JP4725170B2 - Color filter manufacturing method and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、カラーフィルタと液晶表示装置に係り、特に複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置に使用するカラーフィルタの製造方法と、このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a color filter and a liquid crystal display device, and more particularly to a method of manufacturing a color filter used in a liquid crystal display device of a multi-orientation division type vertical alignment mode and a liquid crystal display device using such a color filter.
フラットディスプレイとして、液晶表示装置(LCD)は、その薄型、軽量、低消費電力といった特徴により、パーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話、ビデオカメラ等から大画面テレビまで市場が急速に拡大してきた。
また、視野角度によらない高品位画質を達成するために、視野角度改善モードの一つである複数配向分割型垂直配向モード、すなわちMulti-domain Vertical Alignmentモード(MVAモード)を選択するケースが増えている。このMVAモードは、(1)広視野角、(2)高コントラスト、(3)高速応答といった優位性をもっている。
上記の複数配向分割(液晶分子の配向方向を複数方向とする)、いわゆるマルチドメイン化を実現するために、当初はマスクラビングを複数回繰り返す手法が考えられたが、この方法を用いた場合、ラビング工程に起因する静電気発生、発塵等による歩留まり率の低下、プロセスの複雑化による生産性の低下等、多くの問題があった。
As a flat display, a liquid crystal display (LCD) has rapidly expanded from a personal computer (PC), a mobile phone, a video camera, etc. to a large-screen TV due to its thinness, light weight, and low power consumption.
In addition, in order to achieve high-quality image quality that does not depend on the viewing angle, there are an increasing number of cases where the multi-domain vertical alignment mode (MVA mode), which is one of the viewing angle improvement modes, is selected. ing. This MVA mode has advantages such as (1) wide viewing angle, (2) high contrast, and (3) high-speed response.
In order to realize the above-mentioned multiple alignment division (the alignment direction of liquid crystal molecules is a plurality of directions), so-called multi-domaining, a method of repeating mask rubbing a plurality of times at first was considered. There were many problems such as generation of static electricity due to the rubbing process, a decrease in yield due to dust generation, and a decrease in productivity due to complicated processes.
そこで、液晶パネル内に突起を設けることにより、ラビングの手法を用いずに液晶分子の傾斜方向を制御する手法が開発されている(特許文献1)。上記の液晶分子の配向を制御する突起は、例えば、屈曲部を有する45°のジグザグストライプ状とすることができ、一画素内における配向方向を4分割とし、かつ、その分割面積が等しくなるように設計されている。また、上記の突起は、カラーフィルタ側とTFT(Thin Film Transistor)基板側の双方に設けることができ、この場合、両基板を対向させてセル化したときに、双方の突起が交互に配列するように構成される。このような突起は、液晶分子にプレチルト角を付与し、かつ、電気力線を歪ませる役割をもち、この二つの効果により、電圧印加時に液晶分子が複数の異なった方向に配向することになる。さらに、最近では、TFT基板側に上記の突起を設ける代わりに、仮想的な配向制御用突起として、透明電極にスリットを設けた構造が開発されている(特許文献2)。 In view of this, a technique has been developed in which protrusions are provided in the liquid crystal panel to control the tilt direction of liquid crystal molecules without using a rubbing technique (Patent Document 1). The protrusions for controlling the alignment of the liquid crystal molecules can be formed in, for example, a 45 ° zigzag stripe shape having a bent portion so that the alignment direction in one pixel is divided into four and the divided areas are equal. Designed to. Further, the protrusions can be provided on both the color filter side and the TFT (Thin Film Transistor) substrate side. In this case, when the two substrates are made to face each other, both protrusions are alternately arranged. Configured as follows. Such protrusions have a role of imparting a pretilt angle to the liquid crystal molecules and distorting the lines of electric force. Due to these two effects, the liquid crystal molecules are aligned in a plurality of different directions when a voltage is applied. . Furthermore, recently, instead of providing the above-mentioned protrusion on the TFT substrate side, a structure in which a slit is provided in a transparent electrode has been developed as a virtual alignment control protrusion (Patent Document 2).
また、セルギャップを一定に維持するためのスペーサと、これよりも低い配向制御用突起を、フォトレジストに対して2回の露光を行うことにより同時に形成するMVAモードの液晶表示装置の製造方法が提案されている(特許文献3)。
しかしながら、従来のMVAモードの液晶表示装置では、液晶分子の傾斜方向を制御する突起が画素中に存在するため、画面の明度が低下するという問題があった。例えば、特許文献3に記載の製造方法では、カラーフィルタの着色層上に形成したコモン電極上に配向制御用の突起が設けられるので、この部位における光透過量が減少して、画面の明度低下が避けられないという問題があった。
また、特許文献3に記載の製造方法では、高さの異なるスペーサと配向制御用突起の両方を同時に形成するために、2回露光が必要であり、工程が煩雑であるという問題もあった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、複数配向分割型垂直配向モード用のカラーフィルタを簡便に製造するための方法と、表示品質に優れた複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置を提供することを目的とする。
However, the conventional MVA mode liquid crystal display device has a problem that the brightness of the screen is lowered because protrusions for controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules exist in the pixels. For example, in the manufacturing method described in Patent Document 3, since the alignment control protrusion is provided on the common electrode formed on the colored layer of the color filter, the light transmission amount at this portion is reduced and the brightness of the screen is reduced. There was a problem that was inevitable.
Further, the manufacturing method described in Patent Document 3 has a problem that the exposure is required twice in order to form both the spacers having different heights and the alignment control protrusions at the same time, and the process is complicated.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a method for easily manufacturing a color filter for a multi-orientation division type vertical alignment mode, and a multi-orientation division type vertical alignment excellent in display quality. An object is to provide a mode liquid crystal display device.
上記のような目的を達成するために、本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法において、透明基板の表面にブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、該ブラックマトリックスが存在しない領域に突起用非形成部位を有する着色層を所定の画素パターンで形成する操作を、複数色分繰り返す第1工程、あるいは、前記ブラックマトリックス上にスペーサ用非形成部位を有し、かつ、ブラックマトリックスの存在しない領域に突起用非形成部位を有する着色層を所定の画素パターンで形成する操作を、複数色分繰り返す第2工程のいずれかからなる着色層形成工程と、前記着色層を覆うように共通透明電極を形成する電極形成工程と、前記着色層形成工程が前記第1工程からなるときには、前記共通透明電極上に感光性樹脂組成物膜を形成し、スペーサ・突起形成用マスクを介して前記感光性樹脂組成物膜を露光し、現像して、前記ブラックマトリックス上の前記着色層および前記共通透明電極上にスペーサを形成するとともに、前記着色層の前記突起用非形成部位に液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起を形成し、また、前記着色層形成工程が前記第2工程からなるときには、前記共通透明電極上に感光性樹脂組成物膜を形成し、スペーサ・突起形成用マスクを介して前記感光性樹脂組成物膜を露光し、現像して、前記着色層の前記スペーサ用非形成部位にスペーサを形成するとともに、前記着色層の前記突起用非形成部位に液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起を形成するスペーサ・突起形成工程と、を有し、該スペーサ・突起形成工程では、粘度が3〜8mPa・sの範囲にある感光性樹脂組成物を用い、感光性樹脂組成物を塗布した後、45秒以内にプリベークを行って前記感光性樹脂組成物膜を形成し、光透過率が80〜100%の範囲内である前記突起を形成し、スペーサ頂部と突起頂部の高さの差の制御は、スペーサ頂部と突起頂部の高さの差を、前記ブラックマトリックスの厚みと前記着色層の厚みの和とみなし、前記着色層形成工程を前記第1工程からなるものとして、前記ブラックマトリックスの厚みと前記着色層の厚みの制御により行う方法、スペーサ頂部と突起頂部の高さの差を、前記ブラックマトリックスの厚みとみなし、前記着色層形成工程を前記第2工程からなるものとして、前記ブラックマトリックスの厚みの制御により行う方法、のいずれかの方法を用いるような構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a black matrix forming step of forming a black matrix on the surface of a transparent substrate in a method of manufacturing a color filter used in a liquid crystal display device of a multi-orientation division type vertical alignment mode. The first step of repeating the operation of forming a colored layer having a protrusion non-forming portion in a region having no black matrix with a predetermined pixel pattern for a plurality of colors , or forming a spacer non-forming portion on the black matrix A colored layer forming step consisting of any one of the second steps of repeating the operation of forming a colored layer having a non-projecting portion for formation in a predetermined pixel pattern in a region having no black matrix and having a predetermined pixel pattern ; an electrode forming step of forming a common transparent electrode to cover the colored layer, the colored layer forming step is the first When made of extent, it said on a common transparent electrode to form a photosensitive resin composition film, through the spacer protrusion forming mask exposing the photosensitive resin composition film, and developed on the black matrix A spacer is formed on the colored layer and the common transparent electrode, and a protrusion for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in a plurality of directions is formed on the protrusion non-forming portion of the colored layer, and the colored layer When the forming step includes the second step, a photosensitive resin composition film is formed on the common transparent electrode, and the photosensitive resin composition film is exposed and developed through a spacer / projection forming mask. , to form a spacer in the non-forming site spacer of the colored layer, to form a protrusion for controlling an alignment direction of liquid crystal molecules in the non-forming site for the projection of the colored layer in a plurality of directions Has a spacer protrusion forming step, a, the said spacer protrusion forming step, after the viscosity of a photosensitive resin composition in the range of 3 to 8 MPa · s, was coated with a photosensitive resin composition, 45 seconds Pre-baking to form the photosensitive resin composition film, forming the protrusions having a light transmittance in the range of 80 to 100%, and controlling the difference in height between the spacer top and the protrusion top, The difference in height between the top of the spacer and the top of the protrusion is regarded as the sum of the thickness of the black matrix and the thickness of the colored layer, and the colored layer forming step consists of the first step. The method of controlling the thickness of the colored layer, the difference in height between the top of the spacer and the top of the protrusion is regarded as the thickness of the black matrix, and the colored layer forming step consists of the second step. One of the methods performed by controlling the thickness of the rack matrix is used .
本発明の他の態様として、前記スペーサ・突起形成工程では、現像した後、加熱処理を施すような構成とした。 As another aspect of the present invention, in the spacer / projection forming step, a heat treatment is performed after development.
また、本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置において、所定の間隔のセルを形成するように対向したTFT基板とカラーフィルタと、前記セルに充填された液晶層とを備え、前記カラーフィルタは上述のいずれかのカラーフィルタの製造方法により製造されたものであり、前記TFT基板は各画素毎に透明画素電極を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記TFT基板の透明画素電極は、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記TFT基板は、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起を前記透明画素電極上に備えるような構成とした。
Further, the present invention provides a multi-orientation-divided vertical alignment mode liquid crystal display device including a TFT substrate and a color filter that are opposed to form cells at a predetermined interval, and a liquid crystal layer filled in the cells, The color filter is manufactured by any one of the color filter manufacturing methods described above, and the TFT substrate is configured to include a transparent pixel electrode for each pixel.
As another aspect of the present invention, the transparent pixel electrode of the TFT substrate is configured to include a slit for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in a plurality of directions.
As another aspect of the present invention, the TFT substrate is configured to have protrusions on the transparent pixel electrode for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in a plurality of directions.
本発明のカラーフィルタの製造方法では、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起を、着色層の突起用非形成部位に形成するので、頂部の高さに差を設けた(頂部の位置が異なる)スペーサと突起とを1回の露光により同時形成することができ、製造が簡便になるとともに、突起と着色層の重なりがないので、突起が形成された部位における光透過量の減少を抑制したカラーフィルタの製造が可能となる。
また、本発明の液晶表示装置は、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起が位置する部位には着色層が存在しないので、画面の明度が高く、視野角が広い表示画面が可能である。
In the method for producing a color filter of the present invention, the protrusions for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules in a plurality of directions are formed at the protrusion non-formation portions of the colored layer. Spacers and protrusions can be formed simultaneously by a single exposure, and manufacturing is simplified and there is no overlap between the protrusions and the colored layer. It is possible to manufacture a color filter that suppresses the decrease.
In addition, since the liquid crystal display device of the present invention does not have a colored layer at the position where the protrusions for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules in a plurality of directions are present, a display screen with a high screen brightness and a wide viewing angle can be obtained. Is possible.
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明のカラーフィルタ製造方法により製造されるカラーフィルタについて説明する。
図1は、本発明のカラーフィルタ製造方法により製造されるカラーフィルタの一例を示す平面図であり、図2は図1のI−I線における拡大縦断面図である。図1および図2において、カラーフィルタ11は、透明基板12と、この透明基板12上に形成された格子形状のブラックマトリックス13および着色層14を備えている。
着色層14は、ストライプ形状の赤色パターン14R、緑色パターン14Gおよび青色パターン14Bが配列されたものであり、1画素P(図1において太線で囲んだ部位)毎に、突起用非形成部位15を2個を備えている。また、ブラックマトリックス13は、着色層14の各着色パターン14R,14G,14B間に位置する(図1の矢印a方向に延設された)狭幅のブラックマトリックス13aと、これに直交するように配設された(図1の矢印b方向に延設された)広幅のブラックマトリックス13bからなる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
First, the color filter manufactured by the color filter manufacturing method of the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing an example of a color filter manufactured by the color filter manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view taken along the line II of FIG. 1 and 2, the
The
また、上記のブラックマトリックス13および着色層14を覆うように共通透明電極17が配設されている。さらに、突起用非形成部位15には、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起18が配設され、また、ブラックマトリックス13(13b)上に位置する着色層14と共通透明電極17上には、スペーサ19が配設されており、これらの突起18、スペーサ19を覆うように配向膜(図示せず)を有している。
突起18は、近傍の液晶分子にプレチルト角度を与える作用、および、電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすことにより、例えば、後述する液晶表示装置において、単独で、または、TFT基板の透明画素電極が有するスリットあるいは突起と協働して液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とするものである。
A common
The
このような突起18は、図示例では、スポット形状(截頭円錐形状、円柱形状)であり、光透過率は、70〜100%、好ましくは80〜100%の範囲内とする。突起18の光透過率が70%未満であると、突起18の存在が原因となる画面の明度低下を来たし、本発明において、突起用非形成部位15に突起18を配設することによる効果が奏されず好ましくない。尚、本発明において、光透過率とは、波長域380〜780nmの範囲の光の透過率であり、透過率の測定は、顕微分光光度計(光源:C光源、照明倍率:20倍、ピンホール径:50μm)を用いて行う。
また、スペーサ19は、カラーフィルタ11とTFT基板との間隙部分に形成される液晶層の厚みを所望の厚みに設定するものである。このスペーサ19は、スポット形状(截頭円錐形状、円柱形状)であり、光透過率が突起18と同様である。
In the illustrated example, such a
The
このようなカラーフィルタ11では、図2に示すように、突起18の高さとスペーサ19の高さが共にAであり、共通透明電極17の厚みが、後述するように、200〜5000Å程度で薄いため、着色層14からの突起18の突出量Bは、着色層14の厚みをCとしたときに、突起18の高さAと着色層14の厚みCの差(B=A−C)とみなせる。また、突起18の頂部とスペーサ19の頂部の高さの差Xは、ブラックマトリックス13の厚みをDとしたときに、ブラックマトリックス13の厚みDと着色層の厚みCの和(X=C+D)とみなせる。このような突出量Bは、例えば、0.5〜2.0μmの範囲、突起18の頂部とスペーサ19の頂部の高さの差Xは、例えば、2.0〜5.0μmの範囲で設定することができる。
In such a
図3は、本発明のカラーフィルタ製造方法により製造されるカラーフィルタの他の例を示す図2相当の断面図である。図3において、カラーフィルタ21は、スペーサ29を着色層24を介在させずにブラックマトリックス23上に備えている点で、上述のカラーフィルタ11と相違する。
すなわち、カラーフィルタ21は、透明基板22と、この透明基板22上に形成された格子形状のブラックマトリックス23および着色層24を備えている。
着色層24は、ストライプ形状の赤色パターン24R(図示せず)、緑色パターン24Gおよび青色パターン24B(図示せず)が配列されたものであり、1画素P毎に、突起用非形成部位25を2個を備えるとともに、ブラックマトリックス23上にスペーサ用非形成部位26を備えている。また、ブラックマトリックス23は、着色層24の各着色パターン24R,24G,24B間に位置する狭幅のブラックマトリックス(図示せず)と、これに直交するように配設された広幅のブラックマトリックス23bからなる。
FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 showing another example of the color filter manufactured by the color filter manufacturing method of the present invention. In FIG. 3, the
That is, the
The
また、上記のブラックマトリックス23および着色層24を覆うように共通透明電極27が配設されている。さらに、突起用非形成部位25には、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起28が配設され、また、ブラックマトリックス23(23b)上のスペーサ用非形成部位26には、スペーサ29が配設されている。そして、これらの突起28、スペーサ29を覆うように配向膜(図示せず)を有している。
突起28、スペーサ29の形状、光透過率は、上述の突起18、スペーサ19と同様とすることができる。そして、このようなカラーフィルタ21では、突起28の高さとスペーサ29の高さが共にAであり、共通透明電極27の厚みが、後述するように、200〜5000Å程度で薄いため、着色層24からの突起28の突出量Bは、着色層24の厚みをCとしたときに、突起28の高さAと着色層24の厚みCの差(B=A−C)とみなせる。また、突起28の頂部とスペーサ29の頂部の高さの差Xは、ブラックマトリックス23の厚みをDとしたときに、このブラックマトリックス23の厚みD(X=D)とみなせる。このような突出量Bは、例えば、0.5〜2.0μmの範囲、突起28の頂部とスペーサ29の頂部の高さの差Xは、例えば、2.0〜5.0μmの範囲で設定することができる。
A common
The shape and light transmittance of the
[カラーフィルタの製造方法]
上述のカラーフィルタ11を例として、本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明する。
図4は本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
本発明のカラーフィルタの製造方法では、透明基板12の表面12aに、所望の厚みDとなるようにブラックマトリックス13を形成する(図4(A))。次いで、各画素P毎に突起用非形成部位15を有する赤色パターン14R(図示せず)を所定の画素パターンで、ブラックマトリックス13bを乗り越えるように形成する。これと同様の操作を繰り返して、各画素毎に突起用非形成部位15を有する緑色パターン14G、青色パターン14B(図示せず)を所定の画素パターンで形成して、所望の厚みCを有する着色層14を形成する(図4(B))。
[Color filter manufacturing method]
An embodiment of the method for producing a color filter of the present invention will be described using the above-described
FIG. 4 is a process diagram for explaining an embodiment of a method for producing a color filter of the present invention.
In the method for producing a color filter of the present invention, the
透明基板12としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製1737ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。
As the
ブラックマトリックス13の形成は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚みDが1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより行なうことができる。また、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして、厚みDが0.5〜2.0μm程度のブラックマトリックス13を形成してもよい。さらに、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして、厚みDが0.5〜2.0μm程度のブラックマトリックス13を形成することもできる。
The
各画素毎に突起用非形成部位15を有する赤色パターン14R、緑色パターン14Gおよび青色パターン14Bは、例えば、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。このような赤色パターン14R、緑色パターン14Gおよび青色パターン14Bからなる着色層14の厚みCは、例えば、1.0〜4.0μmの範囲で設定することができる。また、突起用非形成部位15の開口面積は、例えば、20〜700μm2程度とすることができ、図示例では、各画素Pに2個の突起用非形成部位15を形成するが、1個、または3個以上であってもよい。
尚、着色パターン14R,14G,14Bの形成順序は上述の例に限定されるものではない。
The
The order of forming the
本発明では、上述のブラックマトリックス13の厚みDと、着色層14の厚みCを制御することにより、後工程で形成される突起18の頂部とスペーサ19の頂部の高さの差Xを制御することができる。また、着色層14の厚みCと、後述するネガ型感光性樹脂組成物膜20の厚み(現像後の突起18、スペーサ19の高さA)を制御することにより、着色層14からの突起18の突出量Bを制御することができる。
次に、ブラックマトリックス13と、複数色の着色パターン14R,14G,14Bからなる着色層14を覆うように共通透明電極17を形成する(図4(C))。共通透明電極17の形成は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法により行なうことができる。このような共通透明電極17の厚みは、例えば、200〜5000Å程度とすることができ、着色層14からの突起18の突出量B、突起18の頂部とスペーサ19の頂部の高さの差Xの設定においては、共通透明電極17の厚みを無視することができる。
In the present invention, by controlling the thickness D of the
Next, the common
次に、共通透明電極17上にネガ型感光性樹脂組成物を塗布し、プリベークしてネガ型感光性樹脂組成物膜20を形成し、スペーサ・突起形成用マスクM1を介してネガ型感光性樹脂組成物膜20をプロキシミティー露光する(図4(D))。
使用するネガ型感光性樹脂組成物としては、公知のネガ型感光性樹脂組成物を使用することができる。例えば、アクリル系ネガ型感光性樹脂組成物として、少なくとも紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にC=Cなるアクリル基を有し上記の発生したラジカルにより開裂重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基(例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分)、とから構成されるものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、テトラメチルペンタトリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にスペーサを介してアクリル基を導入したポリマー等が挙げられる。尚、必要に応じてカーボンブラック、銅−鉄−マンガン複合酸化物、酸化インジウムスズ(ITO)、アルミニウム、銀、酸化鉄等の導電性粉体等の添加物をネガ型感光性樹脂組成物に含有させてもよい。
Next, a negative photosensitive resin composition is applied onto the common
As a negative photosensitive resin composition to be used, a publicly known negative photosensitive resin composition can be used. For example, as an acrylic negative photosensitive resin composition, at least a photopolymerization initiator that generates a radical component when irradiated with ultraviolet rays, and a cleavage polymerization reaction by the generated radical having an acrylic group of C═C in the molecule. A component composed of a component that wakes up and hardens, and a functional group (for example, a component having an acidic group in the case of development with an alkaline solution) that can dissolve the unexposed portion by subsequent development can be used. Among the above-mentioned components having an acrylic group, examples of relatively low molecular weight polyfunctional acrylic molecules include dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), and tetramethylpentatriacrylate (TMPTA). Can be mentioned. Moreover, as a high molecular weight polyfunctional acrylic molecule, the polymer etc. which introduce | transduced the acrylic group through the spacer to the one part carboxylic acid group part of the styrene-acrylic acid-benzyl methacrylate copolymer are mentioned. If necessary, additives such as carbon black, copper-iron-manganese composite oxide, indium tin oxide (ITO), aluminum, silver, iron oxide and other conductive powders can be added to the negative photosensitive resin composition. You may make it contain.
ネガ型感光性樹脂組成物の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、スリット&スピンコート法、スリットダイコート法等を使用することができる。本発明では、上記のネガ型感光性樹脂組成物として、粘度が2〜10mPa・s好ましくは3〜8mPa・sの範囲にあるものを使用することが好ましい。また、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布した後、プリベークを行うまでの時間は、60秒以内、好ましくは45秒以内とする。これにより、塗布されたネガ型感光性樹脂組成物の表面形状が、突起用非形成部位15を有しブラックマトリックス13bを被覆する着色層14の表面形状を反映したものとなり、かつ、この凹凸形状を維持した状態で、ネガ型感光性樹脂組成物膜20を形成することができる。尚、粘度の測定は、A&D社製 振動式粘度計CJV−5000(温度:25℃)を用いて行う。
As a method for applying the negative photosensitive resin composition, for example, a spin coating method, a slit & spin coating method, a slit die coating method, or the like can be used. In the present invention, it is preferable to use a negative photosensitive resin composition having a viscosity in the range of 2 to 10 mPa · s, preferably 3 to 8 mPa · s. In addition, the time from the application of the negative photosensitive resin composition to the pre-baking is within 60 seconds, preferably within 45 seconds. As a result, the surface shape of the applied negative photosensitive resin composition reflects the surface shape of the
また、本発明では、ネガ型感光性樹脂組成物膜20の形成を、ネガ型感光性樹脂組成物からなるフィルムを共通透明電極17上に転写することにより形成してもよい。
上記のスペーサ・突起形成用マスクM1は、着色パターン14R,14G,14Bに形成された複数の突起用非形成部位15と、ブラックマトリックス13(13b)のスペーサ形成部位とが露光可能な透過孔を備えたマスクである。
次に、ネガ型感光性樹脂組成物膜20を現像することにより、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起18が、複数色の着色パターン14R,14G,14Bの各突起用非形成部位15に形成され、ブラックマトリックス13(13b)上には、着色層14(着色パターン14R,14G,14B)と共通透明電極17を介してスペーサ19が形成される(図4(E))。
In the present invention, the negative photosensitive
The spacer / projection formation mask M1 has transmission holes through which the plurality of
Next, by developing the negative photosensitive
尚、突起18、スペーサ19を形成するための露光、現像が終了した後、突起18、スペーサ19に対して加熱処理を施してもよい。この加熱処理は、例えば、温度180〜250℃、処理時間10〜90分程度で適宜設定することができる。
また、共通透明電極17、突起18、スペーサ19を覆うように配向膜を形成する場合、例えば、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物を、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布し、その後、加熱することにより行なうことができる。配向膜の厚みは500〜1000Å程度とすることができる。尚、この配向膜には配向処理(ラビング)は不要である。
上述のような本発明のカラーフィルタの製造方法では、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起18を、着色層14の突起用非形成部位15に形成するので、頂部の高さに差Xを設けた(頂部の位置が異なる)スペーサ19と突起18とを1回の露光により同時形成することができる。
In addition, after the exposure and development for forming the
Further, when forming an alignment film so as to cover the common
In the method for manufacturing a color filter of the present invention as described above, the
次に、上述のカラーフィルタ21を例として、本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施形態を説明する。
図5は本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。まず、本発明のカラーフィルタの製造方法では、透明基板22の表面22aに、所望の厚みDとなるようにブラックマトリックス23を形成する(図5(A))。次いで、各画素P毎に突起用非形成部位25とスペーサ用非形成部位26を有する赤色パターン24R(図示せず)を所定の画素パターンで、ブラックマトリックス23bを乗り越えるように形成する。これと同様の操作を繰り返して、各画素毎に突起用非形成部位25とスペーサ用非形成部位26を有する緑色パターン24G、青色パターン24B(図示せず)を所定の画素パターンで形成して、所望の厚みCを有する着色層24を形成する(図5(B))。
Next, another embodiment of the method for producing a color filter of the present invention will be described using the above-described
FIG. 5 is a process diagram for explaining another embodiment of the method for producing a color filter of the present invention. First, in the color filter manufacturing method of the present invention, the
透明基板22は、上述の透明基板12と同様のものを使用することができる。また、ブラックマトリックス23の形成は、上述のブラックマトリックス13と同様に行うことができ、ブラックマトリックス23の厚みDを0.5〜2.0μm程度で任意に設定することができる。
各画素毎に突起用非形成部位25とスペーサ用非形成部位26とを有する赤色パターン24R、緑色パターン24Gおよび青色パターン24Bは、例えば、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。このような着色層24の厚みCは、例えば、1.0〜4.0μmの範囲で設定することができる。尚、着色パターン24R,24G,24Bの形成順序は上述の例に限定されるものではない。
The
The red pattern 24R, the
上記の突起用非形成部位25の開口面積は、例えば、20〜700μm2程度とすることができ、図示例では、各画素Pに2個の突起用非形成部位25を形成するが、1個、または3個以上であってもよい。
本発明では、上述のブラックマトリックス23の厚みDを制御することにより、後工程で形成される突起28の頂部とスペーサ29の頂部の高さの差Xを制御することができる。また、着色層24の厚みCと、後述するネガ型感光性樹脂組成物膜30の厚み(現像後の突起28、スペーサ29の高さA)を制御することにより、着色層24からの突起28の突出量Bを制御することができる。
The opening area of the protrusion
In the present invention, by controlling the thickness D of the
次に、ブラックマトリックス23と着色層24を覆うように共通透明電極27を形成する(図5(C))。共通透明電極27の形成は、上述の共通透明電極17の形成と同様に行うことができる。この共通透明電極27の厚みは、例えば、200〜5000Å程度とすることができ、着色層24からの突起28の突出量B、突起28の頂部とスペーサ29の頂部の高さの差Xの設定においては、共通透明電極27の厚みを無視することができる。
次に、共通透明電極27上にネガ型感光性樹脂組成物を塗布し、プリベークしてネガ型感光性樹脂組成物膜30を形成し、スペーサ・突起形成用マスクM2を介してネガ型感光性樹脂組成物膜30をプロキシミティー露光する(図5(D))。
使用するネガ型感光性樹脂組成物としては、上述のネガ型感光性樹脂組成物を挙げることができる。また、ネガ型感光性樹脂組成物の塗布方法は、上述の製造方法で挙げた方法を使用することができる。
Next, a common
Next, a negative photosensitive resin composition is applied on the common
Examples of the negative photosensitive resin composition to be used include the above-described negative photosensitive resin compositions. Moreover, the method quoted by the above-mentioned manufacturing method can be used for the coating method of a negative photosensitive resin composition.
本実施形態でも、ネガ型感光性樹脂組成物として、粘度が2〜10mPa・s、好ましくは3〜8mPa・sの範囲にあるものを使用することが好ましい。また、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布した後、プリベークを行うまでの時間は、60秒以内、好ましくは45秒以内とする。
上記のスペーサ・突起形成用マスクM2は、各着色パターン24R,24G,24Bに形成された複数の突起用非形成部位25とスペーサ用非形成部位26に対応した部位が露光可能な透過孔を備えたマスクである。
次に、ネガ型感光性樹脂組成物膜30を現像することにより、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起28が、着色層の各突起用非形成部位25に形成され、ブラックマトリックス23(23b)上のスペーサ非形成部位26にはスペーサ29が形成される(図5(E))。
Also in this embodiment, it is preferable to use a negative photosensitive resin composition having a viscosity of 2 to 10 mPa · s, preferably 3 to 8 mPa · s. In addition, the time from the application of the negative photosensitive resin composition to the pre-baking is within 60 seconds, preferably within 45 seconds.
The spacer / projection formation mask M2 includes a plurality of
Next, by developing the negative photosensitive
尚、突起28、スペーサ29を形成するための露光、現像が終了した後、突起28、スペーサ29に対して加熱処理を施してもよい。この加熱処理は、例えば、温度180〜250℃、処理時間10〜90分程度で適宜設定することができる。
また、共通透明電極27、突起28、スペーサ29を覆うように配向膜を形成する場合、上述の実施形態と同様に行うことができる。
上述にような本発明のカラーフィルタの製造方法では、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起28を、着色層24の突起用非形成部位25に形成するので、頂部の高さに差Xを設けた(頂部の位置が異なる)スペーサ29と突起28とを1回の露光により同時に形成することができる。
Note that after the exposure and development for forming the
Further, when the alignment film is formed so as to cover the common
In the manufacturing method of the color filter of the present invention as described above, the
上述の製造方法の例では、ネガ型感光性樹脂組成物を用いているが、本発明では、ポジ型感光性樹脂組成物を用いても、1回の露光により、突起18,28とスペーサ19,29を同時に形成することができる。ポジ型感光性樹脂組成物としては、例えば、アルカリ可溶性ノボラック型樹脂に、キノンジアジド基含有化合物からなる感光成分を組み合わせた組成物等を使用することができる。ポジ型感光性樹脂組成物を使用する場合も、粘度が2〜10mPa・s、好ましくは3〜8mPa・sの範囲にあるものを使用することが好ましい。また、ポジ型感光性樹脂組成物を塗布した後、プリベークを行うまでの時間は、60秒以内、好ましくは45秒以内とする。また、ポジ型感光性樹脂組成物を使用する場合、スペーサ・突起形成用マスクM1として、着色パターン14R,14G,14Bに形成された複数の突起用非形成部位15と、ブラックマトリックス13(13b)のスペーサ形成部位とを遮光可能なマスクを使用する。また、スペーサ・突起形成用マスクM2として、着色層24に形成された複数の突起用非形成部位25とスペーサ用非形成部位26とを遮光可能なマスクを使用する。
In the example of the manufacturing method described above, the negative photosensitive resin composition is used. However, in the present invention, even if the positive photosensitive resin composition is used, the
尚、上述の製造方法は本発明の一例であり、これに限定されるものではない。例えば、上述の例では、突起18,28の断面形状が円形のスポット状(円柱形状や截頭円錐形状)であるが、断面形状が多角形のスポット状(角柱形状、截頭角錐形状)であってもよい。また、突起18,28を、図6に示すように、複数のストライプ形状として、1画素P内における配向方向を複数に分割できるようにしてもよい。尚、このストライプ形状の突起18,28の本数は、1本でも、3本以上であってもよく、さらに、ストライプ形状の突起18,28が屈曲部を有するものであってもよい。
また、本発明の製造方法では、着色層14,24の各着色パターンはストライプ状に限定されるものではない。
また、本発明の製造方法では、スペーサを各画素毎に形成せずに、複数画素毎に1個のスペーサを形成するようにしてもよい。
The above manufacturing method is an example of the present invention, and the present invention is not limited to this. For example, in the above-described example, the cross-sectional shape of the
Moreover, in the manufacturing method of this invention, each coloring pattern of the
In the manufacturing method of the present invention, one spacer may be formed for each of a plurality of pixels without forming the spacer for each pixel.
[液晶表示装置]
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
図7は、本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す概略部分断面図である。
図7において、液晶表示装置1は、カラーフィルタ11とTFT基板41とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材(図示せず)により封止し、間隙部分に液晶層2を備えた複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置である。尚、カラーフィルタ11とTFT基板41の外側には、それぞれ偏光板(図示せず)が配設されている。
[Liquid Crystal Display]
Next, the liquid crystal display device of the present invention will be described.
FIG. 7 is a schematic partial sectional view showing an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
In FIG. 7, the liquid
本発明の液晶表示装置1を構成するカラーフィルタ11は上述のような本発明のカラーフィルタ製造方法により作製されたものであり、図1および図2に示したものと同様であり、個々の部材についての説明は省略する。
本発明の液晶表示装置1を構成するTFT基板41は、各画素に対応するように透明基板42上に液晶駆動用の薄膜トランジスタ(TFT)43、透明画素電極44、および液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起45を備え、透明画素電極44と突起45を覆うように配設された配向膜(図示せず)を備えている。
The
The
TFT基板41には、薄膜トランジスタ(TFT)43を開閉するゲート線群(図示せず)、映像信号を供給する信号線群(図示せず)、および、カラーフィルタ11の共通透明電極17への電圧供給線(図示せず)が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ(TFT)43の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。
上記のTFT基板41を構成する透明基板42としては、上述のカラーフィルタ11の透明基板12と同じものを使用することができる。
また、透明画素電極44は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、電極形成用のマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法により形成することができる。もしくは、公知のフォトリソグラフィーの手法とエッチングの手法を組み合わせることにより形成することができる。
On the
As the
In addition, the
また、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起45は、1画素Pの中で、カラーフィルタ11の突起18の配列ピッチに対して半ピッチずれたピッチで透明画素電極44上に設けられている。この突起45は、突起18と同様に、樹脂材料により形成することができる。
上述のような本発明の液晶表示装置1では、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起18が位置する部位には着色層14が存在しないので、画面の明度低下を極力抑えることができ、視野角が広く、明度が高い表示画面が可能である。
Further, the
In the liquid
上述の液晶表示装置は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カラーフィルタ11の代わりに、本発明のカラーフィルタ製造方法により作製されたカラーフィルタ21を使用することもできる。また、突起18の形状を、図8に示すように、複数のストライプ形状とし、これに対応して、TFT基板41の透明画素電極44にスリット46を形成してもよい。この場合、スリット46は、カラーフィルタ11の突起18の配列ピッチに対して半ピッチずれたピッチで形成する。尚、ストライプ形状の突起18の本数は、1本でも、3本以上であってもよく、これに対応して、スリット46を形成することができる。また、ストライプ形状の突起18が屈曲部を有するものであってもよく、これに対応して、スリット46を形成することができる。さらに、突起18、スリット46の形状は、屈曲部を有する不連続ストライプ形状であってもよい。
The liquid crystal display device described above is an example, and the present invention is not limited to this. For example, instead of the
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
カラーフィルタ用の透明基板として、100mm×100mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に感光性樹脂組成物(東京応化工業(株)製 CFRR DN−83)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像して、ブラックマトリックス(厚みD=1.5μm)を形成した。このブラックマトリックスは、狭幅(20μm)の平行ストライプ(ストライプピッチ130μm)と、広幅(40μm)の平行ストライプ(ストライプピッチ370μm)が交差した格子形状であった。
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[Example 1]
As a transparent substrate for a color filter, a glass substrate (1737 glass manufactured by Corning) having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After washing this substrate in accordance with a regular method, a photosensitive resin composition (CFRR DN-83 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the entire surface of one side of the substrate, exposed and developed through a predetermined mask, and black. A matrix (thickness D = 1.5 μm) was formed. This black matrix had a lattice shape in which narrow (20 μm) parallel stripes (stripe pitch 130 μm) and wide (40 μm) parallel stripes (stripe pitch 370 μm) intersected.
次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
(赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物)
・赤顔料 … 4.8重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
・黄顔料 … 1.2重量部
(BASF社製 パリオトールイエローD1819)
・分散剤(アビシア社製ソルパース24000 … 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) … 4.0重量部
・ポリマーI … 5.0重量部
・開始剤 … 1.4重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビスイミダゾール)
・界面活性剤 … 1.0重量部
(日本油脂(株)製 ノニオンHS−210)
・溶剤 … 79.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
Next, a negative photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern having the following compositions were prepared.
(Negative photosensitive resin composition for red pattern)
・ Red pigment: 4.8 parts by weight (Chromophthalic Red A2B, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
・ Yellow pigment: 1.2 parts by weight (PASFOL Yellow D1819, manufactured by BASF)
-Dispersant (Arubia Corp. Solpers 24000-3.0 parts by weight-Monomer (Sartomer SR399)-4.0 parts by weight-Polymer I-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Ciba Specialty Chemicals Irgacure 907)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-
Tetraphenyl-1,2'-bisimidazole)
-Surfactant: 1.0 part by weight (Nonion HS-210, manufactured by NOF Corporation)
・ Solvent: 79.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
(緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物)
・緑顔料 … 4.2重量部
(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C)
・黄顔料 … 1.8重量部
(BASF社製 パリオトールイエローD1819)
・分散剤(アビシア社製ソルパース24000 … 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) … 4.0重量部
・ポリマーI … 5.0重量部
・開始剤 … 1.4重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビスイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Negative photosensitive resin composition for green pattern)
Green pigment: 4.2 parts by weight (Avisia Monastral Green 9Y-C)
・ Yellow pigment: 1.8 parts by weight (manufactured by BASF Paliotor Yellow D1819)
-Dispersant (Arubia Corp. Solpers 24000-3.0 parts by weight-Monomer (Sartomer SR399)-4.0 parts by weight-Polymer I-5.0 parts by weight-Initiator-1.4 parts by weight (Ciba Specialty Chemicals Irgacure 907)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-
Tetraphenyl-1,2'-bisimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
(青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物)
・青顔料 … 6.0重量部
(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F)
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース12000)… 0.6重量部
・分散剤(アビシア社製ソルパース24000 … 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) … 4.0重量部
・ポリマーI … 5.0重量部
・開始剤 … 1.4重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビスイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Negative photosensitive resin composition for blue pattern)
・ Blue pigment: 6.0 parts by weight (Heliogen Blue L6700F manufactured by BASF)
Pigment derivative (Solsperse 12000 manufactured by Avicia) ... 0.6 parts by weight Dispersant (Solpers 24000 manufactured by Abyssia) 2.4 parts by weight Monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight Polymer I 5 0.0 parts by weight ・ Initiator: 1.4 parts by weight (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-
Tetraphenyl-1,2'-bisimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
尚、上記のポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、図1に示されるように、隣り合う狭幅のブラックマトリックス間に位置するストライプ形状(幅140μm)であり、直径15μmの円形の突起用非形成部位を、1画素内で長手方向に60μmピッチで2個備えるものであった。これにより、130μm×185μmの大きさの画素が設定され、各画素に2個の突起用非形成部位が存在するものとなった。
The polymer I is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.
Next, a negative photosensitive resin composition for red pattern is applied by spin coating so as to cover the black matrix on the glass substrate, exposed and developed through a photomask for red pattern, and the red pattern is formed. Formed. As shown in FIG. 1, this red pattern has a stripe shape (width 140 μm) located between adjacent narrow black matrices, and a circular non-projection portion having a diameter of 15 μm is elongated within one pixel. Two were provided at a pitch of 60 μm in the direction. As a result, a pixel having a size of 130 μm × 185 μm was set, and two non-projection portions for protrusions existed in each pixel.
その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが図1および図2に示されるような画素パターンで配列された着色層(厚みC=2.5μm)を形成した。
次に、ブラックマトリックスと着色層を覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる共通透明電極(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。
Then, the green pattern and the blue pattern were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green pattern and the negative photosensitive resin composition for the blue pattern. Thus, a colored layer (thickness C = 2.5 μm) in which the red pattern, the green pattern, and the blue pattern are arranged in a pixel pattern as shown in FIGS. 1 and 2 was formed.
Next, a common transparent electrode (thickness 1500 mm) made of indium tin oxide (ITO) was formed by sputtering so as to cover the black matrix and the colored layer.
次に、下記組成のネガ型感光性樹脂組成物Aを共通透明電極上にスピンコート法により塗布し、30秒後にプリベーク(90℃、3分間)を行った。次いで、スペーサ・突起形成用のマスクを介して露光(露光量:100mJ/cm2、露光ギャップ:100μm)し、現像した。
(ネガ型感光性樹脂組成物A)
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 … 32重量部
・エピコート180S70 … 18重量部
(ジャパンエポキシレジン(株)製)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート … 42重量部
・開始剤 … 8重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・溶剤 … 300重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
Next, the negative photosensitive resin composition A having the following composition was applied onto the common transparent electrode by a spin coating method, and pre-baked (90 ° C., 3 minutes) after 30 seconds. Next, the film was exposed through a mask for forming spacers / projections (exposure amount: 100 mJ / cm 2 , exposure gap: 100 μm) and developed.
(Negative photosensitive resin composition A)
・ Methyl methacrylate-styrene-acrylic acid copolymer: 32 parts by weight ・ Epicoat 180S70: 18 parts by weight (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Dipentaerythritol pentaacrylate: 42 parts by weight Initiator: 8 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
・ Solvent: 300 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
尚、下記の測定条件で測定したネガ型感光性樹脂組成物Aの粘度は4.5mPa・sであった。
(粘度の測定条件)
A&D社製 振動式粘度計CJV−5000にて25℃で測定し、測定開始から
60秒後の値を粘度とする。
In addition, the viscosity of the negative photosensitive resin composition A measured on the following measurement conditions was 4.5 mPa * s.
(Viscosity measurement conditions)
It measures at 25 degreeC with the vibration type viscosity meter CJV-5000 by A & D company, and makes the value 60 second after a measurement start into a viscosity.
その後、230℃、30分間の加熱処理を施して、スペーサと配向制御用の突起を形成した。スペーサは、広幅のブラックマトリックス上に着色層と共通透明電極を介して形成され、スペーサの高さAは3.5μm、太さ約20μmであった。また、突起は、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンの各着色パターンの突起用非形成部位に形成され、突起の高さAは3.5μm、太さ約15μmであった。これにより、着色層からの突起の突出量B(B=A−C)は1μmであり、突起の頂部とスペーサの頂部の高さの差X(X=C+D)は4μmであった。 Thereafter, heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to form spacers and alignment control protrusions. The spacer was formed on a wide black matrix through a colored layer and a common transparent electrode, and the height A of the spacer was 3.5 μm and the thickness was about 20 μm. Further, the protrusions were formed in the protrusion non-forming portions of the colored patterns of the red pattern, the green pattern, and the blue pattern, and the height A of the protrusion was 3.5 μm and the thickness was about 15 μm. Thereby, the protrusion amount B (B = A−C) of the protrusion from the colored layer was 1 μm, and the height difference X (X = C + D) between the top of the protrusion and the top of the spacer was 4 μm.
尚、下記の測定条件で測定した上記の突起とスペーサの光透過率は90%であった。
(光透過率の測定条件)
顕微分光光度計(オリンパス(株)製 OSP−SP200)を使用して、可視
光(380〜780nm)の範囲で、照明倍率:20倍、ピンホール径:50μ
m、基準ガラス:コーニング社製1737ガラスを用いて測定する。
The light transmittance of the protrusions and spacers measured under the following measurement conditions was 90%.
(Measurement conditions of light transmittance)
Using a microspectrophotometer (OSP-SP200 manufactured by Olympus Corporation), in the range of visible light (380 to 780 nm), illumination magnification: 20 times, pinhole diameter: 50 μm
m, reference glass: Measured using Corning 1737 glass.
次に、共通透明電極と突起、スペーサを覆うように、配向膜用塗料(日産化学(株)製 SE−5300)をスピンコート法で塗布し、220℃、60分間の加熱処理を施して、厚み(共通透明電極上の厚み)200Åの配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。
一方、TFT基板用の透明基板として、100mm×100mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により酸化インジウムスズ(ITO)を1500Åの厚さに成膜して透明電極とした。
Next, a coating for alignment film (SE-5300 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied by a spin coat method so as to cover the common transparent electrode, the protrusion, and the spacer, and subjected to a heat treatment at 220 ° C. for 60 minutes. An alignment film having a thickness (thickness on the common transparent electrode) of 200 mm was formed to obtain a color filter.
On the other hand, a glass substrate (1737 glass manufactured by Corning) having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared as a transparent substrate for the TFT substrate. After this substrate was washed according to a conventional method, indium tin oxide (ITO) was formed to a thickness of 1500 mm by sputtering on the entire surface of one side of the substrate to form a transparent electrode.
次に、この透明電極上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像して、130μm×185μmの大きさの画素毎に直径15μmのレジストパターンを形成した。
その後、上記のカラーフィルタ作製の場合と同様にして、透明画素電極に厚み200Åの配向膜を形成し、TFT基板を得た。
Next, a positive photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied onto the transparent electrode, exposed and developed through a predetermined mask, and each pixel having a size of 130 μm × 185 μm is obtained. A resist pattern with a diameter of 15 μm was formed.
Thereafter, an alignment film having a thickness of 200 mm was formed on the transparent pixel electrode in the same manner as in the production of the color filter, thereby obtaining a TFT substrate.
尚、実際のTFT基板は、液晶駆動用の薄膜トランジスタ(TFT)を備えた基板上に、画素形状にパターニングされた透明電極、反射用電極を備えるが、本実施例では、簡略化のためTFTを省略してTFT基板とした。
次に、カラーフィルタとTFT基板を配向膜形成面側を対向させ、次いで、真空注入法を用いて液晶(MERCK(株)製 MLC−6608)をセル内に注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止し、105℃にて1時間アニーリング処理を行い、流動配向効果をキャンセルした。これにより、評価用の液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の液晶層の厚みは、ブラックマトリックスが存在しない部位で5μmであった。
The actual TFT substrate is provided with a transparent electrode and a reflective electrode patterned in a pixel shape on a substrate provided with a thin film transistor (TFT) for driving liquid crystal. The TFT substrate was omitted.
Next, the color filter and the TFT substrate are made to face each other on the alignment film forming surface side, and then a liquid crystal (MLC-6608 manufactured by MERCK Co., Ltd.) is injected into the cell using a vacuum injection method, and the injection port is made of an ultraviolet curable resin Was used, and an annealing treatment was performed at 105 ° C. for 1 hour to cancel the flow orientation effect. Thereby, a liquid crystal display device for evaluation was produced. The thickness of the liquid crystal layer of this liquid crystal display device was 5 μm at a portion where no black matrix was present.
[実施例2]
実施例1と同様にして、カラーフィルタ用の透明基板(コーニング社製1737ガラス)の一方の面にブラックマトリックスを形成した。このブラックマトリックスは、狭幅(20μm)の平行ストライプ(ストライプピッチ130μm)と、広幅(210μm)の平行ストライプ(ストライプピッチ370μm)が交差した格子形状であり、厚みDは1.5μmであった。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, a black matrix was formed on one surface of a transparent substrate for color filter (Corning 1737 glass). This black matrix had a lattice shape in which narrow (20 μm) parallel stripes (stripe pitch 130 μm) and wide (210 μm) parallel stripes (stripe pitch 370 μm) intersected, and the thickness D was 1.5 μm.
次に、実施例1と同様の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を使用して、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンからなる着色層(厚みC=2.5μm)を形成した。但し、各着色パターンは、図3に示されるように、各画素毎に、直径15μmの円形の突起用非形成部位を、長手方向に60μmピッチで2個備え、また、広幅のブラックマトリックス上には、直径20μmの円形のスペーサ用非形成部位を1個備えるものであった。
次に、実施例1と同様にして、ブラックマトリックスと着色層を覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる共通透明電極を形成した。
Next, a red photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern, which are the same as those in Example 1, are used. A colored layer (thickness C = 2.5 μm) composed of a pattern, a green pattern, and a blue pattern was formed. However, as shown in FIG. 3, each coloring pattern is provided with two circular non-projection portions having a diameter of 15 μm for each pixel at a pitch of 60 μm in the longitudinal direction, and on a wide black matrix. Had one circular spacer non-formation part with a diameter of 20 μm.
Next, in the same manner as in Example 1, a common transparent electrode made of indium tin oxide (ITO) was formed so as to cover the black matrix and the colored layer.
次に、下記組成のネガ型感光性樹脂組成物Bを共通透明電極上にスピンコート法により塗布し、30秒後にプリベーク(90℃、3分間)を行った。次いで、スペーサ・突起形成用のマスクを介して露光(露光量:100mJ/cm2、露光ギャップ:100μm)し、現像した。尚、実施例1と同様の条件で測定したネガ型感光性樹脂組成物Bの粘度は5mPa・sであった。
(ネガ型感光性樹脂組成物B)
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 … 42重量部
・エピコート180S70 … 18重量部
(ジャパンエポキシレジン(株)製)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート … 32重量部
・開始剤 … 8重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・溶剤 … 300重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
Next, a negative photosensitive resin composition B having the following composition was applied onto the common transparent electrode by a spin coating method, and pre-baked (90 ° C., 3 minutes) after 30 seconds. Next, the film was exposed through a mask for forming spacers / projections (exposure amount: 100 mJ / cm 2 , exposure gap: 100 μm) and developed. The viscosity of the negative photosensitive resin composition B measured under the same conditions as in Example 1 was 5 mPa · s.
(Negative photosensitive resin composition B)
・ Methyl methacrylate-styrene-acrylic acid copolymer: 42 parts by weight ・ Epicoat 180S70: 18 parts by weight (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Dipentaerythritol pentaacrylate: 32 parts by weight Initiator: 8 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
・ Solvent: 300 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
その後、230℃、30分間の加熱処理を施して、スペーサと配向制御用の突起を形成した。スペーサは、広幅のブラックマトリックス上のスペーサ用非形成部位に形成され、スペーサの高さAが4μm、太さ約20μmであった。また、突起は、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンの各着色パターンの突起用非形成部位に形成され、突起の高さAが4μm、太さ約15μmであった。これにより、着色層からの突起の突出量B(B=A−C)は1.5μmであり、突起の頂部とスペーサの頂部の高さの差X(X=D)は1.5μmであった。
尚、実施例1と同様の測定条件で測定した上記の突起とスペーサの光透過率は90%であった。
Thereafter, heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to form spacers and alignment control protrusions. The spacer was formed in a spacer non-formation site on a wide black matrix, and the spacer height A was 4 μm and the thickness was about 20 μm. The protrusions were formed in the protrusion non-forming portions of the colored patterns of the red pattern, the green pattern, and the blue pattern, and the height A of the protrusion was 4 μm and the thickness was about 15 μm. Thereby, the protrusion amount B (B = A−C) of the protrusion from the colored layer is 1.5 μm, and the height difference X (X = D) between the top of the protrusion and the top of the spacer is 1.5 μm. It was.
The light transmittance of the protrusion and spacer measured under the same measurement conditions as in Example 1 was 90%.
次に、共通透明電極と突起、スペーサを覆うように、配向膜用塗料(日産化学(株)製 SE−5300)をスピンコート法で塗布し、220℃、60分間の加熱処理を施して、厚み(共通透明電極上の厚み)200Åの配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。
一方、実施例1と同様に、TFT基板を作製し、上記のカラーフィルタとTFT基板を配向膜形成面側を対向させ、次いで、真空注入法を用いて液晶(MERCK(株)製 MLC−6608)をセル内に注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止し、105℃にて1時間アニーリング処理を行い、流動配向効果をキャンセルした。これにより、評価用の液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の液晶層の厚みは、ブラックマトリックスが存在しない部位で1.5μmであった。
Next, a coating for alignment film (SE-5300 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied by a spin coat method so as to cover the common transparent electrode, the protrusion, and the spacer, and subjected to a heat treatment at 220 ° C. for 60 minutes. An alignment film having a thickness (thickness on the common transparent electrode) of 200 mm was formed to obtain a color filter.
On the other hand, a TFT substrate was prepared in the same manner as in Example 1, the color filter and the TFT substrate were opposed to the alignment film forming surface side, and then liquid crystal (MLC-6608 manufactured by MERCK Corporation) was used by vacuum injection. ) Was injected into the cell, the inlet was sealed with an ultraviolet curable resin, and an annealing treatment was performed at 105 ° C. for 1 hour to cancel the flow alignment effect. Thereby, a liquid crystal display device for evaluation was produced. The thickness of the liquid crystal layer of this liquid crystal display device was 1.5 μm at a portion where no black matrix was present.
[実施例3]
実施例1と同様にして、共通透明電極の形成までを行った。
次に、下記組成のポジ型感光性樹脂組成物Cを共通透明電極上にスピンコート法により塗布し、30秒後にプリベーク(90℃、3分間)を行った。次いで、スペーサ・突起形成用のマスクを介して露光(露光量:80mJ/cm2、露光ギャップ:150μm)し、現像した。尚、実施例1と同様の条件で測定したポジ型感光性樹脂組成物Cの粘度は3.5mPa・sであった。
(ポジ型感光性樹脂組成物C)
・アルカリ可溶性ノボラック型樹脂 … 90重量部
(ジャパンエポキシレジン(株)製 MP402FPY)
・キノンジアジド基含有ベンゾフェノン化合物 … 9重量部
(東洋合成工業(株)製 NTester)
・添加剤(信越化学工業(株)製 KBM−403) … 1重量部
・溶剤 … 250重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・溶剤(シクロヘキサノン) … 50重量部
[Example 3]
In the same manner as in Example 1, the common transparent electrode was formed.
Next, a positive photosensitive resin composition C having the following composition was applied onto the common transparent electrode by a spin coating method, and pre-baked (90 ° C., 3 minutes) after 30 seconds. Next, exposure (exposure amount: 80 mJ / cm 2 , exposure gap: 150 μm) was performed through a mask for spacer / projection formation, and development was performed. The viscosity of the positive photosensitive resin composition C measured under the same conditions as in Example 1 was 3.5 mPa · s.
(Positive photosensitive resin composition C)
・ Alkali-soluble novolac resin: 90 parts by weight (MP402FPY manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
・ Quinonediazide group-containing benzophenone compound: 9 parts by weight (NTester manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.)
Additive (KBM-403, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ... 1 part by weight Solvent ... 250 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
・ Solvent (cyclohexanone): 50 parts by weight
その後、230℃、30分間の加熱処理を施して、スペーサと配向制御用の突起を形成した。スペーサは、広幅のブラックマトリックス上に着色層と共通透明電極を介して形成され、スペーサの高さAは3.5μm、太さ約20μmであった。また、突起は、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンの各着色パターンの突起用非形成部位に形成され、突起の高さAは3.5μm、太さ約15μmであった。これにより、着色層からの突起の突出量B(B=A−C)は1μmであり、突起の頂部とスペーサの頂部の高さの差X(X=C+D)は4μmであった。
尚、実施例1と同様の測定条件で測定した上記の突起とスペーサの光透過率は80%であった。
Thereafter, heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to form spacers and alignment control protrusions. The spacer was formed on a wide black matrix through a colored layer and a common transparent electrode, and the height A of the spacer was 3.5 μm and the thickness was about 20 μm. Further, the protrusions were formed in the protrusion non-forming portions of the colored patterns of the red pattern, the green pattern, and the blue pattern, and the height A of the protrusion was 3.5 μm and the thickness was about 15 μm. Thereby, the protrusion amount B (B = A−C) of the protrusion from the colored layer was 1 μm, and the height difference X (X = C + D) between the top of the protrusion and the top of the spacer was 4 μm.
The light transmittance of the protrusion and the spacer measured under the same measurement conditions as in Example 1 was 80%.
次に、共通透明電極と突起、スペーサを覆うように、配向膜用塗料(日産化学(株)製 SE−5300)をスピンコート法で塗布し、220℃、60分間の加熱処理を施して、厚み(共通透明電極上の厚み)200Åの配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。
一方、実施例1と同様に、TFT基板を作製し、上記のカラーフィルタとTFT基板を配向膜形成面側を対向させ、次いで、真空注入法を用いて液晶(MERCK(株)製 MLC−6608)をセル内に注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止し、105℃にて1時間アニーリング処理を行い、流動配向効果をキャンセルした。これにより、評価用の液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の液晶層の厚みは、ブラックマトリックスが存在しない部位で5μmであった。
Next, a coating for alignment film (SE-5300 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied by a spin coat method so as to cover the common transparent electrode, the protrusion, and the spacer, and subjected to a heat treatment at 220 ° C. for 60 minutes. An alignment film having a thickness (thickness on the common transparent electrode) of 200 mm was formed to obtain a color filter.
On the other hand, a TFT substrate was prepared in the same manner as in Example 1, the color filter and the TFT substrate were opposed to the alignment film forming surface side, and then liquid crystal (MLC-6608 manufactured by MERCK Corporation) was used by vacuum injection. ) Was injected into the cell, the inlet was sealed with an ultraviolet curable resin, and an annealing treatment was performed at 105 ° C. for 1 hour to cancel the flow alignment effect. Thereby, a liquid crystal display device for evaluation was produced. The thickness of the liquid crystal layer of this liquid crystal display device was 5 μm at a portion where no black matrix was present.
[実施例4]
実施例2と同様にして、共通透明電極の形成までを行った。
次に、上記組成のポジ型感光性樹脂組成物Cを共通透明電極上にスピンコート法により塗布し、30秒後にプリベーク(90℃、3分間)を行った。次いで、スペーサ・突起形成用のマスクを介して露光(露光量:80mJ/cm2、露光ギャップ:150μm)し、現像した。
[Example 4]
In the same manner as in Example 2, the processes up to the formation of the common transparent electrode were performed.
Next, the positive photosensitive resin composition C having the above composition was applied onto the common transparent electrode by a spin coating method, and pre-baked (90 ° C., 3 minutes) after 30 seconds. Next, exposure (exposure amount: 80 mJ / cm 2 , exposure gap: 150 μm) was performed through a mask for spacer / projection formation, and development was performed.
その後、230℃、30分間の加熱処理を施して、スペーサと配向制御用の突起を形成した。スペーサは、広幅のブラックマトリックス上のスペーサ用非形成部位に形成され、スペーサの高さAは4μm、太さ約20μmであった。また、突起は、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンの各着色パターンの突起用非形成部位に形成され、突起の高さAは4μm、太さ約15μmであった。これにより、着色層からの突起の突出量B(B=A−C)は1.5μmであり、突起の頂部とスペーサの頂部の高さの差X(X=D)は1.5μmであった。
尚、実施例1と同様の測定条件で測定した上記の突起とスペーサの光透過率は80%であった。
Thereafter, heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to form spacers and alignment control protrusions. The spacer was formed in a non-spacer-forming region on the wide black matrix, and the spacer height A was 4 μm and the thickness was about 20 μm. Further, the protrusions were formed in the protrusion non-forming portions of the colored patterns of the red pattern, the green pattern, and the blue pattern, and the height A of the protrusion was 4 μm and the thickness was about 15 μm. Thereby, the protrusion amount B (B = A−C) of the protrusion from the colored layer is 1.5 μm, and the height difference X (X = D) between the top of the protrusion and the top of the spacer is 1.5 μm. It was.
The light transmittance of the protrusion and the spacer measured under the same measurement conditions as in Example 1 was 80%.
次に、共通透明電極と突起、スペーサを覆うように、配向膜用塗料(日産化学(株)製 SE−5300)をスピンコート法で塗布し、220℃、60分間の加熱処理を施して、厚み(共通透明電極上の厚み)200Åの配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。
一方、実施例1と同様に、TFT基板を作製し、上記のカラーフィルタとTFT基板を配向膜形成面側を対向させ、次いで、真空注入法を用いて液晶(MERCK(株)製 MLC−6608)をセル内に注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止し、105℃にて1時間アニーリング処理を行い、流動配向効果をキャンセルした。これにより、評価用の液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の液晶層の厚みは、ブラックマトリックスが存在しない部位で1.5μmであった。
Next, a coating for alignment film (SE-5300 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied by a spin coat method so as to cover the common transparent electrode, the protrusion, and the spacer, and subjected to a heat treatment at 220 ° C. for 60 minutes. An alignment film having a thickness (thickness on the common transparent electrode) of 200 mm was formed to obtain a color filter.
On the other hand, a TFT substrate was prepared in the same manner as in Example 1, the color filter and the TFT substrate were opposed to the alignment film forming surface side, and then liquid crystal (MLC-6608 manufactured by MERCK Corporation) was used by vacuum injection. ) Was injected into the cell, the inlet was sealed with an ultraviolet curable resin, and an annealing treatment was performed at 105 ° C. for 1 hour to cancel the flow alignment effect. Thereby, a liquid crystal display device for evaluation was produced. The thickness of the liquid crystal layer of this liquid crystal display device was 1.5 μm at a portion where no black matrix was present.
[比較例]
実施例1と同じ透明基板を準備し、この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み2000Å)を形成した。次に、このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液を用いてクロム薄膜をエッチングしてブラックマトリックスを形成した。このブラックマトリックスは、狭幅(20μm)の平行ストライプ(ストライプピッチ130μm)と、広幅(40μm)の平行ストライプ(ストライプピッチ370μm)が交差した格子形状であり、厚みは2000Åであった。
[Comparative example]
The same transparent substrate as in Example 1 was prepared, and this substrate was washed according to a conventional method. Then, a chromium thin film (thickness 2000 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by sputtering. Next, a positive photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the chromium thin film, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the chromium thin film was etched using an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid to form a black matrix. This black matrix had a lattice shape in which narrow (20 μm) parallel stripes (stripe pitch 130 μm) and wide (40 μm) parallel stripes (stripe pitch 370 μm) intersected, and the thickness was 2000 mm.
次に、このブラックマトリックス上に、突起用非形成部位を形成しない他は実施例1と同様にして着色層を形成し、さらに、共通透明電極を形成した。
次に、突起形成用のポジ型感光性樹脂組成物(ローム&ハース(株)製 LC−100VL)を共通透明電極上にスピンコート法により塗布し、スペーサ・突起形成用のマスクを介して露光(露光量:80mJ/cm2、露光ギャップ:150μm)し、更に、スペーサ形成用のマスクを介して露光(露光量:80mJ/cm2、露光ギャップ:150μm)し、現像した。
Next, a colored layer was formed on the black matrix in the same manner as in Example 1 except that no non-projection portion was formed, and a common transparent electrode was formed.
Next, a positive photosensitive resin composition for protrusion formation (LC-100VL manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd.) is applied on the common transparent electrode by a spin coat method, and exposed through a spacer / protrusion formation mask. (Exposure amount: 80 mJ / cm 2 , exposure gap: 150 μm), and further, exposure through a mask for forming a spacer (exposure amount: 80 mJ / cm 2 , exposure gap: 150 μm) was developed.
その後、230℃、30分間の加熱処理を施して、配向制御用の突起とスペーサを形成した。着色層上に形成した突起は、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンの各着色パターンの各画素毎に2個存在し、高さ1μm、太さ約15μmであった。また、スペーサは、広幅のブラックマトリックス上に着色層と共通透明電極を介して形成され、高さは5μm、太さ約20μmであった。
次に、実施例1と同様に配向膜を形成し、カラーフィルタを得た。
次いで、実施例1と同様にTFT基板を作製し、評価用の液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の液晶層の厚みは、ブラックマトリックスが存在しない部位で5μmであった。
Thereafter, a heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to form alignment control protrusions and spacers. Two protrusions formed on the colored layer were present for each pixel of each of the red, green, and blue colored patterns, and had a height of 1 μm and a thickness of about 15 μm. The spacer was formed on a wide black matrix through a colored layer and a common transparent electrode, and had a height of 5 μm and a thickness of about 20 μm.
Next, an alignment film was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a color filter.
Next, a TFT substrate was produced in the same manner as in Example 1, and a liquid crystal display device for evaluation was produced. The thickness of the liquid crystal layer of this liquid crystal display device was 5 μm at a portion where no black matrix was present.
[評 価]
上述のように作製した液晶表示装置をバックライト上に載置して電圧を印加した際の白表示時の輝度Y値を測定したところ、実施例1〜4の液晶表示装置における輝度Y値は、比較例の液晶表示装置の輝度Y値よりも5〜15%高いことが確認された。
[Evaluation]
When the luminance Y value at the time of white display when the liquid crystal display device manufactured as described above was placed on the backlight and a voltage was applied was measured, the luminance Y value in the liquid crystal display devices of Examples 1 to 4 was It was confirmed that the luminance Y value of the liquid crystal display device of the comparative example was 5 to 15% higher.
複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置等に利用することができる。 It can be used for a liquid crystal display device of a multi-alignment division type vertical alignment mode.
1…液晶表示装置
11,21…カラーフィルタ
12,22…透明基板
13,23…ブラックマトリックス
14,24…着色層
14R,14G,14B,24G…着色パターン
15,25…突起用非形成部位
26…スペーサ用非形成部位
17,27…共通透明電極
18,28…突起
19,29…スペーサ
20,30…感光性樹脂組成物膜
41…TFT基板
42…透明基板
43…TFT
44…透明画素電極
45…突起
46…スリット
DESCRIPTION OF
44 ...
Claims (5)
透明基板の表面にブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成工程と、
該ブラックマトリックスが存在しない領域に突起用非形成部位を有する着色層を所定の画素パターンで形成する操作を、複数色分繰り返す第1工程、あるいは、前記ブラックマトリックス上にスペーサ用非形成部位を有し、かつ、ブラックマトリックスの存在しない領域に突起用非形成部位を有する着色層を所定の画素パターンで形成する操作を、複数色分繰り返す第2工程のいずれかからなる着色層形成工程と、
前記着色層を覆うように共通透明電極を形成する電極形成工程と、
前記着色層形成工程が前記第1工程からなるときには、前記共通透明電極上に感光性樹脂組成物膜を形成し、スペーサ・突起形成用マスクを介して前記感光性樹脂組成物膜を露光し、現像して、前記ブラックマトリックス上の前記着色層および前記共通透明電極上にスペーサを形成するとともに、前記着色層の前記突起用非形成部位に液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起を形成し、また、前記着色層形成工程が前記第2工程からなるときには、前記共通透明電極上に感光性樹脂組成物膜を形成し、スペーサ・突起形成用マスクを介して前記感光性樹脂組成物膜を露光し、現像して、前記着色層の前記スペーサ用非形成部位にスペーサを形成するとともに、前記着色層の前記突起用非形成部位に液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起を形成するスペーサ・突起形成工程と、を有し、
該スペーサ・突起形成工程では、粘度が3〜8mPa・sの範囲にある感光性樹脂組成物を用い、感光性樹脂組成物を塗布した後、45秒以内にプリベークを行って前記感光性樹脂組成物膜を形成し、光透過率が80〜100%の範囲内である前記突起を形成し、
スペーサ頂部と突起頂部の高さの差の制御は、スペーサ頂部と突起頂部の高さの差を、前記ブラックマトリックスの厚みと前記着色層の厚みの和とみなし、前記着色層形成工程を前記第1工程からなるものとして、前記ブラックマトリックスの厚みと前記着色層の厚みの制御により行う方法、スペーサ頂部と突起頂部の高さの差を、前記ブラックマトリックスの厚みとみなし、前記着色層形成工程を前記第2工程からなるものとして、前記ブラックマトリックスの厚みの制御により行う方法、のいずれかの方法を用いることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 In the manufacturing method of the color filter used for the liquid crystal display device of the multiple alignment division type vertical alignment mode,
A black matrix forming step of forming a black matrix on the surface of the transparent substrate;
The first step of repeating the process of forming a colored layer having a non-projection part for forming a predetermined pixel pattern in a region where the black matrix does not exist for a plurality of colors , or having a non-spacer part on the black matrix. In addition, a colored layer forming step consisting of any one of the second steps in which an operation for forming a colored layer having a non-projecting portion for formation in a predetermined pixel pattern in a region where no black matrix is present is repeated for a plurality of colors ,
An electrode forming step of forming a common transparent electrode so as to cover the colored layer;
When the colored layer forming step comprises the first step , a photosensitive resin composition film is formed on the common transparent electrode, and the photosensitive resin composition film is exposed through a spacer / projection forming mask, Development is performed to form spacers on the colored layer and the common transparent electrode on the black matrix, and to control the alignment direction of the liquid crystal molecules in a plurality of directions at the non-projection forming portion of the colored layer And when the colored layer forming step comprises the second step, a photosensitive resin composition film is formed on the common transparent electrode, and the photosensitive resin composition is formed via a spacer / projection forming mask. The object film is exposed and developed to form a spacer in the non-spacer-forming portion of the colored layer, and a plurality of orientation directions of liquid crystal molecules in the non-projecting portion of the colored layer Has a spacer protrusion forming step of forming a projection for controlling a,
In the spacer / projection forming step, a photosensitive resin composition having a viscosity in the range of 3 to 8 mPa · s is used, and after the photosensitive resin composition is applied, pre-baking is performed within 45 seconds to form the photosensitive resin composition. Forming a film, forming the protrusions having a light transmittance in the range of 80 to 100%,
The difference in height between the top of the spacer and the top of the protrusion is controlled by regarding the difference in height between the top of the spacer and the top of the protrusion as the sum of the thickness of the black matrix and the thickness of the colored layer. As one-step process, the method of controlling the thickness of the black matrix and the thickness of the colored layer, the difference in height between the spacer top and the projection top is regarded as the thickness of the black matrix, and the colored layer forming step A method for producing a color filter comprising using the second step as a method for controlling the thickness of the black matrix .
所定の間隔のセルを形成するように対向したTFT基板とカラーフィルタと、前記セルに充填された液晶層とを備え、前記カラーフィルタは請求項1または請求項2に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたものであり、前記TFT基板は各画素毎に透明画素電極を備えることを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device of the multi-alignment division type vertical alignment mode,
3. The method for producing a color filter according to claim 1, further comprising: a TFT substrate and a color filter that are opposed to each other so as to form cells at a predetermined interval; and a liquid crystal layer filled in the cell. A liquid crystal display device, wherein the TFT substrate is provided with a transparent pixel electrode for each pixel.
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