JP5104201B2 - Color filter and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に適するカラーフィルタ等に関するものである。   The present invention relates to a color filter suitable for a liquid crystal display device.

屋外での視認性を実現するために、半透過型液晶表示装置が用いられている。半透過型液晶表示装置は、1画素中に、透過領域と反射領域を有するものである(例えば、特許文献1参照)。   In order to realize outdoor visibility, a transflective liquid crystal display device is used. The transflective liquid crystal display device has a transmissive region and a reflective region in one pixel (see, for example, Patent Document 1).

図3を用いて、半透過型液晶表示装置の従来例を説明する。図3は、従来の半透過型の液晶表示装置100の断面の、電子回路やTFT等の素子を省略した模式図である。液晶表示装置100は、主にカラーフィルタ101と、液晶セル108、基板113とバックライトユニット115が順に設けられて形成されている。   A conventional example of a transflective liquid crystal display device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view of a cross section of a conventional transflective liquid crystal display device 100 in which elements such as electronic circuits and TFTs are omitted. The liquid crystal display device 100 is mainly formed by sequentially providing a color filter 101, a liquid crystal cell 108, a substrate 113, and a backlight unit 115.

カラーフィルタ101は、透明な基板102に、断面台形状のマルチギャップ層103と、その上にコーティングされ、画素に対応してパターニングされた着色層107が設けられている。更にその上には、透明電極106を設けている。着色層107と別の色の着色層107の間には、ブラックマトリクス105を設け、コントラストを向上させている。透明な基板113には、透明電極109が画素に対応して設けられ、透明電極109の一部分には反射電極111が設けられている。透明電極106と透明電極109および反射電極111の間に電圧を印加することで、液晶セル108に電圧を印加し、液晶分子117の配向を制御する。また、基板113の背面には、バックライトユニット115が設けられている。バックライトユニット115と基板113の間には偏光板114が設けられ、基板102には、偏光板112が設けられている。   The color filter 101 is provided with a multi-gap layer 103 having a trapezoidal cross section on a transparent substrate 102 and a colored layer 107 coated thereon and patterned corresponding to the pixels. Further thereon, a transparent electrode 106 is provided. A black matrix 105 is provided between the colored layer 107 and the colored layer 107 of another color to improve the contrast. A transparent electrode 109 is provided on the transparent substrate 113 corresponding to the pixel, and a reflective electrode 111 is provided on a part of the transparent electrode 109. By applying a voltage between the transparent electrode 106, the transparent electrode 109, and the reflective electrode 111, a voltage is applied to the liquid crystal cell 108, and the orientation of the liquid crystal molecules 117 is controlled. A backlight unit 115 is provided on the back surface of the substrate 113. A polarizing plate 114 is provided between the backlight unit 115 and the substrate 113, and a polarizing plate 112 is provided on the substrate 102.

液晶表示装置100は、反射電極111を有する反射領域と、反射電極111を有しない透過領域からなる。透過領域では、バックライトユニット115から発生した光は、偏光板114、基板113、透明電極109、液晶セル108、透明電極106、着色層107、基板102、偏光板112を通り、液晶表示装置100の外部に到達する。また、反射領域では、液晶表示装置100の外部から入射した光が、偏光板112、基板102、マルチギャップ層103、着色層107、透明電極106、液晶セル108を通過し、反射電極111で反射し、再び、液晶セル108、透明電極106、着色層107、マルチギャップ層103、基板102、偏光板112を通り、液晶表示装置100の外部に到達する。   The liquid crystal display device 100 includes a reflective region having the reflective electrode 111 and a transmissive region having no reflective electrode 111. In the transmissive region, light generated from the backlight unit 115 passes through the polarizing plate 114, the substrate 113, the transparent electrode 109, the liquid crystal cell 108, the transparent electrode 106, the colored layer 107, the substrate 102, and the polarizing plate 112, and the liquid crystal display device 100. To reach outside. In the reflective region, light incident from the outside of the liquid crystal display device 100 passes through the polarizing plate 112, the substrate 102, the multigap layer 103, the colored layer 107, the transparent electrode 106, and the liquid crystal cell 108 and is reflected by the reflective electrode 111. Then, the light passes through the liquid crystal cell 108, the transparent electrode 106, the colored layer 107, the multi-gap layer 103, the substrate 102, and the polarizing plate 112 and reaches the outside of the liquid crystal display device 100.

このように、1画素中に反射領域と透過領域を設けることで、明るい屋外では反射領域による表示を、屋内では透過領域による表示を観察することができ、半透過型液晶表示装置は、屋外でも屋内でも使用することができる。   In this way, by providing the reflective region and the transmissive region in one pixel, it is possible to observe the display by the reflective region in bright outdoors and the display by the transmissive region indoors, and the transflective liquid crystal display device can be used outdoors. Can be used indoors.

反射領域においては、光は、着色層107と液晶セル108を2回通過する。そのため、反射領域に相当する部分の着色層107と液晶セル108の厚みを、透過領域におけるそれらより薄くすることで、反射領域における色再現範囲を透過型と同等にしている。特に、液晶セルは、透過領域の半分の厚さである(例えば、非特許文献1参照)。   In the reflection region, light passes through the colored layer 107 and the liquid crystal cell 108 twice. Therefore, the color reproduction range in the reflection region is made equal to that of the transmission type by making the thickness of the colored layer 107 and the liquid crystal cell 108 corresponding to the reflection region thinner than those in the transmission region. In particular, the liquid crystal cell is half the thickness of the transmission region (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開2004−102243号公報JP 2004-102243 A 藤森孝一、外2名、「高透過アドバンストTFT−LCD技術」、シャープ技報、シャープ株式会社、2003年4月、通巻第85号、p.34―37Koichi Fujimori, 2 others, “High Transmission Advanced TFT-LCD Technology”, Sharp Technical Journal, Sharp Corporation, April 2003, Volume 85, p.34-37

しかしながら、図3に示す液晶表示装置100においては、液晶セル108内の液晶分子117の配向は、着色層107および透明電極106の形状に大きく影響を受ける。図4は、カラーフィルタ101と液晶分視117を示す図である。図4に示すように、着色層107および透明電極106のテーパーにより、液晶分子117の配向は乱される。そのため、カラーフィルタ101の透過領域と反射領域の間には、透過と反射いずれの表示にも寄与しない、無効領域が存在する。無効領域においては、液晶分子117の配向が乱されているため、光漏れを生じ、液晶表示装置100のコントラストが低下してしまう。   However, in the liquid crystal display device 100 shown in FIG. 3, the orientation of the liquid crystal molecules 117 in the liquid crystal cell 108 is greatly influenced by the shapes of the colored layer 107 and the transparent electrode 106. FIG. 4 is a diagram showing the color filter 101 and the liquid crystal segmentation 117. As shown in FIG. 4, the alignment of the liquid crystal molecules 117 is disturbed by the taper of the colored layer 107 and the transparent electrode 106. Therefore, there is an invalid area between the transmissive area and the reflective area of the color filter 101 that does not contribute to either transmissive or reflective display. In the invalid region, the alignment of the liquid crystal molecules 117 is disturbed, so that light leaks and the contrast of the liquid crystal display device 100 decreases.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは光漏れのない高コントラストな液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a color filter that realizes a high-contrast liquid crystal display device free from light leakage.

前述した目的を達成するために、第1の発明は光透過性の基板と、前記基板上に形成された、断面が逆台形状であるマルチギャップ層と、前記基板上および前記マルチギャップ層上に形成された、着色層と、前記着色層に沿うように形成され、前記マルチギャップ層の付近では、開口部が下向きの略コの字形状の断面形状を有する保護層と、を有することを特徴とするカラーフィルタである。
In order to achieve the above-described object, a first invention provides a light-transmitting substrate, a multi-gap layer having an inverted trapezoidal cross section formed on the substrate, the substrate, and the multi-gap layer. A colored layer formed along the colored layer, and a protective layer having a substantially U-shaped cross-section with an opening facing downward in the vicinity of the multi-gap layer. This is a characteristic color filter.

また、第2の発明は、光透過性の基板上に、断面が逆台形状のマルチギャップ層を形成する工程(a)と、前記基板上および前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程(b)と、前記着色層に沿うように保護層を形成する工程(c)と、を備え、前記マルチギャップ層の付近では、前記保護層の断面が、開口部が下向きの略コの字形状の断面形状を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。また、前記工程(a)で、現像過多または露光過多にすることが好ましい。 The second invention is a step (a) of forming a multi-gap layer having an inverted trapezoidal cross section on a light-transmitting substrate, and a step of forming a colored layer on the substrate and the multi-gap layer. (B) and a step (c) of forming a protective layer along the colored layer , and in the vicinity of the multi-gap layer, the cross-section of the protective layer has a substantially U-shape with the opening facing downward. A color filter manufacturing method having a cross-sectional shape . Further, in the step (a), it is preferable to overdevelop or overexpose.

本発明により、光漏れのない、高コントラストな液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供可能である。   According to the present invention, it is possible to provide a color filter that realizes a high-contrast liquid crystal display device free from light leakage.

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1の実施形態に係るカラーフィルタ1について説明する。
図1は、カラーフィルタ1と液晶分子5を示す図である。基板9の上にマルチギャップ層3が形成され、その上に着色層7が形成されている。
The color filter 1 according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a color filter 1 and liquid crystal molecules 5. The multi-gap layer 3 is formed on the substrate 9, and the colored layer 7 is formed thereon.

着色層7は、透過領域と、透過領域より膜厚の薄い反射領域を有している。透過領域においては、光は着色層7を1回のみ通過するが、反射領域においては、光は着色層7を2回通過する。このとき、反射領域と透過領域において、表示される色が変わらないように、反射領域の着色層7の膜厚を薄くし、色の濃さを薄くしている。   The colored layer 7 has a transmissive region and a reflective region having a thickness smaller than that of the transmissive region. In the transmissive region, light passes through the colored layer 7 only once, but in the reflective region, light passes through the colored layer 7 twice. At this time, the thickness of the colored layer 7 in the reflection region is reduced and the color density is reduced so that the displayed color does not change in the reflection region and the transmission region.

基板9は、一般にカラーフィルタに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなど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、光学用樹脂フィルムなど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。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。中でも、無アルカリガラスは、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特性に優れている。   As the substrate 9, a substrate generally used for a color filter can be used. For example, inflexible transparent rigid materials such as borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, alkali-free glass, quartz glass, synthetic quartz glass, soda lime glass, white sapphire, transparent resin film, optical resin film, etc. A transparent flexible material having the following flexibility can be used. As the flexible material, acrylic such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether ether ketone, Examples include fluororesin, polyether nitrile, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, thermoplastic polyimide, and the like. However, those made of general plastics can also be used. Among these, alkali-free glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, and is excellent in dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment.

着色層7は、カラーフィルタに用いられる着色層であり、顔料を含んだ感光性樹脂である。感光性樹脂としては、ポジ型およびネガ型のいずれも用いることができる。ポジ型レジスト材料としては特に限定されるものではなく、例えばノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型レジスト等が挙げられる。また、ネガ型レジスト材料としては特に限定されるものではなく、例えば架橋型樹脂をベースとした化学増幅型レジストやアクリル系樹脂をベースとした光硬化型レジスト、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型レジスト、アクリル系共重合樹脂、多官能アクリレートモノマー及び光重合開始剤を含有する紫外線硬化型レジスト等が挙げられる。本実施の形態においては、ネガ型感光性樹脂を用いた場合を説明する。   The colored layer 7 is a colored layer used for a color filter, and is a photosensitive resin containing a pigment. As the photosensitive resin, either a positive type or a negative type can be used. The positive resist material is not particularly limited, and examples thereof include a chemically amplified resist using a novolac resin as a base resin. The negative resist material is not particularly limited. For example, a chemically amplified resist based on a crosslinkable resin or a photocurable resist based on an acrylic resin, specifically polyvinylphenol, a crosslinker. And a chemically amplified resist containing an acid generator, an acrylic copolymer resin, a polyfunctional acrylate monomer, and an ultraviolet curable resist containing a photopolymerization initiator. In the present embodiment, a case where a negative photosensitive resin is used will be described.

マルチギャップ層3は、感光性樹脂よりなり、着色層7を構成する感光性樹脂と同様のものが使われる。マルチギャップ層3により、透過領域と反射領域の、液晶セルを通過する光の経路を等しくし、位相差値を一定にすることができる。   The multi-gap layer 3 is made of a photosensitive resin, and the same photosensitive resin as that constituting the colored layer 7 is used. The multi-gap layer 3 makes it possible to equalize the path of light passing through the liquid crystal cell in the transmissive region and the reflective region, and to make the phase difference value constant.

マルチギャップ層3の断面は、基板9と接する下辺の長さより、基板9と接しない上辺の長さが長い、逆台形状または逆テーパー状になっている。そのため、マルチギャップ層3の上に形成する着色層7は、断面長方形状を得ることができる。   The cross section of the multi-gap layer 3 has an inverted trapezoidal shape or an inverted tapered shape in which the length of the upper side not in contact with the substrate 9 is longer than the length of the lower side in contact with the substrate 9. Therefore, the colored layer 7 formed on the multi-gap layer 3 can have a rectangular cross section.

第1の実施の形態に係るカラーフィルタ1の製造方法を説明する。図2は、カラーフィルタ1の製造工程を示す図である。   A method for manufacturing the color filter 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the color filter 1.

まず、図2(a)に示すように、基板9の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層19を形成する。感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等を挙げられる。   First, as shown in FIG. 2A, a photosensitive resin is applied on the substrate 9 to form a transparent resin layer 19. Examples of the method for applying the photosensitive resin include spin coating, casting, dipping, bar coating, blade coating, roll coating, gravure coating, flexographic printing, spray coating, and die coating. .

次に、図2(a)に示すように、透明部13と遮光部15を有するマスク11を用いて露光する。透明部13は、光17を通し、遮光部15は光17を通さない。   Next, as shown in FIG. 2A, exposure is performed using a mask 11 having a transparent portion 13 and a light shielding portion 15. The transparent portion 13 transmits light 17 and the light shielding portion 15 does not transmit light 17.

マスク11は、透明な基板の上に遮光膜を有する。前記基板上に何の膜も有さない箇所が透明部13に、前記基板上に前記遮光膜を有する箇所が遮光部15となる。   The mask 11 has a light shielding film on a transparent substrate. A portion having no film on the substrate becomes the transparent portion 13, and a portion having the light shielding film on the substrate becomes the light shielding portion 15.

前記基板に用いられる透明基板は、基板9に用いられる基板を用いることができる。中でも、合成石英ガラスが通常用いられる。   As the transparent substrate used for the substrate, a substrate used for the substrate 9 can be used. Among them, synthetic quartz glass is usually used.

前記遮光膜は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が0.1%以下であることが好ましい。このような遮光膜としては、一般にフォトマスクに用いられる遮光膜を用いることができ、例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの膜が挙げられる。中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系膜が好適に用いられる。このようなクロム系膜は、最も使用実績があり、コスト、品質の点で好ましいからである。このクロム系膜は、単層であってもよく、2層以上が積層されたものであってもよい。   The light-shielding film does not substantially transmit exposure light, and preferably has an average transmittance of 0.1% or less at the exposure wavelength. As such a light shielding film, a light shielding film generally used for a photomask can be used. For example, chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, silicon oxide, silicon oxynitride And the like. Of these, chromium-based films such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride are preferably used. This is because such a chromium-based film has the most use record and is preferable in terms of cost and quality. This chromium-based film may be a single layer or may be a laminate of two or more layers.

前記遮光膜の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には50nm〜150nm程度とすることができる。   The film thickness of the light shielding film is not particularly limited, and for example, in the case of a chromium film, it can be about 50 nm to 150 nm.

前記遮光膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD)が用いられる。   As a method for forming the light shielding film, for example, a physical vapor deposition method (PVD) such as a sputtering method, an ion plating method, or a vacuum vapor deposition method is used.

次に、図2(b)に示すように、透明樹脂層19に、ネガ型感光性樹脂を用いることで、透明樹脂層19の、透明部13に対応する部分のみ樹脂の硬化が進むが、遮光部15に対応する部分では、樹脂の硬化が進まないため、現像の際に、透明部13に対応する部分にマルチギャップ層3が形成され、遮光部15に対応する部分には何も形成されない。   Next, as shown in FIG. 2 (b), by using a negative photosensitive resin for the transparent resin layer 19, curing of the resin proceeds only in a portion corresponding to the transparent portion 13 of the transparent resin layer 19, Since the resin does not cure in the portion corresponding to the light shielding portion 15, the multi-gap layer 3 is formed in the portion corresponding to the transparent portion 13 during the development, and nothing is formed in the portion corresponding to the light shielding portion 15. Not.

第1の実施の形態に係るマルチギャップ層3は、図4に示す従来例のマルチギャップ層103とは異なり、断面が逆台形状を取っている。マルチギャップ層3は、マルチギャップ層103を形成する条件よりも、プリベーク温度を低くし、露光量を多くし、露光ギャップを短くし、現像時間を長くすることにより形成される。また、感光性樹脂の露光感度を上げてもよい。各条件の変更を必ずしもすべてを行う必要はなく、必要により変更すればよい。   Unlike the conventional multi-gap layer 103 shown in FIG. 4, the multi-gap layer 3 according to the first embodiment has an inverted trapezoidal cross section. The multi-gap layer 3 is formed by lowering the prebake temperature, increasing the exposure amount, shortening the exposure gap, and lengthening the development time than the conditions for forming the multi-gap layer 103. Moreover, you may raise the exposure sensitivity of photosensitive resin. It is not always necessary to change all the conditions, but they may be changed as necessary.

次に、図2(c)に示すように、基板9の上に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、着色層7を形成し、カラーフィルタ1を作製する。着色層7の形成は、透明樹脂層19の塗布と同様の方法で行うことができる。   Next, as shown in FIG. 2C, a photosensitive resin containing a pigment is applied on the substrate 9 to form a colored layer 7, and the color filter 1 is manufactured. The colored layer 7 can be formed by the same method as the application of the transparent resin layer 19.

第1の実施の形態によれば、マルチギャップ層3の断面が逆台形状であるため、その上にコーティングされた着色層7にテーパー部分が生じるのを防ぐことができ、着色層7の断面を長方形状にすることができる。   According to the first embodiment, since the cross section of the multi-gap layer 3 has an inverted trapezoidal shape, the colored layer 7 coated thereon can be prevented from being tapered, and the cross section of the colored layer 7 can be prevented. Can be rectangular.

また、第1の実施の形態によれば、図4に示す従来例に係るカラーフィルタ101に存在した無効領域が、カラーフィルタ1には存在しない。これは、カラーフィルタ1においては、着色層7にテーパー部分がないため、着色層7に接する液晶分子5の配向が乱されないためである。   Further, according to the first embodiment, the ineffective area existing in the color filter 101 according to the conventional example shown in FIG. This is because in the color filter 1, since the colored layer 7 does not have a tapered portion, the alignment of the liquid crystal molecules 5 in contact with the colored layer 7 is not disturbed.

また、第1の実施の形態に係るカラーフィルタ1は、従来例におけるカラーフィルタ101と同様に、反射領域に、マルチギャップ層3を持ち、反射領域における着色層7が透過領域における着色層7よりも薄いため、高い色再現性を有する液晶表示装置を実現可能である。   Further, the color filter 1 according to the first embodiment has the multi-gap layer 3 in the reflective region, like the color filter 101 in the conventional example, and the colored layer 7 in the reflective region is more than the colored layer 7 in the transmissive region. Therefore, a liquid crystal display device having high color reproducibility can be realized.

必要により、着色層7の上に透明樹脂による保護層を形成してもよい。保護層を形成することで、着色層間の段差がなくなり、液晶表示装置のコントラストの向上につながる。このとき、マルチギャップ層3の逆テーパーの角度をより急にし、保護層の断面を長方形状にしてもよい。   If necessary, a protective layer made of a transparent resin may be formed on the colored layer 7. By forming the protective layer, there is no step between the colored layers, leading to an improvement in contrast of the liquid crystal display device. At this time, the reverse taper angle of the multi-gap layer 3 may be made steeper, and the cross section of the protective layer may be rectangular.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。実施例を用いて、更に詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples. This will be described in more detail using examples.

基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み1000Å)を形成した。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−8)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、クロム薄膜をエッチングして、線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスを形成した。   As the substrate, a glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 300 mm × 400 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After this substrate was washed according to a conventional method, a chromium thin film (thickness: 1000 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by sputtering. On this chromium thin film, a positive photosensitive resist (OFPR-8 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied, 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 to form a black matrix having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm.

次に、マルチギャップ層用のネガ型感光性樹脂(ポリマーI)、赤色パターン用のネガ型感光性樹脂、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂、青色パターン用のネガ型感光性樹脂を調整した。   Next, a negative photosensitive resin (polymer I) for a multi-gap layer, a negative photosensitive resin for a red pattern, a negative photosensitive resin for a green pattern, and a negative photosensitive resin for a blue pattern were prepared. .

<ポリマーI>
・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
・エポキシ樹脂:エピコート180s70(ジャパンエポキシレジン(株)) 18重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 42重量部
・イルカギュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 8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 300重量部
<Polymer I>
・ Methyl methacrylate-styrene-acrylic acid copolymer 32 parts by weight ・ Epoxy resin: Epicoat 180s70 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 18 parts by weight ・ Dipentaerythritol pentaacrylate 42 parts by weight ・ Ilquagua 907 (Ciba Specialty Chemicals) 8 parts by weight) 300 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate

<赤色パターン用のネガ型感光性樹脂>
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin for red pattern>
Red pigment (Ciba Specialty Chemicals Chromophthal Red A2B) 4.8 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.2 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3 1.0 part by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight Polymer I 5.0 parts by weight initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight initiator (2, 2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 part by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<緑色パターン用のネガ型感光性樹脂>
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin for green pattern>
Green pigment (Avisia Monastral Green 9Y-C) 4.2 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.8 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 Parts by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, polymer I 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2 ′ -Bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<青色パターン用のネガ型感光性樹脂>
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin for blue pattern>
Blue pigment (BASF Heliogen Blue L6700F) 6.0 parts by weight Pigment derivative (Abyssia Solsperse 5000) 0.6 parts by weight Dispersant (Bic Chemie Dispersic 161) 2.4 parts by weight Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, Polymer I, 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2'-bis (o -Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

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ポリマーIをスピンコート法により塗布し、80℃にて3分間プリベークを行い、透明樹脂層を形成した。その後、フォトマスクを介して、露光量200mJ/cm、露光ギャップ100μmにて露光した。 Subsequently, the polymer I was applied onto the glass substrate by a spin coating method so as to cover the black matrix, and pre-baked at 80 ° C. for 3 minutes to form a transparent resin layer. Then, it exposed with the exposure amount of 200 mJ / cm < 2 > and the exposure gap of 100 micrometers through the photomask.

次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液を用いて90秒間現像を行い、200℃のオーブンで30分焼成し、断面が逆台形状のマルチギャップ層を形成した。   Next, development was carried out for 90 seconds using a 0.05 wt% aqueous potassium hydroxide solution, followed by baking in an oven at 200 ° C. for 30 minutes to form a multi-gap layer having an inverted trapezoidal cross section.

次いで、マルチギャップ層に、赤色パターン用のネガ型感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、100℃にて3分間プリベークを行い、フォトマスクを介して、露光量100mJ/cm、露光ギャップ150μmにて露光した。次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液を用いて60秒間現像を行い、200℃のオーブンで30分焼成し、赤色パターンを形成した。 Next, a negative photosensitive resin for a red pattern is applied to the multi-gap layer by spin coating, pre-baked at 100 ° C. for 3 minutes, and the exposure amount is 100 mJ / cm 2 and the exposure gap is 150 μm through a photomask. And exposed. Next, development was carried out for 60 seconds using a 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution, followed by baking in an oven at 200 ° C. for 30 minutes to form a red pattern.

次いで、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂、青色パターン用のネガ型感光性樹脂についても同様に行う。   Next, the same applies to the negative photosensitive resin for the green pattern and the negative photosensitive resin for the blue pattern.

[比較例]
下記のようにマルチギャップ層を形成した以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを作製した。
ポリマーIの塗布後、100℃にて3分間プリベークを行い、フォトマスクを介して、露光量100mJ/cm、露光ギャップ150μmにて露光した。次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液を用いて60秒間現像を行い、マルチギャップ層を形成した。
[Comparative example]
A color filter was produced in the same manner as in Example except that the multi-gap layer was formed as described below.
After application of polymer I, pre-baking was performed at 100 ° C. for 3 minutes, and exposure was performed through a photomask with an exposure amount of 100 mJ / cm 2 and an exposure gap of 150 μm. Next, development was performed for 60 seconds using a 0.05 wt% aqueous potassium hydroxide solution to form a multi-gap layer.

[評価]
着色層の断面形状を確認したところ、比較例では無効領域の幅が12μmであるのに対し、実施例では4μmとなり、無効領域の幅が狭まった。また、これらのカラーフィルタを用いた液晶ディスプレイのコントラスト値は、比較例が1410であるのに対し、実施例は2370となり、コントラストの改善が確認された。
[Evaluation]
When the cross-sectional shape of the colored layer was confirmed, the width of the invalid region was 12 μm in the comparative example, whereas it was 4 μm in the example, and the width of the invalid region was narrowed. Further, the contrast value of the liquid crystal display using these color filters is 1410 in the comparative example, and 2370 in the example, confirming the improvement in contrast.

以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the color filter according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

第1の実施の形態に係るカラーフィルタ1と液晶分子5を示す図。1 is a diagram showing a color filter 1 and liquid crystal molecules 5 according to a first embodiment. 第1の実施の形態に係るカラーフィルタ1の製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of the color filter 1 which concerns on 1st Embodiment. 従来例に係る液晶表示装置100を示す図。The figure which shows the liquid crystal display device 100 which concerns on a prior art example. 従来例に係るカラーフィルタ101と液晶分子117を示す図。The figure which shows the color filter 101 and liquid crystal molecule 117 which concern on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1………カラーフィルタ
3………マルチギャップ層
5………液晶分子
7………着色層
9………基板
11………マスク
13………透明部
15………遮光部
17………光
19………透明樹脂層
100………液晶表示装置
101………カラーフィルタ
102………基板
103………マルチギャップ層
105………ブラックマトリクス
106………透明電極
107………着色層
108………液晶セル
109………透明電極
111………反射電極
112………偏光板
113………基板
114………偏光板
115………バックライトユニット
117………液晶分子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......... Color filter 3 ......... Multi-gap layer 5 ......... Liquid crystal molecule 7 ......... Colored layer 9 ......... Substrate 11 ......... Mask 13 ......... Transparent part 15 ......... Light-shielding part 17 ... ... Light 19 ......... Transparent resin layer 100 ......... Liquid crystal display device 101 ......... Color filter 102 ......... Substrate 103 ......... Multi-gap layer 105 ......... Black matrix 106 ......... Transparent electrode 107 ......... Colored layer 108 ......... Liquid crystal cell 109 ......... Transparent electrode 111 ......... Reflective electrode 112 ......... Polarizing plate 113 ......... Substrate 114 ......... Polarizing plate 115 ......... Backlight unit 117 ......... Liquid crystal molecules

Claims (4)

光透過性の基板と、
前記基板上に形成された、断面が逆台形状であるマルチギャップ層と、
前記基板上および前記マルチギャップ層上に形成された、着色層と、
前記着色層に沿うように形成され、前記マルチギャップ層の付近では、開口部が下向きの略コの字形状の断面形状を有する保護層と、
を有することを特徴とするカラーフィルタ。
A light transmissive substrate;
A multi-gap layer having a reverse trapezoidal cross section formed on the substrate;
A colored layer formed on the substrate and the multi-gap layer;
The protective layer is formed along the colored layer, and in the vicinity of the multi-gap layer, the protective layer has a substantially U-shaped cross-section with the opening facing downward,
A color filter comprising:
光透過性の基板上に、断面が逆台形状のマルチギャップ層を形成する工程(a)と、
前記基板上および前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程(b)と、
前記着色層に沿うように保護層を形成する工程(c)と、
を備え、
前記マルチギャップ層の付近では、前記保護層の断面が、開口部が下向きの略コの字形状の断面形状を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
Forming a multi-gap layer having an inverted trapezoidal cross section on a light-transmitting substrate;
Forming a colored layer on the substrate and on the multi-gap layer; and
Forming a protective layer along the colored layer (c);
With
In the vicinity of the multi-gap layer, the cross section of the protective layer has a substantially U-shaped cross section with the opening facing downward .
前記工程(a)で、現像過多にすることにより、前記マルチギャップ層を形成することを特徴とする請求項2記載のカラーフィルタの製造方法。   3. The method for producing a color filter according to claim 2, wherein the multi-gap layer is formed by excessive development in the step (a). 前記工程(a)で、露光過多にすることにより、前記マルチギャップ層を形成することを特徴とする請求項2記載のカラーフィルタの製造方法。
3. The method of manufacturing a color filter according to claim 2, wherein the multi-gap layer is formed by overexposure in the step (a).
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