・スペーサ
6・・・サブスペーサ
7・・・突起
8・・・ブラックマトリクス
11・・・光散乱層
12・・・セルギャップ規制層
13・・・非晶質微粒子
14・・・マトリクス樹脂(透明樹脂)
22・・・厚い着色画素
23・・・薄い着色画素
31・・・カラーフィルタ基板
32・・・TFT基板
33・・・液晶層
34・・・TFT素子
35,42・・・画素電極
41・・・絶縁層
43・・・共通電極
44・・・電気力線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 11 ... Light-shielding layer 3 ... Colored pixel 3R ... Red pixel 3G ... Green pixel 3B ... Blue pixel 4 ... Base 5 ... Spacer 6 ... Subspacer 7 ... Protrusion 8 ... Black matrix 11 ... Light scattering layer 12 ... Cell gap regulating layer 13 ... Amorphous fine particles 14 ... Matrix resin (transparent resin)
22 ... thick colored pixels 23 ... thin colored pixels 31 ... color filter substrate 32 ... TFT substrate 33 ... liquid crystal layer 34 ... TFT elements 35, 42 ... pixel electrodes 41 ... -Insulating layer 43 ... Common electrode 44 ... Electric field lines.

Claims (13)

透明基板上に、複数の有機顔料の混合物を主たる色材とする遮光層を有効表示領域の外周に配置するとともに、緑色画素を含む複数色の着色画素を有効表示領域に形成した半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、
前記有効表示領域内に形成された、前記遮光層と同一材料からなり、前記遮光層より薄い膜厚を有するスペーサの台座、この台座の上方に形成された単色の着色層からなるスペーサ、半透過型液晶表示装置の反射部に形成された複数の光散乱層、及び前記着色画素上の前記光散乱層に対応する位置に形成された複数の第1のセルギャップ規制層
を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。
A transflective liquid crystal in which a light shielding layer mainly composed of a mixture of a plurality of organic pigments is disposed on the outer periphery of an effective display area on a transparent substrate and a plurality of colored pixels including green pixels are formed in the effective display area In color filter substrates for display devices,
A spacer pedestal made of the same material as the light shielding layer formed in the effective display area and having a film thickness thinner than the light shielding layer, a spacer made of a single colored layer formed above the pedestal, semi-transmissive A plurality of light scattering layers formed on the reflective portion of the liquid crystal display device, and a plurality of first cell gap regulation layers formed at positions corresponding to the light scattering layers on the colored pixels. A color filter substrate for a transflective liquid crystal display device.
前記緑色画素が、ハロゲン化亜鉛フタロシアニンを主たる色材とする緑色着色層からなることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   2. The color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the green pixel is composed of a green colored layer mainly composed of zinc halide phthalocyanine. 前記セルギャップ規制層の表面と前記着色画素の表面との高さの差が、液晶表示装置の液晶層の厚みの略1/2であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   3. The half according to claim 1, wherein a difference in height between the surface of the cell gap regulating layer and the surface of the colored pixel is approximately ½ of the thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device. Color filter substrate for transmissive liquid crystal display devices. 前記遮光層上に形成された、前記遮光層と同一形状の第2のセルギャップ規制層を更に具備し、前記遮光層と第2のセルギャップ規制層の合計膜厚が前記緑色画素の膜厚と略同一であること特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   A second cell gap regulating layer formed on the light shielding layer and having the same shape as the light shielding layer is further provided, and a total film thickness of the light shielding layer and the second cell gap regulating layer is a film thickness of the green pixel. The color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color filter substrate is substantially the same. 前記光散乱層は、矩形状であるとともに、その平面視の大きさは、前記着色画素の平面視の大きさより小さいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   5. The transflective liquid crystal according to claim 1, wherein the light scattering layer has a rectangular shape and a size in plan view is smaller than a size in plan view of the colored pixel. Color filter substrate for display devices. 前記着色画素の隣接部が、それぞれ着色画素の端部の傾斜部分で重畳されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   The color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5, wherein adjacent portions of the colored pixels overlap each other at an inclined portion of an end portion of the colored pixel. 前記透明基板上の有効表示領域に前記着色画素を区分するように配置された、前記遮光層と同一材料からなるブラックマトリクスを更に具備することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   The black matrix made of the same material as that of the light shielding layer, further arranged to divide the colored pixels in an effective display area on the transparent substrate. Color filter substrate for transflective liquid crystal display devices. 前記台座は、0.4μmから1.0μmの膜厚を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   The color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pedestal has a film thickness of 0.4 μm to 1.0 μm. 前記第1のセルギャップ規制層は、直線偏光に変換した入射光を該セルギャップ規制層の厚み方向に1回の往復にて90度偏光回転させる機能を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   The first cell gap regulating layer has a function of rotating incident light that is converted into linearly polarized light by 90 degrees in one round-trip in the thickness direction of the cell gap regulating layer. The color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to any one of 8. 前記複数の着色画素が、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含み、これら着色画素の位相差が、赤色画素≧緑色画素≧青色画素の関係にあることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   The plurality of colored pixels include at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel, and a phase difference between these colored pixels has a relationship of red pixel ≧ green pixel ≧ blue pixel. A color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to any one of the above. 前記複数の着色画素が、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含み、これら着色画素のそれぞれの位相差と当該着色画素上に積層される第1のセルギャップ規制層のそれぞれの位相差の合計が、赤色画素≧緑色画素≧青色画素の関係にあることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   The plurality of colored pixels include at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel, and a phase difference between each of the colored pixels and a phase difference between each of the first cell gap regulation layers stacked on the colored pixel. 11. The color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the total is in a relationship of red pixel ≧ green pixel ≧ blue pixel. 前記スペーサは、液晶配向制御の役割を兼ねるとともに、前記着色画素の長手方向中央に配設されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。   12. The color for a transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the spacer also serves as a liquid crystal alignment control and is disposed at a center in a longitudinal direction of the colored pixel. Filter substrate. 請求項1〜12のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置。   A transflective liquid crystal display device comprising the color filter substrate for a transflective liquid crystal display device according to claim 1.
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