JP5158133B2 - Substrate for vertical alignment liquid crystal display device and vertical alignment liquid crystal display device - Google Patents

Substrate for vertical alignment liquid crystal display device and vertical alignment liquid crystal display device Download PDF

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本発明は、垂直配向液晶表示装置用基板及びこれを用いた垂直配向液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a vertically aligned liquid crystal display device using the substrate and this vertical alignment liquid crystal display device.

近年、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のさらなる高画質化、低価格化および省電力化が求められている。液晶表示装置向けカラーフィルタにおいては、十分な色純度や高いコントラスト、平坦性など、より高画質表示に合わせた要求がでてきている。   In recent years, there has been a demand for further higher image quality, lower cost, and lower power consumption in thin display devices such as liquid crystal displays. In color filters for liquid crystal display devices, demands for higher image quality such as sufficient color purity, high contrast, and flatness are increasing.

高画質液晶ディスプレイにおいて、VA(Vertically Alignment)、HAN(Hybrid-aligned Nematic)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensated Bend)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)などの液晶の配向方式あるいは液晶駆動方式が提案され、それにより、広視野角・高速応答のディスプレイが実用化されている。   In high-quality liquid crystal displays, there are liquid crystal alignment methods such as VA (Vertically Alignment), HAN (Hybrid-aligned Nematic), TN (Twisted Nematic), OCB (Optically Compensated Bend), and CPA (Continuous Pinwheel Alignment). A display with a wide viewing angle and a high-speed response has been put to practical use.

液晶をガラスなど基板面に並行に配向させた広視野角で高速応答に対応しやすいVA方式、また広視野角に有効なHAN方式などの液晶表示装置では、カラーフィルタに対する平坦性(膜厚の均一性やカラーフィルタ表面の凹凸の低減)と誘電率など電気的特性について、さらに高いレベルが要求されている。このような高画質液晶ディスプレイでは、斜め方向視認での着色の低減のため、液晶セル厚(液晶層の厚み)を薄くする技術が主要な課題となっている。VA方式では、MVA(Multi-Domain Vertically Alignment)、PVA(Patterned Vertically Alignment)、VAECB(Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence)、VAHAN(Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic)、VATN(Vertically Alignment Twisted Nematic)種々の改良モードの開発が進んでいる。また、VA方式などの液晶の厚み方向に駆動電圧を印加する縦電界方式の液晶表示装置では、より高速の液晶応答、広い視野角技術、より高い透過率が主要な課題となっている。MVA技術は、液晶駆動の電圧印加時に不安定な垂直配向液晶(基板表面に対し初期垂直である液晶の、電圧印加時に倒れる方向が定まりにくいこと)の問題を解消するために、スリット状の凸部を複数設け、これらのスリット間に液晶ドメインを形成するとともに複数の配向方向のドメインを形成することにより、広い視野角を確保する技術である。特許文献4に、第1及び第2の配向規制構造体(スリット)を用いて液晶ドメインを形成する技術が開示されている。   In liquid crystal display devices such as the VA system, which is easy to handle high-speed response with a wide viewing angle with liquid crystal aligned parallel to the substrate surface, such as glass, and the HAN system, which is effective for a wide viewing angle, the flatness (thickness of the film thickness) Higher levels are required for electrical characteristics such as uniformity and reduction in unevenness of the color filter surface) and dielectric constant. In such a high-quality liquid crystal display, a technique for reducing the thickness of the liquid crystal cell (the thickness of the liquid crystal layer) has been a major issue in order to reduce coloring when viewed obliquely. In the VA method, MVA (Multi-Domain Vertically Alignment), PVA (Patterned Vertically Alignment), VAECB (Vertical Alignment Electrically Controlled Birefringence), VAHAN (Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic), and VATN (Vertically Alignment Twisted Nematic) Development is progressing. Further, in a vertical electric field type liquid crystal display device that applies a driving voltage in the thickness direction of the liquid crystal such as the VA method, a faster liquid crystal response, a wide viewing angle technique, and a higher transmittance are main problems. The MVA technology eliminates the problem of vertically aligned liquid crystal that is unstable when a liquid crystal drive voltage is applied (the liquid crystal that is initially perpendicular to the substrate surface is less likely to be tilted when the voltage is applied). This is a technique for ensuring a wide viewing angle by providing a plurality of portions, forming liquid crystal domains between these slits, and forming domains in a plurality of alignment directions. Patent Document 4 discloses a technique for forming a liquid crystal domain using first and second alignment regulating structures (slits).

特許文献5には、光配向を用いて4つの液晶ドメインを形成する技術が開示されている。この特許文献は、広い視野角を確保するためにそれぞれドメインでの厳密なチルト角(89度)制御に係わる複数回の配向処理と、かつ、それぞれ90°異なる配向軸が必要なことが開示されている。   Patent Document 5 discloses a technique for forming four liquid crystal domains using photo-alignment. This patent document discloses that in order to ensure a wide viewing angle, a plurality of alignment treatments related to strict tilt angle control (89 degrees) in each domain and alignment axes different from each other by 90 ° are required. ing.

カラーフィルタ基板側の透明導電膜(透明電極、表示電極あるいは第3電極)と、アレイ基板側の第1及び第2の電極を用い、斜め電界により垂直配向の液晶を制御する技術は、特許文献3および特許文献6に開示されている。特許文献3では負の誘電率異方性の液晶を用いており、特許文献6では、正の誘電率異方性の液晶が記載されている。なお、特許文献6には、負の誘電率異方性の液晶の記載は見られない。   A technique for controlling vertically aligned liquid crystal by an oblique electric field using a transparent conductive film (transparent electrode, display electrode or third electrode) on the color filter substrate side and first and second electrodes on the array substrate side is disclosed in Patent Literature 3 and Patent Document 6. Patent Document 3 uses a liquid crystal having negative dielectric anisotropy, and Patent Document 6 describes a liquid crystal having positive dielectric anisotropy. Patent Document 6 does not show a liquid crystal having negative dielectric anisotropy.

通常、VA方式やTN方式などの液晶表示装置の基本的構成は、共通電極を備えたカラーフィルタ基板と、液晶を駆動する複数の画素電極(例えば、TFT素子と電気的に接続され、櫛歯状パターン状に形成された透明電極)とアレイ基板とで、液晶を挟持する構成である。この構成では、カラーフィルタ上の共通電極とアレイ基板側に形成された画素電極との間に駆動電圧を印加して液晶を駆動する。画素電極やのカラーフィルタ表面の共通電極としての透明導電膜は、通常、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IGZO(Indium Garium Zinc Oxide)などの導電性の金属酸化物の薄膜を用いる。   In general, a basic configuration of a liquid crystal display device such as a VA method or a TN method includes a color filter substrate having a common electrode and a plurality of pixel electrodes (for example, TFT elements that are electrically connected to a comb tooth) that drive liquid crystals. The liquid crystal is sandwiched between the transparent electrode formed in a shape pattern and the array substrate. In this configuration, the liquid crystal is driven by applying a driving voltage between the common electrode on the color filter and the pixel electrode formed on the array substrate side. The transparent conductive film as a common electrode on the surface of the pixel electrode or the color filter is usually a conductive metal oxide thin film such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), or IGZO (Indium Garium Zinc Oxide). Is used.

青色画素・緑色画素・赤色画素及びブラックマトリクスなどカラーフィルタを開示する技術として、例えば、ブラックマトリクスと着色画素上に透明導電膜を形成し、さらにオーバーコートを積層する技術が特許文献1に開示されている。また、ブラックマトリクスの断面を台形状に形成する技術は、特許文献2に記載されている。また、複数のストライプ電極と正の誘電率異方性を用いる技術ではあるが、透明電極(透明導電膜)上にカラーフィルタを形成する技術が、特許文献6(例えば、図7、図9)に記載されている。加えて、透明で導電膜上に色フィルタ(カラーフィルタ)を形成する技術は、特許文献7に開示されている。   As a technique for disclosing color filters such as a blue pixel, a green pixel, a red pixel, and a black matrix, for example, a technique in which a transparent conductive film is formed on a black matrix and colored pixels and an overcoat is laminated is disclosed in Patent Document 1. ing. A technique for forming the cross section of the black matrix in a trapezoidal shape is described in Patent Document 2. Further, although a technique using a plurality of stripe electrodes and positive dielectric anisotropy, a technique for forming a color filter on a transparent electrode (transparent conductive film) is disclosed in Patent Document 6 (for example, FIGS. 7 and 9). It is described in. In addition, Patent Document 7 discloses a technique for forming a color filter (color filter) on a conductive film that is transparent.

特開平10−39128号公報JP-A-10-39128 特許第3228139号公報Japanese Patent No. 3228139 特許第2859093号公報Japanese Patent No. 2859093 特許第3957430号公報Japanese Patent No. 3957430 特開2008−181139号公報JP 2008-181139 A 特許第4364332号公報Japanese Patent No. 4364332 特開平5−26161号公報JP-A-5-26161

上述したように、垂直配向の液晶表示装置では、広い視野角を確保するため、スリットと呼ばれる配向規制構造体により液晶のドメインを形成する(MVA技術)。液晶が負の誘電率異方性の場合、具体的には、カラーフィルタなどの上に形成した2つの樹脂製のスリット間に位置する液晶は、駆動電圧の印加時に、例えば、平面視で、このスリットに垂直な方向に倒れ、基板面に水平に並ぼうとする。しかし、2つのスリット間の中央の液晶は、電圧印加にも関わらず倒れる方向が一義的に定まらず、スプレー配向やベンド配向をとることがある。このような液晶の配向乱れは、液晶表示でのざらつきや表示ムラにつながっていた。また、MVA方式の場合、上記問題も含め、液晶の倒れる量を駆動電圧で細かく制御することが難しく、中間調表示に難点があった。特に、駆動電圧と表示(応答時間)とのリニアリティが低く、低い駆動電圧での中間調表示に難点があった。   As described above, in a vertically aligned liquid crystal display device, in order to ensure a wide viewing angle, a liquid crystal domain is formed by an alignment regulating structure called a slit (MVA technique). When the liquid crystal has a negative dielectric anisotropy, specifically, the liquid crystal positioned between two resin slits formed on a color filter or the like is, for example, in plan view when a driving voltage is applied, It falls in a direction perpendicular to the slit and tries to line up horizontally on the substrate surface. However, the liquid crystal at the center between the two slits does not uniquely determine the direction of tilting despite voltage application, and may take spray orientation or bend orientation. Such alignment disorder of the liquid crystal has led to roughness and display unevenness in the liquid crystal display. In addition, in the case of the MVA method, including the above problems, it is difficult to finely control the amount of tilting of the liquid crystal with the driving voltage, and there is a difficulty in halftone display. In particular, the linearity between the drive voltage and the display (response time) is low, and there is a difficulty in halftone display at a low drive voltage.

このような問題を解決するため、特許文献3や特許文献6に示されるように、第1と第2と第3の電極を用い、斜め電界にて液晶配向を制御する手法は極めて有効である。斜め電界により、液晶の倒れる方向を設定することができる。また、斜め電界により液晶の倒れる量を制御しやすくなり、中間調表示に大きな効果が出てくる。   In order to solve such a problem, as shown in Patent Document 3 and Patent Document 6, a method of controlling the liquid crystal alignment with an oblique electric field using the first, second, and third electrodes is extremely effective. . The direction in which the liquid crystal falls can be set by the oblique electric field. In addition, the amount of tilting of the liquid crystal can be easily controlled by the oblique electric field, and a great effect is obtained in halftone display.

しかし、これらの技術でも、液晶のディスクリネーション対策が不十分である。ディスクリネーションとは、意図しない液晶の配向乱れや未配向により光の透過率の異なる領域が画素(画素は、液晶表示の最小単位で、本発明で表記の矩形画素と同義)内に生じる問題である。   However, even with these technologies, measures for disclination of liquid crystals are insufficient. Disclination is a problem that an area where light transmittance differs due to unintentional alignment disorder or unalignment of a liquid crystal is generated in a pixel (a pixel is the minimum unit of liquid crystal display and is synonymous with a rectangular pixel described in the present invention). It is.

特許文献3では、画素中央のディスクリネーション固定化のため、対向電極(第3の電極)の画素中央に透明導電膜のない配向制御窓を設けている。しかし、画素周辺のディスクリネーションの改善策は開示されていない。また、画素中央のディスクリネーション固定化はできるものの、ディスクリネーションの最小化への方策も示されていない。さらに、液晶の応答性の改善技術についても記載されていない。   In Patent Document 3, in order to fix the disclination at the center of the pixel, an alignment control window without a transparent conductive film is provided at the center of the pixel of the counter electrode (third electrode). However, no measures for improving the disclination around the pixel are disclosed. In addition, although the disclination can be fixed at the center of the pixel, no measures for minimizing the disclination are shown. Furthermore, there is no description about a technique for improving the response of the liquid crystal.

特許文献5には、広い視野角確保のために89度の厳密な液晶のチルト角の制御と4回の配向処理が必要であることが示されている。   Patent Document 5 shows that in order to secure a wide viewing angle, it is necessary to strictly control the tilt angle of the liquid crystal at 89 degrees and to perform alignment processing four times.

特許文献6では、透明導電膜(透明電極)上に誘電体層を積層した分、斜め電界の効果が増長され、好ましい。しかし、特許文献6の図7に示されるように電圧印加後も画素中央および画素端部には垂直配向の液晶が残り、透過率あるいは開口率の低下につながる問題がある。また、正の誘電率異方性の液晶を用いる場合(特許文献6は、負の誘電率異方性の液晶はその記載・実施例において開示していない)、画素中央部のディスクリネーションのため、透過率を向上させにくい。このため、半透過型液晶表示装置では採用しにくい技術となっている。   In Patent Document 6, the effect of the oblique electric field is increased by the amount of the dielectric layer laminated on the transparent conductive film (transparent electrode), which is preferable. However, as shown in FIG. 7 of Patent Document 6, there is a problem that the vertically aligned liquid crystal remains in the center of the pixel and at the end of the pixel even after voltage application, leading to a decrease in transmittance or aperture ratio. In the case of using a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (Patent Document 6 does not disclose a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy in the description / examples) Therefore, it is difficult to improve the transmittance. For this reason, it is a technique that is difficult to employ in a transflective liquid crystal display device.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされ、ディスクリネーションを軽減し、明るく応答性の良好な、斜め電界による液晶の駆動に最適な垂直配向液晶表示装置用基板、及びこれを具備する垂直配向液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a substrate for a vertical alignment liquid crystal display device that reduces disclination, is bright and has good responsiveness, and is optimal for driving liquid crystal by an oblique electric field, and the same. An object is to provide a vertical alignment liquid crystal display device.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、透明基板上に、複数の矩形開口部を有するブラックマトリクス、透明導電膜、及び樹脂層を形成してなる垂直配向液晶表示装置用電極基板と、平面視で前記矩形開口部の中心から前記ブラックマトリクスへ向かう方向に櫛歯状の第1電極から櫛歯状の第2電極の端部がはみ出しており当該はみ出し方向は前記矩形開口部の中央を基準に線対称の逆方向になるアレイ基板とを、垂直配向液晶を介して備えた液晶表示装置に用いられる垂直配向液晶表示装置用電極基板であって、前記ブラックマトリクスは、遮光性顔料を樹脂に分散した遮光層からなり前記樹脂層は、前記ブラックマトリクス及び透明導電膜を備える透明基板上に形成され、前記ブラックマトリクスの上方において凸部を形成し、前記矩形開口部中心を通る領域に線状の凹部を前記ブラックマトリクス及び前記凸部と平行に形成することを特徴とする垂直配向液晶表示装置用基板を提供する。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is for a vertical alignment liquid crystal display device in which a black matrix having a plurality of rectangular openings , a transparent conductive film, and a resin layer are formed on a transparent substrate. The ends of the comb-shaped first electrode protrude from the electrode substrate and the direction from the center of the rectangular opening to the black matrix in plan view, and the protruding direction is the rectangular opening. An electrode substrate for a vertical alignment liquid crystal display device used in a liquid crystal display device provided with an array substrate having a line symmetry opposite direction with respect to the center of the part via a vertical alignment liquid crystal, wherein the black matrix becomes sex pigment light-shielding layer dispersed in a resin, the resin layer, the black is formed in a matrix and a transparent substrate having a transparent conductive film, form the protrusions in the upper of the black matrix And to provide a substrate for a vertically aligned liquid crystal display device, characterized in that the central linear recess in the region through the rectangular opening formed in parallel with the black matrix and the convex portion.

前記透明導電膜を前記ブラックマトリクス及び前記矩形開口部を覆うように形成し、かつ、前記透明導電膜上に樹脂層を形成することが出来る。 The transparent conductive film may be formed so as to cover the black matrix and the rectangular opening, and a resin layer may be formed on the transparent conductive film.

前記透明基板と前記透明導電膜との間であって、前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の中央に、透明樹脂からなる線状の凸部パターンを形成することが出来る。 A linear convex pattern made of a transparent resin can be formed between the transparent substrate and the transparent conductive film and in the center of the rectangular opening of the black matrix.

あるいは、前記透明基板と前記透明導電膜との間であって、前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の中央に、前記ブラックマトリクスと同一材料からなる線状の凸部遮光パターンを形成することが出来る。 Alternatively, a linear convex portion light-shielding pattern made of the same material as the black matrix can be formed between the transparent substrate and the transparent conductive film and in the center of the rectangular opening of the black matrix. .

前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部に、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む着色画素を形成し、この着色画素上に前記透明導電膜を形成することが出来る。
あるいは、前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の上、かつ、前記透明導電膜の上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む着色画素を形成し、この着色画素上に前記樹脂層を形成することが出来る。
Wherein the rectangular opening of the black matrix, at least a red pixel, green pixel, and forming a colored pixel including a blue pixel, it is possible to form the transparent conductive film on the colored pixels.
Alternatively, a colored pixel including at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel is formed on the rectangular opening of the black matrix and on the transparent conductive film, and the resin layer is formed on the colored pixel. Can be formed.

本発明の第2の態様は、上述した垂直配向液晶表示装置用基板と、前記垂直配向液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設した前記アレイ基板とを対向させ、前記垂直配向液晶を介して貼り合わせてなることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。 A second aspect of the present invention includes a substrate for vertically oriented liquid crystal display device described above, the device for driving the vertically aligned liquid crystal are opposed to said array substrate is disposed in a matrix form, through the vertically aligned liquid crystal Provided is a vertically aligned liquid crystal display device characterized by being bonded.

以上のように構成される垂直配向液晶表示装置において、前記アレイ基板が、それぞれ矩形画素を駆動するために電位の異なる前記第1電極及び前記第2電極を具備することが出来る。 In the vertically aligned liquid crystal display device configured as described above, the array substrate, each may comprise the first electrode and the second electrode different potentials in order to drive the rectangular pixel.

前記第1電極を、前記垂直配向液晶を駆動するアクティブ素子と接続し、絶縁層を介して前記第2電極より上に形成し、前記第1電極から前記第2電極がはみ出す前記はみ出し方向を、前記垂直配向液晶の倒れる方向とし、前記垂直配向液晶の動作を、前記第1電極及び前記第2電極に液晶を駆動する電圧を印加したときに、平面視で、前記樹脂層の前記凹部から、前記凹部に平行でかつ近接する前記ブラックマトリクスの方向に前記垂直配向液晶が倒れる動作とすることが出来る。 The first electrode is connected to an active element that drives the vertically aligned liquid crystal, is formed above the second electrode via an insulating layer, and the protruding direction in which the second electrode protrudes from the first electrode, and a tilting direction of the vertically aligned liquid crystal, the operation of the vertically aligned liquid crystal, the when the voltage is applied for driving the liquid crystal to the first electrode and the second electrode, in a plan view, from the recess of the resin layer, may be the vertically aligned liquid crystal falls down operation in the direction of the black matrix to and parallel proximity to said recess.

前記第1電極及び前記第2電極を、可視域で透明な導電性金属酸化物から構成することが出来る。   The first electrode and the second electrode can be made of a conductive metal oxide that is transparent in the visible range.

前記垂直配向液晶として、負の誘電率異方性を有するものを用いることが出来る。 As the vertically aligned liquid crystal, one having negative dielectric anisotropy can be used.

本発明の第3の態様は、透明基板上に、複数の矩形開口部を有するブラックマトリクス、透明導電膜、複数の着色画素、及び樹脂層を有するカラーフィルタ基板と、垂直配向液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設したアレイ基板とを対向させ、前記垂直配向液晶を介して貼り合わせてなる垂直配向液晶表示装置において、前記樹脂層が、透明導電膜上に直接あるいは間接的に配設されるとともに、該樹脂層表面から突出する凸部及び、平面視で前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の中央に直線状の凹部が形成され、前記アレイ基板が、それぞれ可視域で透明な導電性金属酸化物からなる櫛歯状の第1電極及び櫛歯状の第2電極を具備し、前記第2電極が絶縁層を介して前記第1電極の下に配設され、前記第2電極が液晶の倒れる方向に前記第1電極の端部からはみ出ていることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。 A third aspect of the present invention is a color filter substrate having a black matrix having a plurality of rectangular openings, a transparent conductive film, a plurality of colored pixels, and a resin layer on a transparent substrate, and an element for driving vertically aligned liquid crystal was opposed to the array substrate is disposed in a matrix, the vertical alignment liquid crystal display device comprising bonded through the vertically aligned liquid crystal, said resin layer is directly or indirectly disposed on the transparent conductive film Rutotomoni, protrusion protruding from the surface of the resin layer, and wherein in plan view straight recess in the center of the rectangular opening of the black matrix are formed, the array substrate, a transparent conductive respectively visible region Comb-shaped first electrode and comb-shaped second electrode made of metal oxide are provided, the second electrode is disposed under the first electrode through an insulating layer, and the second electrode is LCD falls It provides a vertical alignment liquid crystal display device, characterized in that protrudes from an end portion of the first electrode in direction.

本発明によると、ディスクリネーションを軽減し、明るく応答性の良好な、斜め電界による液晶の駆動に最適な垂直配向液晶表示装置用基板、及びこれを具備する垂直配向液晶表示装置が提供される。 According to the present invention, there are provided a substrate for a vertical alignment liquid crystal display device that reduces disclination, is bright and has good responsiveness, and is optimal for driving a liquid crystal by an oblique electric field, and a vertical alignment liquid crystal display device including the same. .

本発明の一実施形態に係る垂直配向液晶表示装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a vertical alignment liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 図1に示す垂直配向液晶表示装置の緑色画素14の1/2部分を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a ½ portion of a green pixel 14 of the vertical alignment liquid crystal display device illustrated in FIG. 1. 図1に示す垂直配向液晶表示装置の駆動電圧の印加直後の倒れ始めた液晶の動きを説明する図である。It is a figure explaining the motion of the liquid crystal which started to fall immediately after application of the drive voltage of the vertical alignment liquid crystal display device shown in FIG. 図1に示す垂直配向液晶表示装置の駆動電圧印加後の、白表示時の液晶分子の配向状態を示す図である。It is a figure which shows the orientation state of the liquid crystal molecule at the time of white display after the drive voltage application of the vertical alignment liquid crystal display device shown in FIG. 第3電極、第1電極及び第2電極に電圧が印加されていない状態における、水平配向の液晶の液晶分子の配向状態を示す図である。It is a figure which shows the orientation state of the liquid crystal molecule of the horizontal alignment liquid crystal in the state in which the voltage is not applied to the 3rd electrode, the 1st electrode, and the 2nd electrode. 駆動電圧の印加直後、倒れ始めた液晶の動きを説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the movement of the liquid crystal that has started to tilt immediately after application of the drive voltage. 駆動電圧印加後、白表示時の液晶分子の、ほぼ基板面に垂直に配向している配向状態を示す図である。It is a figure which shows the orientation state in which the liquid crystal molecule at the time of white display is orientated substantially perpendicularly to the substrate surface after applying the drive voltage. 図1に示す垂直配向液晶表示装置の第1及び第2電極を櫛歯状パターンとした場合の、第1電極の近傍の垂直に配向した液晶分子を示す図である。FIG. 2 is a view showing vertically aligned liquid crystal molecules in the vicinity of the first electrode when the first and second electrodes of the vertical alignment liquid crystal display device shown in FIG. 1 have a comb-like pattern. 図5に示す垂直配向液晶表示装置の液晶を駆動する電圧を印加した直後の液晶分子の動作と電気力線を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement and electric lines of force of a liquid crystal molecule immediately after applying the voltage which drives the liquid crystal of the vertical alignment liquid crystal display device shown in FIG. 実施例1に係る基板を示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view illustrating a substrate according to Example 1. FIG. 実施例2に係る基板を示す部分断面図である。6 is a partial cross-sectional view showing a substrate according to Example 2. FIG. 実施例3に係る基板を示す部分断面図である。10 is a partial cross-sectional view showing a substrate according to Example 3. FIG. 実施例4に係る基板を示す部分断面図である。6 is a partial cross-sectional view showing a substrate according to Example 4. FIG. 実施例5に係るカラーフィルタ基板を示す部分断面図である。10 is a partial cross-sectional view illustrating a color filter substrate according to Embodiment 5. FIG. 実施例6に係るカラーフィルタ基板を示す部分断面図である。10 is a partial cross-sectional view illustrating a color filter substrate according to Example 6. FIG. 実施例7に係る液晶表示装置を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to Example 7. FIG. 実施例8に係る半透過型液晶表示装置を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a transflective liquid crystal display device according to an eighth embodiment. 実施例9に係るカラーフィルタ基板を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a color filter substrate according to Example 9. FIG.

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

本発明の一実施形態は、表面に樹脂層が形成された、カラーフィルタを含むか又は含まない第1の基板と、TFTなどの液晶駆動素子が形成された第2の基板とを対向させ、間に液晶層を挟持する形で貼り合わせた液晶表示装置を前提とする。また、本発明の一実施形態では、加えて、第3電極である透明導電膜を第1の基板に配設し、画素電極である第1電極と、この第1電極とは電位の異なる第2電極とからなる電極構成において生じる斜め電界を活用する技術を用いるものである。   In one embodiment of the present invention, a first substrate including or not including a color filter on which a resin layer is formed is opposed to a second substrate on which a liquid crystal driving element such as a TFT is formed, It is premised on a liquid crystal display device bonded with a liquid crystal layer interposed therebetween. In one embodiment of the present invention, in addition, a transparent conductive film that is a third electrode is disposed on the first substrate, and the first electrode that is a pixel electrode is different from the first electrode that has a different potential. A technique of utilizing an oblique electric field generated in an electrode configuration composed of two electrodes is used.

更に、本発明者らは、第1の基板上にブラックマトリクスを覆うように樹脂層を配設し、
ブラックマトリクスの上方に樹脂層の面より突出した凸部と、ブラックマトリクスの開口部の中心を通る領域に凹部を設け、これらを液晶の配向制御に利用できることを見いだし、この知見と第3電極(透明導電膜)の構成を加えた、新規な技術を提案するものである。凸部は、ブラックマトリクスと樹脂層の重畳部により構成され、この凸部における傾斜部での液晶配向を、駆動電圧印加時の液晶の倒れに利用するものである。
Furthermore, the inventors arrange a resin layer on the first substrate so as to cover the black matrix,
It was found that a convex portion protruding from the surface of the resin layer above the black matrix and a concave portion in a region passing through the center of the opening portion of the black matrix can be used for controlling the alignment of the liquid crystal. The present invention proposes a new technique to which a transparent conductive film) is added. The convex portion is constituted by a superposed portion of a black matrix and a resin layer, and the liquid crystal alignment at the inclined portion in the convex portion is used for tilting of the liquid crystal when a driving voltage is applied.

凹部も同様に、樹脂層のショルダー部(肩の部分)での液晶配向を液晶の倒れに利用する。液晶の動作については後の実施例で詳述する。凸部の高さは、0.5μmから2μmが好ましい範囲である。0.4μm以下の高さでは、電圧印加時の「液晶の倒れのトリガー」として効果が不十分であり、その高さが2μmを超えると液晶セル製造時の液晶の流れに支障が生じることがある。   Similarly, the concave portion uses the liquid crystal alignment at the shoulder portion (shoulder portion) of the resin layer for the tilting of the liquid crystal. The operation of the liquid crystal will be described in detail in a later embodiment. The height of the convex portion is preferably in the range of 0.5 μm to 2 μm. If the height is 0.4 μm or less, the effect is insufficient as a “trigger of liquid crystal collapse” at the time of voltage application, and if the height exceeds 2 μm, the flow of liquid crystal at the time of manufacturing a liquid crystal cell may be hindered. is there.

ブラックマトリクスの傾斜部は、丸みを帯びた形状でも良く、表示領域でのブラックマトリクスの断面形状は、半月状、台形、三角形などが例示できる。ブラックマトリクスの基板面からの傾斜角度は、上述した凸部の高さが0.5μmを超えれば特に規定しなくても良い。開口率(矩形画素としての透過率)を別にすれば、2°とか3°などの低い傾斜角度でも良く、逆テーパ(上辺の大きい逆向きの台形状)でなければ良い。しかしながら、開口率の制限のため、実効的には30°から80°の範囲の傾斜が好ましい。   The inclined portion of the black matrix may be rounded, and the cross-sectional shape of the black matrix in the display area can be exemplified by a half moon shape, a trapezoidal shape, a triangular shape, and the like. The inclination angle of the black matrix from the substrate surface does not need to be specified in particular as long as the height of the convex portion described above exceeds 0.5 μm. Aside from the aperture ratio (transmittance as a rectangular pixel), it may be a low inclination angle such as 2 ° or 3 °, and may not be a reverse taper (reverse trapezoidal shape with a large upper side). However, because of the limitation of the aperture ratio, an inclination in the range of 30 ° to 80 ° is preferable.

ここで、本明細書における技術用語について、簡単に説明する。   Here, technical terms in this specification will be briefly described.

ブラックマトリクスとは、液晶表示のコントラストをアップさせるため、表示の最小単位である絵素の周囲、あるいは絵素の両辺に配設される遮光性のパターンである。遮光層は透明樹脂に遮光性の顔料を分散させた塗膜であり、一般に感光性を付与され、露光・現像を含むフォトリソグラフィの手法によりパターン形成を行うことにより得られた遮光性の塗膜である。   The black matrix is a light-shielding pattern provided around the picture element, which is the minimum unit of display, or on both sides of the picture element in order to increase the contrast of the liquid crystal display. The light-shielding layer is a coating film in which a light-shielding pigment is dispersed in a transparent resin. Generally, the light-shielding coating film is provided with photosensitivity and is obtained by patterning by a photolithography technique including exposure and development. It is.

矩形画素は、ブラックマトリクスの開口部を指し、上記絵素と同義である。着色層は、後述する有機顔料を透明樹脂に分散させた塗膜であり、これをフォトリソグラフィの手法で矩形画素上にパターン形成したものを着色画素と呼ぶ。   A rectangular pixel refers to the opening of the black matrix and has the same meaning as the picture element. The colored layer is a coating film in which an organic pigment described later is dispersed in a transparent resin, and a pattern formed on a rectangular pixel by a photolithography technique is called a colored pixel.

また、本実施形態に適用可能な液晶は、初期配向(駆動電圧の無印加の時)が垂直配向又は平行配向の液晶である。液晶の誘電率異方性は、正であっても負であっても良い。なお、負の誘電率異方性の液晶を本実施形態に適用した場合、チルト角設定のための配向膜の配向処理を省略することができる。換言すれば、本実施形態で用いる配向膜は、塗布形成後の熱処理だけで良く、ラビング配向や光配向などを省略することができる。本実施形態は、矩形画素の中央の透過率を上げることができるため、色純度より明るさを重視する、たとえば、半透過型液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板を提供することができる。   The liquid crystal applicable to the present embodiment is a liquid crystal whose initial alignment (when no drive voltage is applied) is vertical alignment or parallel alignment. The dielectric anisotropy of the liquid crystal may be positive or negative. When a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is applied to this embodiment, the alignment film alignment process for setting the tilt angle can be omitted. In other words, the alignment film used in the present embodiment only needs to be heat treatment after coating formation, and rubbing alignment, optical alignment, and the like can be omitted. Since this embodiment can increase the transmittance at the center of a rectangular pixel, it is possible to provide a color filter substrate suitable for, for example, a transflective liquid crystal display device in which brightness is more important than color purity.

本実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板側の第1電極、第2電極の材料は、上述したITOなどの導電性の金属酸化物薄膜を用いることができる。あるいは、金属酸化物薄膜より導電性の高い金属薄膜を採用することができる。さらに、反射型や半透過型の液晶表示装置の場合には、第1電極、第2電極のいずれかにアルミニウム、アルミニウム合金の薄膜を用いても良い。   As the material of the first electrode and the second electrode on the array substrate side of the liquid crystal display device according to this embodiment, the above-described conductive metal oxide thin film such as ITO can be used. Alternatively, a metal thin film having higher conductivity than the metal oxide thin film can be employed. Further, in the case of a reflective or transflective liquid crystal display device, a thin film of aluminum or aluminum alloy may be used for either the first electrode or the second electrode.

本実施形態において、着色層の比誘電率は、比較的重要な特性であるものの、着色剤として添加する有機顔料の透明樹脂に対する比率によってほぼ一義的に決定されるため、比誘電率を大きく調整することは困難である。換言すれば、着色層中の有機顔料の種類や含有量は、液晶表示装置として必要な色純度から設定され、それによって、着色層の比誘電率もほぼ決まることになる。なお、有機顔料の比率を高くして着色層を薄膜化することで、比誘電率を4以上とすることが可能である。また、透明樹脂として高屈折率材料を用いることで、若干の比誘電率をアップすることができる。
着色層及び樹脂層の厚みは、用いる液晶のセルギャップ(液晶層の厚み)との関係で最適化すればよい。必要な電気特性の観点で、たとえば、着色層及び樹脂層の厚みが薄くなる場合に、液晶層の厚みを厚くすることができる。前者の膜厚が厚い場合、これに対応して液晶層の厚みを薄くすることができる。
In this embodiment, although the relative dielectric constant of the colored layer is a relatively important characteristic, it is almost uniquely determined by the ratio of the organic pigment added as the colorant to the transparent resin, so that the relative dielectric constant is largely adjusted. It is difficult to do. In other words, the type and content of the organic pigment in the colored layer are set based on the color purity required for the liquid crystal display device, and thereby the relative dielectric constant of the colored layer is almost determined. It is possible to increase the relative dielectric constant to 4 or more by increasing the ratio of the organic pigment and making the colored layer thin. In addition, by using a high refractive index material as the transparent resin, the relative dielectric constant can be slightly increased.
The thickness of the coloring layer and the resin layer may be optimized in relation to the cell gap of the liquid crystal to be used (the thickness of the liquid crystal layer). In view of necessary electrical characteristics, for example, when the thickness of the colored layer and the resin layer is reduced, the thickness of the liquid crystal layer can be increased. When the former film thickness is thick, the thickness of the liquid crystal layer can be reduced correspondingly.

第1電極と第2電極は、後述するように厚み方向に絶縁層により電気的に絶縁される。着色層、樹脂層、及び絶縁層の厚みは、液晶層の厚み、誘電率、印加電圧、駆動条件によって調整することができる。絶縁層をSiNx(窒化ケイ素)とする場合、この絶縁層の実用的な膜厚の範囲は、0.1μmから0.5μmである。第1電極と第2電極の膜厚方向の位置は、逆の位置でも良い。また、本実施形態に係る液晶表示装置では、斜め電界をより有効に活用することができるため、駆動電圧印加時の電気力線のおよぶ範囲を、液晶層や透明樹脂層を含む膜厚方向に拡げたことにより、透過率をアップすることができる。   As will be described later, the first electrode and the second electrode are electrically insulated by an insulating layer in the thickness direction. The thickness of the colored layer, the resin layer, and the insulating layer can be adjusted by the thickness of the liquid crystal layer, the dielectric constant, the applied voltage, and the driving conditions. When the insulating layer is SiNx (silicon nitride), the practical film thickness range of this insulating layer is 0.1 μm to 0.5 μm. The positions of the first electrode and the second electrode in the film thickness direction may be reversed. Further, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, since the oblique electric field can be used more effectively, the range of the electric lines of force when the driving voltage is applied extends in the film thickness direction including the liquid crystal layer and the transparent resin layer. By increasing the transmittance, the transmittance can be increased.

本実施形態に係る液晶表示装置用基板上にブラックマトリクスを覆うように透明導電膜を積層した構成における作用、また、ブラックマトリクス上の樹脂層の重畳部、あるいは、画素部の中央部を通る領域の凹部の作用について、誘電率異方性が負である液晶を用いた場合について、以下に説明する。   The operation in the configuration in which the transparent conductive film is laminated so as to cover the black matrix on the liquid crystal display device substrate according to the present embodiment, and the region passing through the overlapping portion of the resin layer on the black matrix or the central portion of the pixel portion The operation of the recess will be described below in the case of using a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy.

図1は、本発明の一実施形態に係る垂直配向液晶表示装置の模式断面図である。この液晶表示装置は、基板11とアレイ基板21とを液晶17を挟持する形で貼り合わせた構成を有する。基板11は、透明基板1a上に、ブラックマトリクス2、透明導電膜である第3電極3、及び樹脂層18を順次形成することにより構成される。アレイ基板21では、透明基板1b上に第2電極4及び第3電極5が形成されている。保護層や配向膜、また、偏光板、位相差板などは図示を省略されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vertical alignment liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. This liquid crystal display device has a configuration in which a substrate 11 and an array substrate 21 are bonded together with a liquid crystal 17 interposed therebetween. The substrate 11 is configured by sequentially forming the black matrix 2, the third electrode 3 that is a transparent conductive film, and the resin layer 18 on the transparent substrate 1a. In the array substrate 21, the second electrode 4 and the third electrode 5 are formed on the transparent substrate 1b. A protective layer, an alignment film, a polarizing plate, a retardation plate, and the like are not shown.

図2は、図1の平面視で矩形開口部の1/2部分を拡大して示す断面図である。なお、偏光板は、クロスニコルとし、ノーマリブラックの液晶表示装置とした。偏光板としては、たとえば、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系有機高分子を延伸することにより得た延伸方向に吸収軸を有するものを使用することができる。図2は、基板11に設けられた透明導電膜である第3電極3、及びアレイ基板21に設けられた第1電極4、第2電極5に電圧が印加されていない状態での、垂直配向の液晶17における液晶分子17a、17b、17c、17dの配向状態を示している。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a half portion of the rectangular opening in the plan view of FIG. The polarizing plate was crossed Nicol, and a normally black liquid crystal display device was used. As a polarizing plate, what has an absorption axis in the extending | stretching direction obtained by extending | stretching the polyvinyl alcohol-type organic polymer containing an iodine can be used, for example. FIG. 2 shows a vertical alignment in a state where no voltage is applied to the third electrode 3, which is a transparent conductive film provided on the substrate 11, and the first electrode 4 and the second electrode 5 provided on the array substrate 21. The alignment state of the liquid crystal molecules 17a, 17b, 17c, and 17d in the liquid crystal 17 is shown.

矩形開口部(1/2画素)の中央部の液晶は画素面に垂直に配向されているが、凹部23のショルダー部分18aの液晶分子17a、凸部24のショルダー部分18bの液晶分子17b,17cは、やや斜めに配向している。この斜めの配向の状態で液晶駆動の電圧が印加されると、液晶分子17a、17b、17cは、矢印Aの方向に倒れることになる。凹部23及び凸部24の形成によって、ラビングなどの配向処理を実施しなくとも液晶分子17a、17b、17cは、実質的にチルトを付与されていることになる。   The liquid crystal at the center of the rectangular opening (1/2 pixel) is aligned perpendicular to the pixel surface, but the liquid crystal molecules 17a of the shoulder portion 18a of the concave portion 23 and the liquid crystal molecules 17b and 17c of the shoulder portion 18b of the convex portion 24 are arranged. Are oriented slightly diagonally. When a liquid crystal driving voltage is applied in this oblique alignment state, the liquid crystal molecules 17a, 17b, and 17c are tilted in the direction of the arrow A. By forming the concave portions 23 and the convex portions 24, the liquid crystal molecules 17a, 17b, and 17c are substantially tilted without performing an alignment process such as rubbing.

本実施形態では、誘電率異方性が負である液晶と正である液晶の両者を用いることができる。たとえば、誘電率異方性が負の液晶として、室温付近で複屈折率が0.1程度であるネマチック液晶を用いることができる。誘電率異方性が正の液晶は、選択範囲が広いため、種々の液晶材料を適用することができる。液晶層の厚みは特に限定する必要はないが、本実施形態で実効的に用いることの可能な液晶層のΔndは、おおよそ300nmから500nmの範囲である。図示を省略した配向膜としては、たとえば、ポリイミド系有機高分子膜を加熱硬膜化して用いることができる。また、偏光板に貼り合わせる形で、1から3枚の位相差板を用いても良い。   In the present embodiment, both a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy can be used. For example, a nematic liquid crystal having a birefringence of about 0.1 near room temperature can be used as the liquid crystal having a negative dielectric anisotropy. Since liquid crystal having positive dielectric anisotropy has a wide selection range, various liquid crystal materials can be applied. The thickness of the liquid crystal layer is not particularly limited, but Δnd of the liquid crystal layer that can be effectively used in the present embodiment is in the range of approximately 300 nm to 500 nm. As the alignment film not shown, for example, a polyimide organic polymer film can be heated and hardened. Alternatively, one to three retardation plates may be used in a form to be bonded to the polarizing plate.

なお、本実施形態において、液晶の倒れる動作は、誘電率異方性が負の液晶の場合、初期配向が垂直である液晶が駆動電圧印加時に水平方向に倒れていく動作であり、あるいは誘電率異方性が正の液晶の場合、初期配向が水平である液晶が駆動電圧印加時に垂直方向に立ち上がっていく動作を意味する。   In this embodiment, the operation of tilting the liquid crystal is an operation in which the liquid crystal having a negative initial dielectric anisotropy is tilted in the horizontal direction when a driving voltage is applied, or the dielectric constant is negative. In the case of a liquid crystal having positive anisotropy, it means an operation in which a liquid crystal whose initial alignment is horizontal rises in the vertical direction when a driving voltage is applied.

図3は、駆動電圧の印加直後の倒れ始めた液晶の動きを説明する図である。即ち、電圧印加にともない、まず、液晶分子17a、17b、17cが倒れ始め、続いてこれら液晶分子周辺の液晶分子が倒れていく。凹部23及び凸部24は、誘電体である透明樹脂層が薄いか、あるいは存在しないので、画素中央部分と異なり、印加される駆動電圧が液晶分子に伝搬しやすく、液晶の倒れる動作のトリガーとなる。なお、図3には図示されていないが、画素の反対側の1/2画素では、液晶の倒れる方向が逆向きとなる。このことは、中間調表示での光学的補償を駆動電圧の大きさだけで実施することができ、MVA液晶のように4つのマルチドメインを形成しなくとも広い視野角を確保できることになる。中間調(例えば、液晶分子それぞれが斜めの状態)では、図3の1/2画素と反対側の1/2画素が反対向きの傾斜勾配をもつ液晶配向となり、これら相対する1/2画素で光学補償を行う。   FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the liquid crystal that starts to tilt immediately after the application of the drive voltage. That is, as the voltage is applied, first, the liquid crystal molecules 17a, 17b, and 17c start to fall, and then the liquid crystal molecules around these liquid crystal molecules fall. The concave portion 23 and the convex portion 24 have a thin transparent resin layer that is a dielectric or does not exist. Therefore, unlike the central portion of the pixel, the applied driving voltage easily propagates to the liquid crystal molecules, Become. Although not shown in FIG. 3, the liquid crystal tilts in the opposite direction in the half pixel on the opposite side of the pixel. This means that optical compensation in halftone display can be performed only by the magnitude of the driving voltage, and a wide viewing angle can be secured without forming four multi-domains as in the MVA liquid crystal. In a halftone (for example, each liquid crystal molecule is slanted), the ½ pixel opposite to the ½ pixel in FIG. 3 has a liquid crystal orientation having an inclined gradient in the opposite direction. Perform optical compensation.

図4は、駆動電圧印加後の、白表示時の液晶分子の配向状態を示す図である。図4に示すように、液晶分子はほぼ基板面に平行に配向している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an alignment state of liquid crystal molecules during white display after application of a driving voltage. As shown in FIG. 4, the liquid crystal molecules are aligned substantially parallel to the substrate surface.

次に、誘電率異方性が正の液晶を用いた液晶表示装置における液晶分子の動作について説明する。   Next, the operation of liquid crystal molecules in a liquid crystal display device using a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy will be described.

図5は、透明導電膜である第3電極3、第1電極4、及び第2電極5に電圧が印加されていない状態における、水平配向の液晶の液晶分子17a、17b、17c、17dの配向状態を示している。画素(1/2画素)の中央部の液晶は画素面に垂直に配向しているが、凸部24及び凹部23のそれぞれショルダー14b,14a部分の液晶分子はやや斜めに配向している。この斜めの配向の状態で、液晶駆動の電圧が印加されると、液晶分子17a、17b、17cは、図6に示すように、矢印の方向に倒れることになる。   FIG. 5 shows the alignment of the liquid crystal molecules 17a, 17b, 17c, and 17d of the horizontally aligned liquid crystal when no voltage is applied to the third electrode 3, the first electrode 4, and the second electrode 5, which are transparent conductive films. Indicates the state. The liquid crystal at the center of the pixel (1/2 pixel) is aligned perpendicular to the pixel surface, but the liquid crystal molecules at the shoulders 14b and 14a of the protrusion 24 and the recess 23 are slightly inclined. When a liquid crystal driving voltage is applied in this oblique alignment state, the liquid crystal molecules 17a, 17b, and 17c are tilted in the direction of the arrow as shown in FIG.

図6は、駆動電圧の印加直後、倒れ始めた液晶の動きを説明する模式断面図である。電圧印加にともない、まず、液晶分子17a、17b、17cが縦方向に立ち始め、続いてこれら液晶分子周辺の液晶分子が立っていく。凸部24及び凹部23は、誘電体である透明樹脂層が薄いか、あるいは存在しないので、画素中央部分と異なり、印加される駆動圧が液晶分子に伝搬しやすく、液晶の倒れる動作のトリガーとなる。なお、図6には図示されていないが、画素の反対側の1/2画素では、液晶の倒れる方向が逆向きとなる。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the movement of the liquid crystal that starts to tilt immediately after application of the drive voltage. As the voltage is applied, first, the liquid crystal molecules 17a, 17b, and 17c start to stand in the vertical direction, and then liquid crystal molecules around the liquid crystal molecules stand. Since the transparent resin layer as a dielectric is thin or does not exist in the convex portion 24 and the concave portion 23, unlike the central portion of the pixel, the applied driving pressure easily propagates to the liquid crystal molecules, and the trigger for the operation of tilting the liquid crystal Become. Although not shown in FIG. 6, the liquid crystal tilts in the opposite direction in the half pixel on the opposite side of the pixel.

図7は、駆動電圧印加後、白表示時の液晶分子の配向状態であり、液晶分子は、ほぼ基板面に垂直に配向している。   FIG. 7 shows the alignment state of the liquid crystal molecules during white display after application of the driving voltage, and the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface.

以上は、基板11側に近い液晶分子の挙動について説明したが、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置では、アレイ基板21側にも 上記基板11側と同様の方向に液晶分子を倒すことが出来る。以下、そのような例について、誘電率異方性が負である液晶を用いた場合を説明する。   In the above, the behavior of the liquid crystal molecules close to the substrate 11 side has been described. However, in the liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, the liquid crystal molecules are tilted to the array substrate 21 side in the same direction as the substrate 11 side. I can do it. Hereinafter, for such an example, a case where a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used will be described.

図8に示す液晶表示装置では、第1電極が櫛歯状電極4a,4b,4c,4dとされ、また同様に第2電極も櫛歯状電極5a,5b,5c,5dとされている。第1電極4a,4b,4c,4dの近傍における液晶分子27a,27b,27c,27dは、垂直に配向している。   In the liquid crystal display device shown in FIG. 8, the first electrode is a comb-like electrode 4a, 4b, 4c, 4d, and the second electrode is also a comb-like electrode 5a, 5b, 5c, 5d. The liquid crystal molecules 27a, 27b, 27c and 27d in the vicinity of the first electrodes 4a, 4b, 4c and 4d are vertically aligned.

図8に示す液晶表示装置において、第2電極5a,5b,5c,5dは、その端部が、液晶27aを倒す方向である画素からブラックマトリクス2へ向かう方向に、第1電極4a,4b,4c,4dの端部からはみ出るように配置されている。はみ出た量28は、用いる液晶材料や駆動電圧、液晶セル厚みなどのディメンションで種々調整することができる。はみ出た量28は、1μmから5μmの小さい量でも十分である。第1電極4a,4b,4c,4dと第2電極5a,5b,5c,5dの重なり部分の幅は、29で示されている。なお、配向膜は図示を省略した。重なり部分の幅は、適宜調整できる。   In the liquid crystal display device shown in FIG. 8, the second electrodes 5a, 5b, 5c, and 5d are arranged such that the end portions of the second electrodes 5a, 5b, 5c, and 5d extend from the pixels that are in the direction of tilting the liquid crystal 27a toward the black matrix 2. It arrange | positions so that it may protrude from the edge part of 4c, 4d. The protruding amount 28 can be variously adjusted depending on dimensions such as a liquid crystal material to be used, a driving voltage, and a liquid crystal cell thickness. As the protruding amount 28, a small amount of 1 μm to 5 μm is sufficient. The width of the overlapping portion of the first electrodes 4a, 4b, 4c, 4d and the second electrodes 5a, 5b, 5c, 5d is indicated by 29. The alignment film is not shown. The width of the overlapping portion can be adjusted as appropriate.

図9に、液晶を駆動する電圧を印加した直後の液晶分子27a,27b,27c,27dの動作と、電気力線30a,30b,30c,30dをあわせて示した。電圧印加により電気力線の方向Aに液晶分子27a,27b,27c,27dが倒れ始める。この液晶分子の倒れる方向は、図3に示した液晶分子17a,17b,17cが倒れる方向と同一方向なので、図示した画素の液晶分子は、同じ方向に瞬時に倒れることになり、液晶の応答性を大きく向上させることができる。   FIG. 9 shows the operation of the liquid crystal molecules 27a, 27b, 27c, and 27d immediately after the voltage for driving the liquid crystal is applied, and the electric lines of force 30a, 30b, 30c, and 30d. The liquid crystal molecules 27a, 27b, 27c, and 27d start to fall in the direction A of the electric lines of force by applying the voltage. Since the liquid crystal molecules are tilted in the same direction as the liquid crystal molecules 17a, 17b, and 17c shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules of the illustrated pixel are instantaneously tilted in the same direction. Can be greatly improved.

図9は、画素の1/2画素を図示しているが、残る1/2画素における第2電極のずれの方向は、図9の1/2画素に対し対称で、逆の方向であるのが望ましい。櫛歯状電極のパターンは、平面視でV字状や斜めに傾斜した形でも良い。あるいは、1/4画素単位で90°向きを変えた櫛歯状パターンでも良い。これら電極パターンは、画素中心から見て対称であることが望ましい。 Figure 9 is illustrates a half pixel in the pixel, the direction of displacement of the second electrode in the 1/2 pixel remaining in line symmetry with respect to ½ pixel in FIG. 9, is in the opposite direction Is desirable. The comb-like electrode pattern may be V-shaped or slanted in plan view. Alternatively, a comb-like pattern in which the direction of 90 ° is changed in 1/4 pixel units may be used. These electrode patterns are desirably line symmetric as viewed from the pixel center.

凹部23の平面視形状は、縦長の矩形画素の場合に、矩形画素を2分する形で中心を通る領域に直線状に設けることが好ましいが、第1電極や第2電極の櫛歯パターン形状によって、矩形画素の中心から十字状あるいはX字状に延びる形に形成することもできる。十字状あるいはX字状に凹部を形成した場合、第2電極のはみ出し部は、第1電極に対して矩形画素の4辺(ブラックマトリクス)方向に配設することが望ましい。第1電極や第2電極の櫛歯パターンは、矩形画素中心から対称であることが望ましい。画素を分割して液晶を駆動することにより、光学補償を完全に行うことができ、視野角が広く、どの角度から見ても色変化のない垂直配向液晶表示装置を得ることができる。 In the case of a vertically long rectangular pixel, the recess 23 is preferably provided in a straight line in a region passing through the center so that the rectangular pixel is divided into two. However, the comb-like pattern shape of the first electrode and the second electrode Thus, it can be formed in a shape extending in the shape of a cross or X from the center of the rectangular pixel. In the case where the concave portion is formed in a cross shape or an X shape, it is desirable that the protruding portion of the second electrode is disposed in the four sides (black matrix) direction of the rectangular pixel with respect to the first electrode. The comb patterns of the first electrode and the second electrode are desirably line symmetric from the center of the rectangular pixel. By dividing the pixels and driving the liquid crystal, the optical compensation can be completely performed, and a vertical alignment liquid crystal display device having a wide viewing angle and no color change when viewed from any angle can be obtained.

なお、第1電極には液晶を駆動する電圧を印加するが、第2電極、第3電極は共通の電位(コモン)とすることができる。図8に示した第1電極と第2電極の重なり部分29は、補助容量として利用することができる。   In addition, although the voltage which drives a liquid crystal is applied to a 1st electrode, a 2nd electrode and a 3rd electrode can be made into a common electric potential (common). The overlapping portion 29 of the first electrode and the second electrode shown in FIG. 8 can be used as an auxiliary capacitor.

以上、図1〜図9に示す実施形態では、基板11にはカラーフィルタば設けられていないが、カラーフィルタを形成し、カラーフィルタ基板としてもよい。この場合、カラーフィルタは、透明導電膜3と樹脂層18の間に形成される。なお、カラーフィルタを構成する着色画素は、赤色画素、緑色画素、青色画素の3色に限らず、これに、黄色画素などの補色の画素や、白色画素(透明画素)を加えてもよい。   As described above, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 9, the substrate 11 is not provided with a color filter, but a color filter may be formed as a color filter substrate. In this case, the color filter is formed between the transparent conductive film 3 and the resin layer 18. The colored pixels constituting the color filter are not limited to the three colors of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel, and a complementary color pixel such as a yellow pixel or a white pixel (transparent pixel) may be added thereto.

以下に、本実施形態に係る液晶表示装置用基板に用いることが可能な透明樹脂及び有機顔料等について例示する。   Examples of transparent resins and organic pigments that can be used for the substrate for a liquid crystal display device according to this embodiment will be described below.

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

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

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

(アクリル樹脂)
本実施形態に採用可能な透明樹脂の代表として、以下のアクリル系樹脂が例示できる。
(acrylic resin)
The following acrylic resin can be illustrated as a representative of transparent resin employable in this embodiment.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

上記光重合性開始剤、増感剤、及びエチレン性不飽和化合物は、後述する位相差層の形成に用いられる重合性液晶化合物を含む組成物に加えても良い。   You may add the said photopolymerization initiator, a sensitizer, and an ethylenically unsaturated compound to the composition containing the polymeric liquid crystal compound used for formation of the phase difference layer mentioned later.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(遮光層の色材)
遮光層あるいはブラックマトリクス含まれる遮光性の色材は、可視光波長領域に吸収を有することにより遮光機能を示す色材である。本実施形態において遮光性の色材には、例えば、有機顔料、無機顔料、染料等が挙げられる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等が挙げられる。有機顔料については、前記した有機顔料が採用できる。なお、遮光性成分は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これら色材の表面による樹脂被覆による高体積抵抗化、逆に、樹脂の母材に対して色材の含有比率を上げて若干の導電性を付与することによる低体積抵抗化を行っても良い。しかし、こうした遮光性材料の体積抵抗値は、およそ1×10〜1×1015Ω・cmの範囲であるので、透明導電膜の抵抗値に影響するレベルではない。同様に、遮光層の比誘電率も色材の選択や含有比率でおよそ3〜11の範囲で調整できる。
(Coloring material for shading layer)
The light-shielding color material contained in the light-shielding layer or the black matrix is a color material that exhibits a light-shielding function by having absorption in the visible light wavelength region. In the present embodiment, examples of the light-shielding color material include organic pigments, inorganic pigments, dyes, and the like. Examples of inorganic pigments include carbon black and titanium oxide. Examples of the dye include azo dyes, anthraquinone dyes, phthalocyanine dyes, quinoneimine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, carbonyl dyes, and methine dyes. As the organic pigment, the organic pigment described above can be adopted. In addition, 1 type may be used for a light-shielding component and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. In addition, by increasing the volume resistance by resin coating on the surface of these color materials, conversely, by reducing the volume resistance by increasing the content ratio of the color material to the resin base material to give some conductivity. Also good. However, since the volume resistance value of such a light-shielding material is in the range of about 1 × 10 8 to 1 × 10 15 Ω · cm, it is not a level that affects the resistance value of the transparent conductive film. Similarly, the relative dielectric constant of the light shielding layer can be adjusted within a range of about 3 to 11 depending on the selection and content ratio of the color material.

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

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

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

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

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

以上の分散助剤及び色素誘導体は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   1 type may be used for the above dispersion adjuvant and pigment | dye derivative | guide_body, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.

以下、本発明の種々の実施例について説明する。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described.

以下の実施例のうち、カラーフィルタ基板に係る実施例6〜9では、着色画素を、赤色画素、緑色画素、青色画素の3色を用いたが、これに、黄色画素などの補色の画素や、白色画素を加えてもよい。   Of the following examples, in Examples 6 to 9 related to the color filter substrate, three colors of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel are used as the colored pixels. White pixels may be added.

実施例1
図10に示す基板を、以下のようにして製造した。
Example 1
The substrate shown in FIG. 10 was manufactured as follows.

(ブラックマトリクス形成用分散液)
カーボン顔料#47(三菱化学社製)20質量部、高分子分散剤BYK-182(ビックケミー社製)8.3質量部、銅フタロシアニン誘導体(東洋インキ製造社製)1.0質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート71質量部を、ビーズミル分散機にて、攪拌してカーボンブラック分散液を作製した。
(Dispersion for forming black matrix)
Carbon pigment # 47 (manufactured by Mitsubishi Chemical) 20 parts by mass, polymer dispersant BYK-182 (manufactured by BYK Chemie) 8.3 parts by mass, copper phthalocyanine derivative (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) 1.0 part by mass, and propylene A carbon black dispersion was prepared by stirring 71 parts by mass of glycol monomethyl ether acetate with a bead mill disperser.

(ブラックマトリクス形成用フォトレジスト)
ブラックマトリクス形成用レジストは、以下の材料を使用して作製した。
(Photoresist for forming black matrix)
The black matrix forming resist was manufactured using the following materials.

カーボンブラック分散液:顔料#47(三菱化学社製)
樹脂:V259-ME(新日鐵化学社製)(固形分56.1質量%)
モノマー:DPHA(日本化薬社製)
開始剤:OXE-02(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
OXE-01(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
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
エチル-3-エトキシプロピオネート
レベリング剤:BYK-330(ビックケミー社製)
以上の材料を、以下の組成比で混合攪拌し、ブラックマトリクス形成用レジストとした(固形分中の顔料濃度:約20%)。
Carbon black dispersion: Pigment # 47 (Mitsubishi Chemical Corporation)
Resin: V259-ME (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) (solid content 56.1% by mass)
Monomer: DPHA (Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Initiator: OXE-02 (Ciba Specialty Chemicals)
OXE-01 (Ciba Specialty Chemicals)
Solvent: Propylene glycol monomethyl ether acetate
Ethyl-3-ethoxypropionate Leveling agent: BYK-330 (by Big Chemie)
The above materials were mixed and stirred at the following composition ratio to obtain a black matrix forming resist (pigment concentration in solid content: about 20%).

カーボンブラック分散液 3.0質量部
樹脂 1.4質量部
モノマー 0.3質量部
開始剤 OXE−01 0.67質量部
開始剤 OXE−02 0.17質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 14質量部
エチル-3-エトキシプロピオネート 5.0質量部
レベリング剤 1.5質量部
(ブラックマトリクス形成条件)
図10に示すように、上記フォトレジストをガラスからなる透明基板1aにスピンコートし、乾燥させ、膜厚1.9μmの塗膜を作製した。かかる塗膜を100℃で3分間、乾燥した後、ブラックマトリクスとしてパターン幅(ブラックマトリクスの画線幅に相当)20.5μm開口のある露光用のフォトマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて200mJ/cm照射した。
Carbon black dispersion 3.0 parts by weight Resin 1.4 parts by weight Monomer 0.3 parts by weight Initiator OXE-01 0.67 parts by weight Initiator OXE-02 0.17 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate 14 parts by weight Ethyl -3-Ethoxypropionate 5.0 parts by weight Leveling agent 1.5 parts by weight (Black matrix formation conditions)
As shown in FIG. 10, the photoresist was spin-coated on a transparent substrate 1a made of glass and dried to prepare a coating film having a thickness of 1.9 μm. After drying this coating film at 100 ° C. for 3 minutes, an exposure photomask having an opening of 20.5 μm in pattern width (corresponding to the line width of the black matrix) is used as the black matrix, and an ultrahigh pressure mercury lamp lamp is used as the light source. 200 mJ / cm 2 was used.

次に、2.5%炭酸ナトリウム水溶液で60秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥した後、230℃で60分加熱処理してパターンを定着させ、透明基板1a上にブラックマトリクス2を形成した。ブラックマトリクス2の画線幅は、約20μmであり、矩形画素の周囲(4辺)に形成した。透明基板面からの画線端部の傾斜角度は約45度とした。   Next, development is performed with a 2.5% aqueous sodium carbonate solution for 60 seconds, and after the development, the substrate is thoroughly washed with water and further dried. Then, the pattern is fixed by heating at 230 ° C. for 60 minutes, and the black matrix 2 is formed on the transparent substrate 1a. Formed. The image line width of the black matrix 2 was about 20 μm, and was formed around the rectangular pixels (4 sides). The inclination angle of the edge of the image line from the transparent substrate surface was about 45 degrees.

(透明導電膜の成膜)
スパッタリング装置を用いて、前記したブラックマトリクス2の全面を覆うように、ITO(インジウム・スズの金属酸化物薄膜)からなる透明導電膜3(第3電極)を0.14μmの膜厚で形成した。
(Deposition of transparent conductive film)
Using a sputtering apparatus, a transparent conductive film 3 (third electrode) made of ITO (indium tin metal oxide thin film) was formed to a thickness of 0.14 μm so as to cover the entire surface of the black matrix 2 described above. .

(樹脂層の形成)
透明導電膜3を覆うように、アルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂塗布液を用いて、硬膜後の膜厚が1.8μmになるように、フォトリソグラフィーにより樹脂層18を形成した。
(Formation of resin layer)
A resin layer 18 was formed by photolithography using an alkali-soluble acrylic photosensitive resin coating solution so as to cover the transparent conductive film 3 so that the film thickness after hardening was 1.8 μm.

用いたフォトマスクとしては、矩形画素の中央部にはハーフトーン(透過率の低い半透過部)のスリットを設けたものを用い、平面視で線状の凹部13を形成した。凹部13の深さは、約1μmとした。 As a photomask used, a rectangular pixel was provided with a slit of a halftone (semi-transmissive part with low transmittance) in the center part, and a linear concave part 13 was formed in plan view. The depth of the recess 13 was about 1 μm.

ブラックマトリクス2上に形成された樹脂層18からなる凸部24の高さHは約1.1μmとなった。凸部24の傾斜は、透明基板面からの角度で約45度であった。なお、凸部24の高さHは、樹脂層18の平坦部の表面から凸部24のトップまでの高さとした。 The height H 1 of the convex portion 24 made of the resin layer 18 formed on the black matrix 2 was about 1.1 μm. The inclination of the convex portion 24 was about 45 degrees with respect to the transparent substrate surface. In addition, the height H 1 of the convex portion 24 is a height from the surface of the flat portion of the resin layer 18 to the top of the convex portion 24.

なお、本実施例に係る基板はカラーフィルタを含まず、カラーフィルタはアレイ基板側に形成するか、あるいは、フィールドシーケンシャル(複数色のLED光源をバックライトに用い、時分割の光源駆動により、カラーフィルタなしでカラー表示を行う手法)のカラー液晶表示装置に適用することができる。   Note that the substrate according to this embodiment does not include a color filter, and the color filter is formed on the array substrate side, or a field sequential (a plurality of color LED light sources are used as a backlight, and a color filter is driven by time-division light source driving). The present invention can be applied to a color liquid crystal display device of a technique for performing color display without a filter.

樹脂層18の形成に用いるアクリル感光性樹脂塗布液は、下記に示すようにアクリル樹脂を合成し、さらにモノマー、光開始剤を加え、0.5μmのフィルトレーションを行って得た透明樹脂塗布液である。   The acrylic photosensitive resin coating solution used for forming the resin layer 18 is a transparent resin coating obtained by synthesizing an acrylic resin as shown below, adding a monomer and a photoinitiator, and performing filtration of 0.5 μm. It is a liquid.

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

スチレン 55質量部
メタクリル酸 65質量部
メチルメタクリレート 65質量部
ベンジルメタクリレート 60質量部
熱重合開始剤 15質量部
連鎖移動剤 3質量部
滴下後、十分に加熱した後、熱重合開始剤2.0質量部をシクロヘキサノン50質量部で溶解して得た溶液を添加し、さらに反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。この樹脂溶液に固形分が30質量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液(1)とした。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約20,000であった。
Styrene 55 parts by weight Methacrylic acid 65 parts by weight Methyl methacrylate 65 parts by weight Benzyl methacrylate 60 parts by weight Thermal polymerization initiator 15 parts by weight Chain transfer agent 3 parts by weight After dripping and heating sufficiently, 2.0 parts by weight of thermal polymerization initiator A solution obtained by dissolving 50 parts by mass of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued to obtain an acrylic resin solution. To this resin solution, cyclohexanone was added so that the solid content was 30% by mass to prepare an acrylic resin solution, which was designated as resin solution (1). The weight average molecular weight of the acrylic resin was about 20,000.

さらに、下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで2時間分散し、0.5μmのフィルタで濾過して、透明樹脂塗布液を得た。   Further, a mixture having the following composition was stirred and mixed uniformly, then dispersed with a sand mill for 2 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and filtered with a 0.5 μm filter to obtain a transparent resin coating solution.

樹脂溶液(1) 100質量部
多官能重合性モノマー
EO変性ビスフェノールAメタクリレート(BPE−500:新中村化学社製)
20質量部
光開始剤
(チバスペシャリティーケミカルズ社製「イルガキュアー907」)
16重量部
シクロヘキサノン 190重量部
実施例2
図11に示す基板を、以下のようにして製造した。
Resin solution (1) 100 parts by mass Polyfunctional polymerizable monomer EO-modified bisphenol A methacrylate (BPE-500: manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
20 parts by mass Photoinitiator (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
16 parts by weight Cyclohexanone 190 parts by weight
Example 2
The substrate shown in FIG. 11 was manufactured as follows.

本実施例では、用いたブラックマトリクス形成用フォトマスク及びフォトレジストは、実施例1と同じである。   In this embodiment, the black matrix forming photomask and the photoresist used are the same as those in the first embodiment.

ガラス基板1a上にブラックマトリクス2を形成した後、このブラックマトリクス2を含むガラス基板1a上にアルカリ可溶型、感光性フォトレジストのアクリル樹脂を乾燥後膜厚が1.2μmとなるような厚さに塗布した。感光性矩形画素中央部のみに10μmの開口幅のあるフォトマスクを用いて露光し、さらに現像及び硬膜処理して、12μm画線幅の透明線状パターン22を形成した。   After the black matrix 2 is formed on the glass substrate 1a, the glass substrate 1a including the black matrix 2 is dried with an alkali-soluble type photosensitive photoresist acrylic resin to a thickness of 1.2 μm. It was applied. Only the central part of the photosensitive rectangular pixel was exposed using a photomask having an opening width of 10 μm, and further developed and hardened to form a transparent linear pattern 22 having an image line width of 12 μm.

次いで、実施例1と同様にして透明導電膜3を積層した。   Next, a transparent conductive film 3 was laminated in the same manner as in Example 1.

その後、樹脂層18を形成するが、それに使用したレジスト及びその形成方法は、実施例1と同じである。ただし、樹脂層18形成のためのフォトマスクとしては、実施例1と異なり、矩形画素中央部に線状遮光パターンのあるフォトマスクを用いた。   Thereafter, the resin layer 18 is formed. The resist used for the resin layer 18 and the formation method thereof are the same as those in the first embodiment. However, as a photomask for forming the resin layer 18, unlike the first embodiment, a photomask having a linear light-shielding pattern at the center of the rectangular pixel was used.

図11を参照して、製造した基板について説明する。樹脂層18の膜厚は1.8μmである。樹脂層18の凸部24の高さは、1μmである。矩形画素の中央部には、透明樹脂(アクリル樹脂)からなる線状パターン22が形成され、この線状パターン22上には、7μmの透明導電膜の開口幅と約0.6μmの深さのある凹部33が形成されている。   The manufactured substrate will be described with reference to FIG. The film thickness of the resin layer 18 is 1.8 μm. The height of the convex portion 24 of the resin layer 18 is 1 μm. A linear pattern 22 made of a transparent resin (acrylic resin) is formed at the center of the rectangular pixel. On the linear pattern 22, an opening width of a transparent conductive film of 7 μm and a depth of about 0.6 μm are formed. A certain recess 33 is formed.

なお、本実施例で用いたアクリル樹脂に代えて、高い濃度の有機顔料を含む着色層により線状パターンを形成しても良い。顔料濃度の高い着色層からなる線状パターンにより、線状の光の抜けをなくし、色純度の高い表示が可能となる。   In addition, it may replace with the acrylic resin used in the present Example, and may form a linear pattern with the colored layer containing a high concentration organic pigment. A linear pattern composed of a colored layer having a high pigment concentration eliminates the loss of linear light and enables display with high color purity.

実施例3
図12に示す基板を、以下のようにして製造した。
Example 3
The substrate shown in FIG. 12 was manufactured as follows.

本実施例では、実施例1で用いたブラックマトリクス形成用フォトマスクに代えて、ブラックマトリクス形成用開口パターンに加え、矩形画素中央部にさらに11μm幅の開口のあるフォトマスクを用いた。開口幅を狭くすることで露光量が急減するため、矩形画素中央に、高さの低い線状の遮光パターン32を形成することができる。   In this example, in place of the black matrix forming photomask used in Example 1, in addition to the black matrix forming opening pattern, a photomask having an opening of 11 μm width at the center of the rectangular pixel was used. By reducing the opening width, the amount of exposure sharply decreases. Therefore, a linear light shielding pattern 32 having a low height can be formed in the center of the rectangular pixel.

その後、実施例1と同様にして透明導電膜3を積層した。   Thereafter, a transparent conductive film 3 was laminated in the same manner as in Example 1.

また、樹脂層18形成用フォトマスクとして、矩形画素中央部にさらに12μm幅の遮光パターンのあるフォトマスクを用いた。ほか、使用したレジスト、製造方法は実施例1と同じである。   Further, as the photomask for forming the resin layer 18, a photomask having a light shielding pattern having a width of 12 μm at the center of the rectangular pixel was used. In addition, the resist and the manufacturing method used are the same as those in Example 1.

図12を用いて、製造した基板について説明する。樹脂層18の膜厚は、いずれも1.8μmである。樹脂層18の凸部24の高さは、1.1μmである。矩形画素の中央部には、遮光層(ブラック形成レジスト)による遮光パターン32が形成され、この遮光パターン32上には、7μmの透明導電膜の開口幅と約0.6μmの深さのある凹部43が形成されている。   The manufactured substrate will be described with reference to FIG. The film thickness of the resin layer 18 is 1.8 μm in all cases. The height of the convex portion 24 of the resin layer 18 is 1.1 μm. A light shielding pattern 32 of a light shielding layer (black forming resist) is formed at the center of the rectangular pixel, and a concave portion having an opening width of 7 μm transparent conductive film and a depth of about 0.6 μm is formed on the light shielding pattern 32. 43 is formed.

本実施例では、ブラックマトリクスと矩形画素中央の遮光パターンを1つのフォトマスクを用いて形成したが、ブラックマトリクスと遮光パターンと分けて2つのフォトマスクを用い、かつ2回のフォトリソグラフィの手法で形成しても良い。   In this embodiment, the black matrix and the light shielding pattern at the center of the rectangular pixel are formed using one photomask. However, the black matrix and the light shielding pattern are divided into two photomasks, and two photolithography techniques are used. It may be formed.

実施例4
図13に示す基板を、以下のようにして製造した。
Example 4
The substrate shown in FIG. 13 was manufactured as follows.

ガラス基板1a上に、0.14μm膜厚の透明導電膜3を形成し、この透明導電膜3上に、ブラックマトリクス2を1.9μmの膜厚で形成した。ブラックマトリクス形成用フォトレジストは、実施例1と同様のものを用いた。   A transparent conductive film 3 having a thickness of 0.14 μm was formed on the glass substrate 1a, and a black matrix 2 having a thickness of 1.9 μm was formed on the transparent conductive film 3. The same black matrix forming photoresist as in Example 1 was used.

次に、ブラックマトリクス2及び矩形開口部を覆うように、アルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂塗布液を用いて、硬膜後の膜厚が1μmになるように樹脂層18を形成した。ブラックマトリクス2上に形成された樹脂層18からなる凸部24の高さHは、約1μmとした。凹部53の深さは1μmであり、凹部53には透明導電膜3を露出させた。 Next, a resin layer 18 was formed using an alkali-soluble acrylic photosensitive resin coating solution so as to cover the black matrix 2 and the rectangular opening so that the film thickness after hardening was 1 μm. The height H 2 of the convex portion 24 made of the resin layer 18 formed on the black matrix 2 was about 1 μm. The depth of the recess 53 was 1 μm, and the transparent conductive film 3 was exposed in the recess 53.

なお、本実施例に係る基板はカラーフィルタを含まず、カラーフィルタはアレイ基板側に形成するか、あるいは、フィールドシーケンシャル(複数色のLED光源をバックライトに用い、時分割の光源駆動により、カラーフィルタなしでカラー表示を行う手法)のカラー液晶表示装置に適用することができる。   Note that the substrate according to this embodiment does not include a color filter, and the color filter is formed on the array substrate side, or a field sequential (a plurality of color LED light sources are used as a backlight, and a color filter is driven by time-division light source driving). The present invention can be applied to a color liquid crystal display device of a technique for performing color display without a filter.

樹脂層18の形成に用いるアクリル感光性樹脂塗布液は、実施例1で用いたものと同様のものとした。   The acrylic photosensitive resin coating solution used for forming the resin layer 18 was the same as that used in Example 1.

実施例5
図14に示すカラーフィルタ基板を、以下のようにして製造した。
Example 5
The color filter substrate shown in FIG. 14 was manufactured as follows.

ガラス基板1a上に、0.14μm膜厚の透明導電膜3を形成し、この透明導電膜3上に、ブラックマトリクス2を1.9μmの膜厚で形成した。ブラックマトリクス形成用フォトレジストは、実施例1と同様のものを用いた。   A transparent conductive film 3 having a thickness of 0.14 μm was formed on the glass substrate 1a, and a black matrix 2 having a thickness of 1.9 μm was formed on the transparent conductive film 3. The same black matrix forming photoresist as in Example 1 was used.

次に、ブラックマトリクス2及び矩形開口部を覆うように、着色画素を形成した。着色画素の形成に用いたカラーレジスト及び着色画素の形成方法について、以下に示す。   Next, colored pixels were formed so as to cover the black matrix 2 and the rectangular openings. The color resist used for forming the colored pixels and the method for forming the colored pixels are described below.

(着色画素の形成)
《着色層形成用分散液》
着色層に分散する有機顔料として、以下のものを使用した。
(Formation of colored pixels)
<Colored layer forming dispersion>
As the organic pigment dispersed in the colored layer, the following were used.

赤色用顔料:C.I.Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B-CF」)、C.I.Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッドA2B」)
緑色用顔料:C.I.Pigment Green 58、C.I.Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y-5688」)
青色用顔料:C.I.Pigment Blue 15(東洋インキ製造製「リアノールブルーES」)
C.I.Pigment Violet 23(BASF社製「バリオゲンバイオレット 5890」)
以上の顔料を用いて、赤色、緑色、及び青色の各色分散液を作製した。
Red pigment: CIP Pigment Red 254 ("Ilgar Four Red B-CF" manufactured by Ciba Specialty Chemicals), CIP Pigment Red 177 ("Chromophthal Red A2B" manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Green pigments: CIPigment Green 58, CIPigment Yellow 150 (Bayer's “Funchon First Yellow Y-5688”)
Blue pigment: CIPigment Blue 15 (“Rearanol Blue ES” manufactured by Toyo Ink)
CI Pigment Violet 23 (BASF "Variogen Violet 5890")
Using the above pigments, red, green, and blue color dispersions were prepared.

<赤色顔料分散液>
赤色顔料:C.I.Pigment Red 254 18質量部
赤色顔料:C.I.Pigment Red 177 2質量部
アクリルワニス(固形分20質量%) 108質量部
上記の組成の混合物を均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散し、5μmフィルタで濾過して赤色顔料分散液を作製した。
<Red pigment dispersion>
Red pigment: CIPigment Red 254 18 parts by mass Red pigment: CIPigment Red 177 2 parts by mass Acrylic varnish (solid content 20% by mass) 108 parts by mass After uniformly stirring the mixture of the above composition, using glass beads, The mixture was dispersed for 5 hours and filtered through a 5 μm filter to prepare a red pigment dispersion.

<緑色顔料分散液>
緑色顔料:C.I.Pigment Green 58 16質量部
緑色顔料:C.I.Pigment Yellow 150 8質量部
アクリルワニス(固形分20質量%): 102質量部
上記の組成の混合物に対して、赤色顔料分散液と同様の作製方法を用いて、緑色顔料分散液を作製した。
<Green pigment dispersion>
Green pigment: CIPigment Green 58 16 parts by mass Green pigment: CIPigment Yellow 150 8 parts by mass Acrylic varnish (solid content: 20% by mass): 102 parts by mass The same preparation method as that for the red pigment dispersion is applied to the mixture having the above composition. A green pigment dispersion was prepared using this.

<青色顔料分散液>
青色顔料:C.I.Pigment Blue 15 50質量部
青色顔料:C.I.Pigment Violet 23 2質量部
分散剤(ゼネカ社製「ソルスバース20000」):6質量部
アクリルワニス(固形分20質量%): 200質量部
上記の組成の混合物に対して、赤色顔料分散液と同様の作製方法を用いて、青色顔料分散液を作製した。
<Blue pigment dispersion>
Blue pigment: CIPigment Blue 15 50 parts by mass Blue pigment: CIPigment Violet 23 2 parts by mass Dispersant ("Solsverse 20000" manufactured by Zeneca): 6 parts by mass Acrylic varnish (solid content 20% by mass): 200 parts by mass A blue pigment dispersion was prepared for the mixture using the same production method as for the red pigment dispersion.

《着色画素形成カラーレジスト》
<赤色画素形成カラーレジスト>
赤色分散液 150質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 13質量部
(大阪有機化学工業社製「TMP3A」)
光開始剤 4質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irgacure907」)
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 2質量部
溶剤:シクロヘキサノン 257質量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色画素形成カラーレジストを得た。
《Colored pixel forming color resist》
<Red pixel formation color resist>
Red dispersion 150 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 13 parts by weight (“TMP3A” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
Photoinitiator 4 parts by mass (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight Solvent: 257 parts by weight of cyclohexanone The mixture having the above composition is stirred and mixed to be uniform and then filtered through a 5 μm filter to form a red pixel forming color resist. Got.

<緑色画素形成カラーレジスト>
緑色分散液 126質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 14質量部
(大阪有機化学工業社製「TMP3A」)
光開始剤 4質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irgacure907」)
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 2質量部
シクロヘキサノン 257質量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して、緑色画素形成カラーレジストを得た。
<Green pixel forming color resist>
Green dispersion 126 parts by mass Trimethylolpropane triacrylate 14 parts by mass (“TMP3A” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
Photoinitiator 4 parts by mass (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by mass Cyclohexanone 257 parts by mass The mixture having the above composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 5 µm filter to obtain a green pixel forming color resist. Obtained.

<青色画素形成カラーレジスト>
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色画素形成カラーレジストと同様の方法で作製した。
<Blue pixel forming color resist>
It was produced by the same method as the red pixel forming color resist so that the compositions were as follows.

青色分散液 258質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 19質量部
(大阪有機化学工業社製「TMP3A」)
光開始剤 4質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irgacure907」)
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 2質量部
シクロヘキサノン 214質量部
[緑色顔料の調製]
塩化アルミニウム356質量部および塩化ナトリウム6質量部の200℃の溶融塩に、亜鉛フタロシアニン46質量部を溶解し、130℃まで冷却し、1時間攪拌した。反応温度を180℃に昇温し、臭素を1時間あたり10質量部の速度で10時間滴下した。その後、塩素を1時間あたり0.8質量部の速度で5時間導入した。
Blue dispersion 258 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 19 parts by weight (“TMP3A” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
Photoinitiator 4 parts by mass (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight cyclohexanone 214 parts by weight
[Preparation of green pigment]
In 200 ° C. molten salt of 356 parts by mass of aluminum chloride and 6 parts by mass of sodium chloride, 46 parts by mass of zinc phthalocyanine was dissolved, cooled to 130 ° C., and stirred for 1 hour. The reaction temperature was raised to 180 ° C., and bromine was added dropwise at a rate of 10 parts by mass per hour for 10 hours. Thereafter, chlorine was introduced at a rate of 0.8 parts by mass per hour for 5 hours.

この反応液を水3200質量部中に徐々に注入した後、濾過し、水洗して、107.8質量部の粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を得た。この粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料の1分子内に含まれる平均臭素数は14.1個、平均塩素数は1.9個であった。   The reaction solution was gradually poured into 3200 parts by mass of water, then filtered and washed with water to obtain 107.8 parts by mass of a crude zinc halide phthalocyanine pigment. The average number of bromines contained in one molecule of this crude zinc halide phthalocyanine pigment was 14.1 and the average number of chlorine was 1.9.

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

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

《着色画素形成》
上記の如き方法によって得られた着色画素形成カラーレジストを用いて着色層を形成した。
《Colored pixel formation》
A colored layer was formed using the color pixel forming color resist obtained by the method as described above.

着色層の形成は、まず透明導電膜3及びブラックマトリクス2が形成されたガラス基板1a上に、赤色画素形成用カラーレジストをスピンコートにより仕上り膜厚が1.8μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥した後、着色画素形成用のフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を300mJ/cmの照射量で照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像して、ストライプ形状の赤色の着色画素15を得た。その後、230℃で30分焼成した。BM部とカラー部の重なりを14.0μmとして作製した。なお、矩形画素の中央部にはハーフトーン(透過率の低い半透過部)のスリットを設け、平面視で線状の凹部(図示せず)を形成した。凹部の深さは、約1μmとした。 For forming the colored layer, first, a color resist for forming a red pixel was applied by spin coating on the glass substrate 1a on which the transparent conductive film 3 and the black matrix 2 were formed so as to have a finished film thickness of 1.8 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, light from a high-pressure mercury lamp is irradiated at a dose of 300 mJ / cm 2 through a photomask for forming colored pixels, developed with an alkali developer for 60 seconds, and then striped red coloration Pixel 15 was obtained. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes. The BM part and the collar part were produced with an overlap of 14.0 μm. In addition, a slit of a halftone (semi-transmissive part with low transmittance) was provided at the center of the rectangular pixel, and a linear concave part (not shown) was formed in plan view. The depth of the recess was about 1 μm.

次に、緑色画素形成用レジストも同様にスピンコートにより仕上り膜厚が1.8μmとなるように塗布した。90℃、5分間乾燥した後、前述の赤色画素15と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像することで、緑色画素14を形成した。同様に、矩形画素の中央部にはハーフトーン(透過率の低い半透過部)のスリットを設け、平面視で線状の凹部63を形成した。凹部63の深さは、約1μmとした。その後、230℃で30分間熱処理して硬膜した。   Next, the green pixel forming resist was similarly applied by spin coating so that the finished film thickness was 1.8 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, green pixels 14 were formed by exposing and developing through a photomask so that a pattern was formed adjacent to the red pixels 15 described above. Similarly, a slit of a halftone (semi-transmissive part with low transmittance) is provided in the center of the rectangular pixel, and a linear concave part 63 is formed in plan view. The depth of the recess 63 was about 1 μm. Then, it hardened | cured by heat-processing for 30 minutes at 230 degreeC.

さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色画素形成用レジストについても仕上り膜厚が1.8μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素16を得た。これで、基板1a上に赤、緑、青3色の着色画素を持つカラーフィルタが得られた。その後、230℃で30分間熱処理して硬膜し、カラーフィルタ基板を得た。   Further, in the same manner as in red and green, a blue pixel 16 having a finished film thickness of 1.8 μm and adjacent to the red and green pixels was obtained in the same manner as in the red and green resists. Thus, a color filter having red, green, and blue colored pixels on the substrate 1a was obtained. Thereafter, the film was heat-treated at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a color filter substrate.

その後、着色画素上に熱硬化型のアクリル樹脂からなる樹脂層68を0.2μmの膜厚で積層した。凸部64の高さは約1μm、凹部63深さは約0.9μmとなった。樹脂層68により、凸部64の高さ及び凹部63の深さがやや小さめの値となった。   Thereafter, a resin layer 68 made of a thermosetting acrylic resin was laminated on the colored pixels to a thickness of 0.2 μm. The height of the convex portion 64 was about 1 μm, and the depth of the concave portion 63 was about 0.9 μm. Due to the resin layer 68, the height of the convex portion 64 and the depth of the concave portion 63 were slightly smaller.

実施例6
図15に示すカラーフィルタ基板を、以下のようにして製造した。
Example 6
The color filter substrate shown in FIG. 15 was manufactured as follows.

ガラス基板1a上に、ブラックマトリクス2を1.9μmの膜厚で形成した。ブラックマトリクス形成用フォトレジストは、実施例6と同様のものを用いた。次に、実施例6で用いたカラーレジストを用い、赤色着色画素15、緑色着色画素14、青色着色画素16を膜厚1.8μmにて形成した。   A black matrix 2 having a thickness of 1.9 μm was formed on the glass substrate 1a. The same black matrix forming photoresist as that used in Example 6 was used. Next, using the color resist used in Example 6, red colored pixels 15, green colored pixels 14, and blue colored pixels 16 were formed with a film thickness of 1.8 μm.

その後、実施例5と同様の方法で、スパッタリング装置を用いて透明導電膜3を0.14μmの膜厚で形成した。さらに、アルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂を用いて、硬膜後の膜厚が1.5μmになるように樹脂層78を形成した。このとき、公知のフォトリソグラフィの手法で矩形開口部の中央に深さ1.2μmの凹部73を形成した。樹脂層78のパターン形成のために、矩形開口部にスリット状パターンの形成あるフォトマスクを用いた。本実施例における凸部74の高さは、約1.1μmであった。   Thereafter, the transparent conductive film 3 was formed to a thickness of 0.14 μm using a sputtering apparatus in the same manner as in Example 5. Furthermore, the resin layer 78 was formed using the alkali-soluble acrylic photosensitive resin so that the film thickness after hardening might be set to 1.5 micrometers. At this time, a recess 73 having a depth of 1.2 μm was formed in the center of the rectangular opening by a known photolithography technique. In order to form the pattern of the resin layer 78, a photomask having a slit pattern formed in a rectangular opening was used. In the present example, the height of the convex portion 74 was about 1.1 μm.

実施例7
本実施例に係る液晶表示装置を図16に示す。本実施例に用いたカラーフィルタ基板71は、図15に示す実施例7のカラーフィルタ基板である。アクティブ素子の形成された基板は、図8及び図9で示した櫛歯状電極を有するアレイ基板21とした。
Example 7
FIG. 16 shows a liquid crystal display device according to this example. The color filter substrate 71 used in this example is the color filter substrate of Example 7 shown in FIG. The substrate on which the active elements were formed was the array substrate 21 having comb-like electrodes shown in FIGS.

このカラーフィルタ基板71とアレイ基板21を貼り合わせ、負の誘電率異方性の液晶77を封入し、さらに両面に偏光板を貼付して、図16に示す液晶表示装置とした。カラーフィルタ基板71及びアレイ基板21の表面には、あらかじめ垂直配向膜を塗布、形成してある。垂直配向膜は、図示を省略した。MVAやVATNなどの垂直配向の液晶表示装置に必要な厳密な配向処理(例えば、チルト角89°とし、複数ドメインを形成するための複数方向の配向処理)は実施せず、ほぼ90°の垂直配向とした。   The color filter substrate 71 and the array substrate 21 are bonded together, a liquid crystal 77 having negative dielectric anisotropy is sealed, and polarizing plates are further bonded to both surfaces to obtain the liquid crystal display device shown in FIG. A vertical alignment film is applied and formed in advance on the surfaces of the color filter substrate 71 and the array substrate 21. The vertical alignment film is not shown. A strict alignment process (for example, a multi-directional alignment process for forming a plurality of domains with a tilt angle of 89 ° and a plurality of domains) necessary for a vertical alignment liquid crystal display device such as MVA or VATN is not performed. Oriented.

図16を参照して、製造した液晶表示装置について説明する。液晶77の動作は、図16の中央の緑色画素14で代表して説明する。   The manufactured liquid crystal display device will be described with reference to FIG. The operation of the liquid crystal 77 will be described as a representative of the green pixel 14 in the center of FIG.

初期配向が垂直配向である液晶77の液晶分子は、駆動電圧印加時に、第1電極4及び第2電極5により、着色画素14を矩形画素中央から2分する線から凸部84のショルダー部84cに向かう方向、即ち、矢印Bに示す方向に倒れる。なお、第2電極5は、矢印Cに示す方向に、第1電極4の端部からはみ出ている。第3電極3と第2電極2は、同電位のグランドとした。   The liquid crystal molecules of the liquid crystal 77 whose initial alignment is the vertical alignment are the shoulder portion 84c of the convex portion 84 from the line that bisects the colored pixel 14 from the center of the rectangular pixel by the first electrode 4 and the second electrode 5 when the driving voltage is applied. It falls in the direction toward, that is, the direction shown by arrow B. The second electrode 5 protrudes from the end of the first electrode 4 in the direction indicated by the arrow C. The third electrode 3 and the second electrode 2 were grounded at the same potential.

本実施例では、緑色画素14の中央に凹部73があるため、カラーフィルタ面でも矩形画素中心を通る領域から2分する形で液晶分子が倒れ、アレイ基板21の櫛歯状の第1電極4、第2電極5と相まって、ディスクリネーションを抑えた明るい表示が可能となる。   In the present embodiment, since there is a recess 73 in the center of the green pixel 14, the liquid crystal molecules fall down in a manner that bisects the region passing through the center of the rectangular pixel even on the color filter surface, and the comb-shaped first electrode 4 of the array substrate 21. In combination with the second electrode 5, bright display with reduced disclination is possible.

本実施例における画素の中心を通る領域の凹部73は、光の透過率を上げるため、半透過型や反射型などの明るさを重視する液晶ディスプレイの用途に最適となる。たとえば、バックライトからの光を透過するとともに外光反射の可能な反射偏光板をバックライトシステムに加えて、半透過型液晶表示装置とすることができる。なお、反射偏光板としては、例えば、特許第4177398号公報に反射偏光子として記載されているようなものを用いることが出来る。   The concave portion 73 in the region passing through the center of the pixel in this embodiment is optimal for the use of a liquid crystal display that places importance on brightness such as a transflective type or a reflective type in order to increase the light transmittance. For example, a reflective polarizing plate that transmits light from the backlight and reflects external light can be added to the backlight system to form a transflective liquid crystal display device. In addition, as a reflective polarizing plate, what is described as a reflective polarizer in the patent 4177398 can be used, for example.

実施例8
本実施例に係る液晶表示装置を図17に示す。この液晶表示装置は、反射偏光板を用いた半透過型液晶表示装置である。本実施例に用いたカラーフィルタ基板71は、図15に示す実施例7のカラーフィルタ基板である。アクティブ素子の形成されたアレイ基板は、図8及び図9で示した櫛歯状電極を有するアレイ基板21とした。
Example 8
FIG. 17 shows a liquid crystal display device according to this example. This liquid crystal display device is a transflective liquid crystal display device using a reflective polarizing plate. The color filter substrate 71 used in this example is the color filter substrate of Example 7 shown in FIG. The array substrate on which the active elements were formed was the array substrate 21 having comb-like electrodes shown in FIGS.

カラーフィルタ基板71及びアレイ基板21を対向して配置し、間に液晶77を介在させた構造を有することは、図17に示す構造と同様である。カラーフィルタ基板71の液晶77と反対側には、光学補償層81a及び偏光板82aが配置されている。また、アレイ基板21の液晶77と反対側には、偏光板82b、光拡散層83a、反射偏光板84、光学補償層81b、プリズムシート85、光拡散層83b、導光板86、光反射板87が順次配設されている。導光板86には、光源、例えばLED光源88が取付けられている。   The color filter substrate 71 and the array substrate 21 are arranged so as to face each other and the liquid crystal 77 is interposed between them, as in the structure shown in FIG. On the side of the color filter substrate 71 opposite to the liquid crystal 77, an optical compensation layer 81a and a polarizing plate 82a are disposed. On the opposite side of the array substrate 21 from the liquid crystal 77, a polarizing plate 82 b, a light diffusion layer 83 a, a reflection polarizing plate 84, an optical compensation layer 81 b, a prism sheet 85, a light diffusion layer 83 b, a light guide plate 86, and a light reflection plate 87. Are sequentially arranged. A light source such as an LED light source 88 is attached to the light guide plate 86.

LED光源88としては、RGB個別発光素子であることが望ましいが、擬似白色LEDであってもよい。また、LEDの代わりに、従来汎用されている冷陰極線管や蛍光灯を用いてもよい。LED光源88としてRGB個別発光素子を用いた場合には、それぞれの発光強度を色ごとに個別に調整することができるので、最適な色表示を行うことが可能である。また、立体画像表示に適用することもできる。   The LED light source 88 is preferably an RGB individual light emitting element, but may be a pseudo white LED. Further, instead of the LED, a conventionally used cold cathode ray tube or fluorescent lamp may be used. When RGB individual light emitting elements are used as the LED light source 88, the respective light emission intensities can be individually adjusted for each color, so that optimum color display can be performed. Also, it can be applied to stereoscopic image display.

なお、カラーフィルタ基板に代えて、実施例4におけるようなカラーフィルタを含まない基板を用い、RGB個別発光のLED光源を液晶表示と同期させる、フィールドシーケンシャル手法によるカラー表示とすることも可能である。   Instead of the color filter substrate, it is also possible to use a substrate that does not include a color filter as in Example 4 and to perform color display by a field sequential method in which RGB individual light emitting LED light sources are synchronized with liquid crystal display. .

実施例9
図18に示すカラーフィルタ基板を、以下のようにして製造した。
Example 9
The color filter substrate shown in FIG. 18 was manufactured as follows.

ガラス基板1a上に、ブラックマトリクス2を1.9μmの膜厚で形成した。ブラックマトリクス形成用フォトレジストは、実施例5と同様のものを用いた。次に、実施例6で用いたカラーレジストを用い、赤色着色画素15、緑色着色画素14、青色着色画素16を膜厚1.8μmにて形成した。なお、各着色画素の形成に用いたフォトマスクとしては、矩形画素に対応する部分を2分する中心線に沿って遮光パターンを有するものを用いた。これによって、着色画素の中央に、10μm幅、深さ1.8μmの線状凹部を形成した。   A black matrix 2 having a thickness of 1.9 μm was formed on the glass substrate 1a. The same black matrix forming photoresist as in Example 5 was used. Next, using the color resist used in Example 6, red colored pixels 15, green colored pixels 14, and blue colored pixels 16 were formed with a film thickness of 1.8 μm. In addition, as a photomask used for forming each colored pixel, a photomask having a light shielding pattern along a center line that bisects a portion corresponding to a rectangular pixel was used. As a result, a linear recess having a width of 10 μm and a depth of 1.8 μm was formed in the center of the colored pixel.

その後、実施例5と同様の方法で、スパッタリング装置を用いて、赤色着色画素15、緑色着色画素14、及び青色着色画素16を覆うように、透明導電膜3を0.14μmの膜厚で形成した。   Thereafter, the transparent conductive film 3 is formed to a thickness of 0.14 μm so as to cover the red colored pixels 15, the green colored pixels 14, and the blue colored pixels 16 using a sputtering apparatus in the same manner as in Example 5. did.

次いで、熱硬化タイプのアクリル樹脂溶液を用いて、硬膜後の膜厚が0.8μmになるように樹脂層98を形成した。その結果、ブラックマトリクス2、着色画素14,15,16、透明導電膜3、及び樹脂層98の重畳からなる凸部94が形成された。また、矩形画素の中央部に線状の凹部93が形成された。凸部94の高さHは約1μmであり、凹部93の深さは0.7μmであった。 Next, a resin layer 98 was formed using a thermosetting acrylic resin solution so that the film thickness after hardening was 0.8 μm. As a result, a convex portion 94 formed by overlapping the black matrix 2, the colored pixels 14, 15, 16, the transparent conductive film 3, and the resin layer 98 was formed. In addition, a linear recess 93 is formed at the center of the rectangular pixel. The height H 3 of the convex portion 94 was about 1 μm, and the depth of the concave portion 93 was 0.7 μm.

本実施例に係るカラーフィルタ基板において、形画素中央部の線状の凹部93は、反射型表示装置として用いる場合には、画素の明るさを向上させる開口部の役割を果たすことが出来る。バックライトを用いた透過表示では、TFT配線(例えば、ドレイン引き出し配線や補助容量配線)を、平面視で直線状の凹部と重なる位置に遮光膜として形成することで、バックライトからの光漏れをなくすことが出来る。   In the color filter substrate according to this embodiment, the linear concave portion 93 at the center of the shape pixel can serve as an opening for improving the brightness of the pixel when used as a reflective display device. In transmissive display using a backlight, TFT wiring (for example, drain lead-out wiring and auxiliary capacitance wiring) is formed as a light-shielding film at a position overlapping a linear recess in plan view, thereby preventing light leakage from the backlight. Can be eliminated.

なお、以上の実施形態に係る液晶表示装置の画素は、線状凹部にて線対称に1/2画素、あるいは点対称に1/4画素に区分されるが、TFTを一画素に2個ないし4個形成し さらにそれぞれ異なる電圧を印加する駆動方式をとることにより、視野角調整や立体画像表示が可能となる。   Note that the pixels of the liquid crystal display device according to the above-described embodiment are divided into ½ pixels line-symmetrically or ¼ pixels point-symmetrically by the linear recesses, but there are two or more TFTs per pixel. By adopting a drive system in which four are formed and different voltages are applied, viewing angle adjustment and stereoscopic image display are possible.

1a,1b・・・透明基板
2・・・ブラックマトリクス
3・・・透明電極(第3電極)
4,・・・第1電極
5・・・第2電極
11,71・・・カラーフィルタ基板
14・・・緑色画素
14a,14b,14c,84c・・・ショルダー部
15・・・赤色画素
16・・・青色画素
17,27,67,77・・・液晶
17a,17b,17c,17d・・・液晶分子
18,68,78,98・・・樹脂層
21・・・アレイ基板
23,33,43,53,63,83,93・・・凹部
24,64,74,84,94・・・凸部
81a,81b・・・光学補償層
82a,b・・・偏光板
83a,83b・・・光拡散層
84・・・反射偏光板
85・・・プリズムシート
86・・・導光板
87・・・光反射板
88・・・LED光源
1a, 1b ... transparent substrate 2 ... black matrix 3 ... transparent electrode (third electrode)
4, ... 1st electrode 5 ... 2nd electrode 11, 71 ... Color filter substrate 14 ... Green pixel 14a, 14b, 14c, 84c ... Shoulder part 15 ... Red pixel 16. ..Blue pixels 17, 27, 67, 77 ... Liquid crystals 17a, 17b, 17c, 17d ... Liquid crystal molecules 18, 68, 78, 98 ... Resin layer 21 ... Array substrates 23, 33, 43 , 53, 63, 83, 93 ... concave portions 24, 64, 74, 84, 94 ... convex portions 81a, 81b ... optical compensation layers 82a, b ... polarizing plates 83a, 83b ... light Diffusion layer 84 ... reflective polarizing plate 85 ... prism sheet 86 ... light guide plate 87 ... light reflecting plate 88 ... LED light source

Claims (12)

透明基板上に、複数の矩形開口部を有するブラックマトリクス、透明導電膜、及び樹脂層を形成してなる垂直配向液晶表示装置用電極基板と、平面視で前記矩形開口部の中心から前記ブラックマトリクスへ向かう方向に櫛歯状の第1電極から櫛歯状の第2電極の端部がはみ出しており当該はみ出し方向は前記矩形開口部の中央を基準に線対称の逆方向になるアレイ基板とを、垂直配向液晶を介して備えた液晶表示装置に用いられる垂直配向液晶表示装置用電極基板であって、
前記ブラックマトリクスは、遮光性顔料を樹脂に分散した遮光層からなり前記樹脂層は、前記ブラックマトリクス及び透明導電膜を備える透明基板上に形成され、前記ブラックマトリクスの上方において凸部を形成し、前記矩形開口部中心を通る領域に線状の凹部を前記ブラックマトリクス及び前記凸部と平行に形成することを特徴とする垂直配向液晶表示装置用基板。
A black matrix having a plurality of rectangular openings on a transparent substrate, a transparent conductive film, and an electrode substrate for a liquid crystal display device formed of a resin layer, and the black matrix from the center of the rectangular openings in plan view The end of the comb-shaped second electrode protrudes from the comb-shaped first electrode in the direction toward the surface, and the protruding direction is an array substrate having a line symmetry opposite direction with respect to the center of the rectangular opening. An electrode substrate for a vertically aligned liquid crystal display device used in a liquid crystal display device provided via a vertically aligned liquid crystal,
The black matrix is composed of a light shielding layer in which a light shielding pigment is dispersed in a resin, and the resin layer is formed on a transparent substrate including the black matrix and a transparent conductive film, and forms a convex portion above the black matrix. A substrate for a vertical alignment liquid crystal display device, wherein a linear concave portion is formed in a region passing through the center of the rectangular opening portion in parallel with the black matrix and the convex portion .
前記透明導電膜が前記ブラックマトリクス及び前記矩形開口部を覆うように形成され、かつ、前記透明導電膜上に樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項に記載の垂直配向液晶表示装置用基板。 The transparent conductive film is formed to cover the black matrix and the rectangular opening, and vertically aligned liquid crystal display according to claim 1, wherein a resin layer is formed on the transparent conductive film Device substrate. 前記透明基板と前記透明導電膜との間であって、前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の中央に、透明樹脂からなる線状の凸部パターンが形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の垂直配向液晶表示装置用基板。 The linear convex part pattern which consists of transparent resin is formed in the center of the said rectangular opening part of the said black matrix between the said transparent substrate and the said transparent conductive film, It is characterized by the above-mentioned. Or the board | substrate for vertical alignment liquid crystal display devices of 2 . 前記透明基板と前記透明導電膜との間であって、前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の中央に、前記ブラックマトリクスと同一材料からなる線状の凸部遮光パターンが形成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の垂直配向液晶表示装置用基板。 A linear convex light shielding pattern made of the same material as the black matrix is formed between the transparent substrate and the transparent conductive film and in the center of the rectangular opening of the black matrix. vertically aligned liquid crystal display device substrate according to any one of claims 1 to 3,. 前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部に、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む着色画素が形成され、この着色画素上に前記透明導電膜が形成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の垂直配向液晶表示装置用基板。 In the rectangular opening of the black matrix, at least a red pixel, green pixel, and color pixels including a blue pixel is formed, according to claim 1, wherein the transparent conductive film is formed on the color pixel The substrate for vertically aligned liquid crystal display device according to any one of 4 to 4 . 前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の上、かつ、前記透明導電膜の上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、及び青色画素を含む着色画素が形成され、この着色画素上に前記樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の垂直配向液晶表示装置用基板。A colored pixel including at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel is formed on the rectangular opening of the black matrix and on the transparent conductive film, and the resin layer is formed on the colored pixel. The vertical alignment liquid crystal display device substrate according to claim 1, wherein the substrate is a vertical alignment liquid crystal display device. 請求項1〜のいずれかに記載の垂直配向液晶表示装置用基板と、前記垂直配向液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設した前記アレイ基板とを対向させ、前記垂直配向液晶を介して貼り合わせてなることを特徴とする垂直配向液晶表示装置。 A substrate for a vertically aligned liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6 the device for driving the vertically aligned liquid crystal are opposed to said array substrate is disposed in a matrix form, through the vertically aligned liquid crystal A vertically aligned liquid crystal display device characterized by being bonded. 前記アレイ基板が、それぞれ矩形画素を駆動するために電位の異なる前記第1電極及び前記第2電極を具備することを特徴とする請求項に記載の垂直配向液晶表示装置。 Wherein the array substrate, the vertically aligned liquid crystal display device according to claim 7, characterized by comprising a different first electrode and the second electrode potentials for each driving the rectangular pixel. 前記第1電極は、前記垂直配向液晶を駆動するアクティブ素子と接続され、絶縁層を介して前記第2電極より上に形成されており、
前記第1電極から前記第2電極がはみ出す前記はみ出し方向は、前記垂直配向液晶の倒れる方向であり、
前記垂直配向液晶の動作、前記第1電極及び前記第2電極に液晶を駆動する電圧を印加したときに、平面視で、前記樹脂層の前記凹部から、前記凹部に平行でかつ近接する前記ブラックマトリクスの方向に前記垂直配向液晶が倒れる動作であることを特徴とする請求項又はに記載の垂直配向液晶表示装置。
The first electrode is connected to an active element that drives the vertically aligned liquid crystal, and is formed above the second electrode via an insulating layer,
The protruding direction in which the second electrode protrudes from the first electrode is a direction in which the vertically aligned liquid crystal falls.
Operation of the vertically aligned liquid crystal, when a voltage is applied to drive the liquid crystal on the first electrode and the second electrode, in a plan view, from the recess of the resin layer, to and parallel proximity to said recess said vertically aligned liquid crystal display device according to claim 7 or 8, characterized in that in the direction of the black matrix said a vertically aligned liquid crystal fall down operation.
前記第1電極及び前記第2電極が、可視域で透明な導電性金属酸化物からなることを特徴とする請求項のいずれかに記載の垂直配向液晶表示装置。 Wherein the first electrode and the second electrode, the vertical alignment liquid crystal display device according to any one of claims 7-9, characterized in that a transparent conductive metal oxide in the visible range. 前記垂直配向液晶が、負の誘電率異方性を有することを特徴とする請求項10のいずれかに記載の垂直配向液晶表示装置。 The vertical alignment liquid crystal display device according to any one of claims 7 to 10 , wherein the vertical alignment liquid crystal has negative dielectric anisotropy. 透明基板上に、複数の矩形開口部を有するブラックマトリクス、透明導電膜、複数の着色画素、及び樹脂層を有するカラーフィルタ基板と、垂直配向液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設したアレイ基板とを対向させ、前記垂直配向液晶を介して貼り合わせてなる垂直配向液晶表示装置において、
前記樹脂層が、透明導電膜上に直接あるいは間接的に配設されるとともに、該樹脂層表面から突出する凸部及び、平面視で前記ブラックマトリクスの前記矩形開口部の中央に直線状の凹部が形成され、前記アレイ基板が、それぞれ可視域で透明な導電性金属酸化物からなる櫛歯状の第1電極及び櫛歯状の第2電極を具備し、前記第2電極が絶縁層を介して前記第1電極の下に配設され、前記第2電極が液晶の倒れる方向に前記第1電極の端部からはみ出ていることを特徴とする垂直配向液晶表示装置。
An array substrate in which a black matrix having a plurality of rectangular openings, a transparent conductive film, a plurality of colored pixels, a color filter substrate having a resin layer, and elements for driving vertically aligned liquid crystals are arranged in a matrix on a transparent substrate. is opposed bets, the vertical alignment liquid crystal display device comprising bonded through the vertically aligned liquid crystal,
The resin layer, while being directly or indirectly disposed on the transparent conductive film, the projecting portion projecting from the surface of the resin layer, and, in the center of the rectangular opening of the black matrix in plan view linear A recess is formed, and the array substrate includes a comb-shaped first electrode and a comb-shaped second electrode each made of a conductive metal oxide that is transparent in the visible range, and the second electrode has an insulating layer. The vertical alignment liquid crystal display device is disposed below the first electrode, and the second electrode protrudes from an end of the first electrode in a direction in which the liquid crystal falls.
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