JP5206215B2 - Color filter and method of manufacturing color filter - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ等に関するものである。 The present invention relates to a color filter and the like used for a liquid crystal display device.
液晶表示装置で、カラーフィルタと薄膜トランジスタ(TFT)基板との間のセルギャップの保持を目的としたスペーサーとして、これまでは一般的にビーズスペーサーと呼ばれる球状スペーサーが使われてきた。しかし、このビーズスペーサーは位置が定まっておらず、液晶表示装置の表示領域にも存在する為、ビーズスペーサーによる、光の散乱・透過およびビーズスペーサー近傍の配向の乱れにより、液晶表示装置の表示品位が低下するという問題を有している。このため、従来の球状スペーサーの限界が指摘され、定位置への配置・形成が可能な柱状スペーサーが注目を浴びている。 In a liquid crystal display device, a spherical spacer generally called a bead spacer has been used as a spacer for the purpose of maintaining a cell gap between a color filter and a thin film transistor (TFT) substrate. However, the position of this bead spacer is not fixed and is also present in the display area of the liquid crystal display device. Therefore, the display quality of the liquid crystal display device is affected by the scattering and transmission of light by the bead spacer and the disorder of the orientation in the vicinity of the bead spacer. Has the problem of lowering. For this reason, the limitations of conventional spherical spacers are pointed out, and columnar spacers that can be arranged and formed in a fixed position are attracting attention.
そのため、透明電極層形成後、感光性樹脂層を形成し、フォトマスクを用いて露光し、パターニングを行うことで、柱状スペーサーを形成することが行われている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a columnar spacer is formed by forming a photosensitive resin layer after forming a transparent electrode layer, exposing it using a photomask, and performing patterning (for example, refer to Patent Document 1).
また、近年の液晶表示装置の価格の下落に伴い、その構成部品であるカラーフィルタにおいてもコストダウンの要求がますます強まっている。そのため、着色層を積層して柱状スペーサーとすることで、独立したスペーサー作製工程を省略して柱状スペーサーを作製することが考えられている。 In addition, with the recent drop in the price of liquid crystal display devices, there is an increasing demand for cost reduction in the color filter that is a component. Therefore, it is considered that a columnar spacer is produced by laminating a colored layer to form a columnar spacer, omitting an independent spacer production step.
しかしながら、着色層を積層して柱状スペーサーを形成した場合、着色層形成後に透明電極層を形成すると、柱状スペーサーの上に透明電極層が露出し、カラーフィルタの電極と、TFT基板の電極とが、短絡してしまうという問題点があった。 However, when the columnar spacer is formed by stacking the colored layers, if the transparent electrode layer is formed after the colored layer is formed, the transparent electrode layer is exposed on the columnar spacer, and the color filter electrode and the TFT substrate electrode are There was a problem of short circuit.
カラーフィルタの電極と、TFT基板の電極とが短絡してしまうと、カラーフィルタとTFT基板との間に充填される液晶分子に電圧が印加されず、液晶表示装置として駆動できない。 If the electrode of the color filter and the electrode of the TFT substrate are short-circuited, no voltage is applied to the liquid crystal molecules filled between the color filter and the TFT substrate, and the liquid crystal display device cannot be driven.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、簡易な工程で作製され、TFT基板の電極と短絡せず、着色層が基板から剥離しにくいカラーフィルタを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to produce a color filter that is manufactured by a simple process, does not short-circuit with the electrode of the TFT substrate, and the colored layer is difficult to peel off from the substrate. Is to provide.
前述した目的を達成するために、第1の発明は、基板と、前記基板上に形成された格子線状の単色からなる着色層と、前記着色層上に、当該着色層の格子線内に配置される異なる着色層が積層してなるスペーサーと、前記基板、前記着色層、前記スペーサーを覆う透明電極層と、前記基板上および前記スペーサー上の前記透明電極層上に形成されたブラックマトリクス層と、を有することを特徴とするカラーフィルタである。
In order to achieve the above-described object, the first invention provides a substrate, a colored layer composed of a single line of a lattice line formed on the substrate, and a lattice line of the colored layer on the colored layer. A spacer formed by stacking different colored layers, a transparent electrode layer covering the substrate, the colored layer, and the spacer; a black matrix layer formed on the substrate and the transparent electrode layer on the spacer; And a color filter characterized by comprising:
前記スペーサーが、前記透明電極層に加えて、さらに前記ブラックマトリクス層に覆われることが好ましい。また、前記透明電極層および前記ブラックマトリクス層の上に保護層を有することが好ましい。 The spacer is preferably covered with the black matrix layer in addition to the transparent electrode layer. Moreover, it is preferable to have a protective layer on the transparent electrode layer and the black matrix layer.
第2の発明は、基板上に、格子線状の単色からなる着色層を形成する工程(a)と、前記着色層上に、当該着色層の格子線内に配置される異なる着色層を積層してスペーサーを形成する工程(b)と、前記基板、前記着色層、前記スペーサー上に、透明電極層を形成する工程(c)と、前記基板上および前記スペーサー上の前記透明電極層上に、ブラックマトリクス層を形成する工程(d)と、を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, a step (a) of forming a colored layer composed of a single line of a lattice line on a substrate, and a different colored layer disposed within the lattice line of the colored layer are laminated on the colored layer. Forming a spacer (b), forming a transparent electrode layer on the substrate, the colored layer, and the spacer, and on the substrate and the transparent electrode layer on the spacer A step (d) of forming a black matrix layer, and a method for producing a color filter.
前記工程(d)において、前記ブラックマトリクス層が前記スペーサーを覆うことが好ましい。また、前記工程(d)の後に、前記透明電極層および前記ブラックマトリクス層上に保護層を形成する工程(e)を、さらに具備することが好ましい。 In the step (d), the black matrix layer preferably covers the spacer. Moreover, it is preferable to further comprise a step (e) of forming a protective layer on the transparent electrode layer and the black matrix layer after the step (d).
「前記基板上および前記スペーサー上の前記透明電極層上」とは、透明電極層上であって、仮に透明電極がないとしたら、基板やスペーサー、着色層の側面部と接するが、着色層の表示に用いられる部分には接しない位置のことである。 “On the transparent electrode layer on the substrate and the spacer” means on the transparent electrode layer, and if there is no transparent electrode, it is in contact with the side surface of the substrate, the spacer, or the colored layer. It is a position that does not touch the part used for display.
「ブラックマトリクス層がスペーサーを覆う」とは、スペーサーの表面に透明電極層を成膜した上で、スペーサーの上部と側面部などの、着色層から突出した範囲にブラックマトリクス層を形成することである。ブラックマトリクス層の成膜の際、スペーサーの表面全てを覆うことができなくとも、大部分を覆うことができれば十分である。 “The black matrix layer covers the spacer” means that a transparent electrode layer is formed on the surface of the spacer, and then the black matrix layer is formed in a range protruding from the colored layer, such as the upper part and the side part of the spacer. is there. Even when the entire surface of the spacer cannot be covered when the black matrix layer is formed, it is sufficient if it can cover most of the surface.
「格子状の着色層」とは、表示に用いられる着色層同士が、ブラックマトリクス層で覆われる領域の着色層で連結し、着色層が全体として格子状となっている着色層のことである。 “Lattice-like colored layer” refers to a colored layer in which colored layers used for display are connected by a colored layer in a region covered with a black matrix layer, and the colored layer is in a lattice shape as a whole. .
本発明により、簡易な工程で作製され、TFT基板の電極と短絡せず、着色層が基板から剥離しにくいカラーフィルタを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a color filter that is manufactured by a simple process, does not short-circuit with the electrode of the TFT substrate, and the colored layer is difficult to peel from the substrate.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
まず、第1の実施形態に係るカラーフィルタ1について説明する。
図1(a)は、カラーフィルタ1の平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A´断面で切断した断面図であり、図1(c)は、図1(a)のB−B´断面で切断した断面図である。図1(a)に示すように、格子状のブラックマトリクスの開口部に、赤色層5、緑色層7、青色層9が露出している。図1(b)に示すように、基板3の上に、赤色層5と緑色層9とを所定の位置に有し、これらの着色層を覆うように透明電極層13を有する。基板3の上の透明電極層13の上にブラックマトリクス層15を有する。また、図1(c)に示すように、図1(a)のB−B´断面においては、基板3の全面に赤色層5が形成され、赤色層5の上にスペーサー11を有する。スペーサー11は、緑色層7と青色層9とから構成される。さらに、カラーフィルタ1は、基板3、赤色層5、緑色層7、青色層9、スペーサー11を覆うように透明電極層13を有し、基板3とスペーサー11の上の透明電極層13の上にブラックマトリクス層15を有する。なお、図1(a)においては、作図の都合上、透明電極層13を省略し、透明電極層13に覆われている赤色層5、緑色層7、青色層9を露出して描いている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the
1A is a plan view of the
基板3は、一般にカラーフィルタに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れている。 As the substrate 3, a substrate generally used for a color filter can be used. For example, non-flexible transparent rigid materials such as borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, alkali-free glass, quartz glass, synthetic quartz glass, soda lime glass, white sapphire, transparent resin film, optical resin film, etc. A transparent flexible material having the following flexibility can be used. As the flexible material, acrylic such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether ether ketone, Examples include fluororesin, polyether nitrile, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, thermoplastic polyimide, and the like. However, those made of general plastics can also be used. In particular, alkali-free glass is a material having a low coefficient of thermal expansion, and is excellent in dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment.
赤色層5は、赤色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成されている。感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。本実施形態では、ネガ型感光性樹脂を用いて説明する。
The
ネガ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるネガ型感光性樹脂を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基(例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分)とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、テトラメチルペンタトリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。 The negative photosensitive resin is not particularly limited, and a commonly used negative photosensitive resin can be used. For example, a chemically amplified photosensitive resin based on a crosslinked resin, specifically, a chemically amplified photosensitive resin in which a crosslinking agent is added to polyvinylphenol and an acid generator is further added. In addition, as an acrylic negative photosensitive resin, a photopolymerization initiator that generates a radical component upon irradiation with ultraviolet rays, a component that has an acrylic group in the molecule, causes a polymerization reaction by the generated radical, and cures thereafter, What contains the functional group (for example, the component which has an acidic group in the case of image development by an alkaline solution) which can melt | dissolve an unexposed part by image development can be used. Among the above-mentioned components having an acrylic group, relatively low molecular weight polyfunctional acrylic molecules include dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), tetramethylpentatriacrylate (TMPTA) and the like. Can be mentioned. Examples of the high molecular weight polyfunctional acrylic molecule include a polymer in which an acrylic group is introduced via an epoxy group into a part of the carboxylic acid group of the styrene-acrylic acid-benzyl methacrylate copolymer, and methyl methacrylate-styrene- An acrylic acid copolymer etc. are mentioned.
また、ポジ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。 Moreover, it does not specifically limit as positive type photosensitive resin, What is generally used can be used. Specifically, a chemically amplified photosensitive resin using a novolac resin as a base resin can be used.
緑色層7は、緑色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成され、青色層9は、青色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成されている。前記感光性樹脂組成物としては、赤色層5に用いた感光性樹脂組成物と同様の感光性樹脂組成物を使用することができる。
The
スペーサー11は、赤色層5の上に形成された緑色層7と青色層9とから構成されている。スペーサー11は、カラーフィルタ1とTFT基板との間隔を保持する。
The
透明電極層13は、酸化スズ、酸化インジウムおよびITO(Indium Tin Oxide)と呼ばれるこれらの複合酸化物が使用できる。
The
ブラックマトリクス層15は、遮光物質を含んだ感光性樹脂組成物により形成される。ブラックマトリクス層15は、透明電極層13とTFT基板の電極との間の短絡を防ぐため、体積抵抗率が103Ω・cm以上、好ましくは108Ω・cm以上であることが好ましい。また、ブラックマトリクス層15の厚さは、0.5μm〜2μm程度である。
The
前記遮光物質として、カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。また、前記感光性樹脂組成物としては、赤色層5を形成するのに用いられる感光性樹脂組成物と同様のものを使うことができるが、樹脂の着色は不問であるため、より高感度な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。
As the light-shielding substance, a mixture of pigments such as red, blue, and green can be used in addition to metal oxide powder such as carbon black, titanium oxide, and iron tetroxide, metal sulfide powder, and metal powder. Further, as the photosensitive resin composition, the same photosensitive resin composition used for forming the
第1の実施形態に係るカラーフィルタ1の製造方法を説明する。図2は、カラーフィルタ1の製造工程を示す図である。図2(a1)は、カラーフィルタ製造工程の赤色層5の平面図であり、図2(a2)は図2(a1)のC−C´断面で切断したD方向矢視図である。図2(a1)は、図3(a)の拡大部分4aにおける赤色層5を示す図である。
A method for manufacturing the
まず、図2(a1)に示すように、基板3の上に、赤色層5を形成する。赤色層5は、将来ブラックマトリクス層15で覆われる部分にも形成されており、格子状に形成される。
First, as shown in FIG. 2A1, the
赤色層5の形成は、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、パターニングすることにより行われる。感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等を挙げられる。
The
次に、所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射し、必要な箇所を硬化し、紫外線が照射されなかった部分の未硬化の感光性樹脂を溶剤で溶解除去することによって、赤色層5を形成する。
Next, the
図2(b1)は、赤色層5と緑色層7の平面図であり、図2(b2)は図2(b1)のC−C´断面で切断したD方向矢視図である。また、図2(c1)は、赤色層5と緑色層7と青色層9との平面図であり、図2(c2)は図2(c1)のC−C´断面で切断したD方向矢視図である。
次に、図2(b)および図2(c)に示すように、基板3と赤色層5の上に緑色層7および青色層9を形成する。緑色層7および青色層9の形成は、赤色層5の形成と同様に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、パターニングすることにより行われる。この際、緑色層7と青色層9の形成と同時に、緑色層7と青色層9の一部は赤色層5に積層され、スペーサー11が形成される。緑色層7と青色層9は、赤色層5とは異なり、格子状ではない。
2 (b1) is a plan view of the
Next, as shown in FIGS. 2B and 2C, a
次に、図2(d)に示すように、基板3、赤色層5、緑色層7、青色層9、スペーサー11の上に、透明電極層13を形成する。透明電極層13は、蒸着やスパッタリングにより形成される。
Next, as shown in FIG. 2D, the
図2(e1)は、赤色層5と緑色層7の平面図であり、図2(e2)は図2(e1)のC−C´断面で切断したD方向矢視図である。図2(e1)は、図3(d)の拡大部分4bにおけるブラックマトリクス層15を示す図である。
次に、図2(e2)に示すように、透明電極層13の上に、ブラックマトリクス層15を形成する。ブラックマトリクス層15の形成は、遮光物質を含む感光性樹脂組成物を塗布し、パターニングすることにより行われる。
2 (e1) is a plan view of the
Next, as shown in FIG. 2 (e 2), a
図3は、図2で示した範囲よりも広い範囲の赤色層5などの平面図である。図3(a)は赤色層5の平面図であり、図3(b)は緑色層7の平面図であり、図3(c)は青色層9の平面図であり、図3(d)はブラックマトリクス層15の平面図である。また、拡大部分4は、図1(a)、図2(a)〜(e)において図示した範囲を示している。
FIG. 3 is a plan view of the
図3(a)に示すように、赤色層5は、表示に用いられる着色層同士が、ブラックマトリクスに覆われる領域の着色層で連結し、格子状となっている。図3(a)では、はしご状となっているが、実際のカラーフィルタでは、上下方向に広がりを持つため、格子状となる。一方、図3(b)、(c)に示すように、緑色層7と青色層9は、各着色層同士が島状に隔たって配置されており、表示に用いられる画素内の着色層と、赤色層5に積層されてスペーサー11になる着色層とに分かれている。
As shown in FIG. 3A, the
赤色層5を格子状にする理由を説明する。着色層は、塗布した際にレベリングするため、平坦なガラス基板上に塗布する場合と、パターンされた凸部に塗布する場合で、着色層の塗布膜厚は異なる。着色層第1層目でパターンを設けて、その上に着色層第2層を塗布する場合、着色層第1層のパターンの面積により、着色層第2層の塗布膜厚に差が生じ、着色層第1層のパターンの面積が大きいほど塗布膜厚が大きくなる傾向がある。よって、本発明では、着色層第1層目である赤色層5のパターンを、ブラックマトリクス層15が形成される領域内にも設けて格子状にすることで、スペーサー11の形成領域近傍の赤色層5のパターン面積を最大限に稼ぎ、その結果着色層第2層目の緑色層7の塗布膜厚を最大限大きくする効果を期待している。同じ意味で、緑色層7のスペーサー11の形成に用いられるパターンの面積も、着色層第3層目である青色層9のスペーサー11の形成に用いられるパターンの面積よりも大きくしている。
The reason why the
図3(d)に示すように、ブラックマトリクス層15は、表示に用いられる着色層を囲うように格子状に形成される。表示に用いられる着色層を透過する光を遮光せずに、表示に用いられない着色層を透過する光を遮光するためである。
As shown in FIG. 3D, the
カラーフィルタ1を液晶表示装置に用いる場合、カラーフィルタ1の着色層側にTFT基板が設けられる。TFT基板は、TFTと電極を有し、スペーサー11上にあるブラックマトリクス層15に接する。TFT基板とカラーフィルタに挟まれた箇所に液晶分子が注入され、TFTのスイッチングにより液晶分子への電圧の印加のON/OFFが行われ、液晶表示装置が駆動する。
When the
また、着色層形成の順番は、赤色層5、緑色層7、青色層9の順番でなくともよい。例えば、赤色層5、青色層9、緑色層7の順番でもよいし、青色層9、赤色層5、緑色層7の順番でもよい。なお、最初に形成する着色層を、赤色層5のような格子状にする。また、スペーサー11を緑色層7または青色層9でのみ形成してもよい。スペーサー11は、ある色の着色層の上に、他の2色の着色層のうちの片方、または両方の積層にて構成されればよい。
Further, the order of forming the colored layers may not be the order of the
なお、カラーフィルタ1は、赤色層5、緑色層7、青色層9の三色の着色層のみを有するが、黄色やシアンなどの他色の着色層を設けてもよい。その際に、他色の着色層をスペーサー11の形成に加えてもよいし、加えなくてもよい。
The
また、カラーフィルタ1において、赤色層5の近傍にスペーサー11を積層するだけでなく、緑色層7の近傍や青色層9の近傍にスペーサー11よりも高さの低いサブスペーサーを設けてもよい。なお、スペーサー11の形成に用いられる緑色層7と青色層9よりも、サブスペーサーの形成に用いられる緑色層7と青色層9の面積を小さくすると、緑色層7と青色層9が形成時にレベリングし、高さが低くなるため、スペーサー11よりも高さの低いサブスペーサーを形成できる。
In the
図4は、赤色層5の上部のブラックマトリクス層15との境界部分16を示す図である。図4に示すように、ブラックマトリクス層15の上部の端部は、角段差17と呼ばれる盛り上がりを有することがある。角段差17により、液晶分子の配列が乱され、液晶表示装置のコントラストの低下や色調の悪化を生じる。ブラックマトリクス層15を、赤色層5、緑色層7、青色層9の上に透明電極層13を成膜した上に重ねる場合、着色層上に載った遮光物質を含んだ感光性樹脂組成物は、図4(d)に示すような着色層間にできた溝に流れ込みやすい傾向にあり、結果としてパターニング後の角段差17を軽減しやすい形状になっている。更には、ブラックマトリクス層15と青色層9との重なりを6μm以下に抑えると、角段差を0.5〜0.7μm以下に抑えることが可能になる。
FIG. 4 is a diagram showing a boundary portion 16 with the
図9は、従来例に係るカラーフィルタで生じていた、ブラックマトリクス層のビリツキを説明する図である。図9に示すように、ビリツキとは、感光性樹脂組成物と塗布対象との密着性が劣る場合に、パターニング後の感光性樹脂組成物のエッジが微細な虫食い状となり、エッジ直線性、寸法精度が悪化する現象をさす。カラーフィルタ1は、透明電極層13の上にブラックマトリクス層15を形成する。基板3や着色層に比べて、ブラックマトリクス層15は透明電極層13に対して良好な密着性を有するため、基板3や着色層の上にブラックマトリクス層15を形成する場合に比べて、ブラックマトリクス層15のパターンの端が滑らかとなり、ビリツキを軽減でき、ブラックマトリクス層15のパターンの直線性を向上させることができる。ビリツキの度合いを±2μm以内に抑制することが可能である。そのため、ブラックマトリクス層15のパターンの寸法がずれることが無く、見かけ上の寸法精度も高くなる。また、液晶表示装置の表示のムラがなくなる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the black matrix layer flicker that has occurred in the conventional color filter. As shown in FIG. 9, when the adhesion between the photosensitive resin composition and the coating target is inferior, the edge of the photosensitive resin composition after patterning becomes a fine worm-feeding shape, and the edge linearity and dimensions are shown in FIG. This refers to a phenomenon in which accuracy deteriorates. In the
第1の実施形態によれば、赤色層5、緑色層7、青色層9を形成する際に、スペーサー11が形成されるため、スペーサー11を形成する工程を独立して設ける必要がなく、カラーフィルタ1の作製工程が削減される。
According to the first embodiment, since the
また、第1の実施形態によれば、カラーフィルタ1とTFT基板とが、絶縁体のブラックマトリクス層15を介して接するため、カラーフィルタ1とTFT基板とは短絡しない。
Further, according to the first embodiment, the
また、第1の実施形態によれば、第1層目の着色層である赤色層5を格子状にして基板3との接触面積を増やすことにより、赤色層5と基板3との密着性を強化できる。
Further, according to the first embodiment, the
また、第1の実施形態によれば、第1層目の着色層である赤色層5を格子状にして面積を増やすことにより、スペーサー11の形成に寄与する緑色層7と青色層9が、形成時にレベリングしにくく、スペーサー11の高さを確保できる。
In addition, according to the first embodiment, the
また、第1の実施形態によれば、ブラックマトリクス層15のパターンの端が滑らかとなり、ビリツキを軽減でき、ブラックマトリクス層15のパターンの直線性を向上させることができる。そのため、ブラックマトリクス層15のパターンの寸法がずれることが無く、見かけ上の寸法精度も高くなり、液晶表示装置の表示のムラがなくなる。
Further, according to the first embodiment, the edge of the pattern of the
また、第1の実施形態によれば、着色層形成後にブラックマトリクス層15を形成するため、下層着色層に対するブラックマトリクス層15の重ね幅を調整しやすく、角段差の抑制がしやすい。
In addition, according to the first embodiment, since the
次に、第2の実施形態について説明する。
図5は、第2の実施形態にかかるカラーフィルタ18を示す図である。以下の実施形態で、第1の実施形態にかかるカラーフィルタ1と同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating the color filter 18 according to the second embodiment. In the following embodiment, the same number is attached | subjected to the element which fulfill | performs the same aspect as the
カラーフィルタ18は、カラーフィルタ1のスペーサー11の側部がブラックマトリクス層15に覆われている。ブラックマトリクス層15の形成は、第1の実施形態と同様に行われる。
In the color filter 18, the side of the
第2の実施形態によれば、第1の実施形態で得られる効果に加えて、ブラックマトリクス層15がスペーサー11の側壁も含めた大部分を覆っているため、スペーサー11上部および側壁上の透明電極層13が露出して、TFT基板の電極とショートすることがない。
According to the second embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, since the
また、第2の実施形態によれば、第1の実施形態で得られる効果に加えて、ブラックマトリクス層15がスペーサー11を覆っているため、スペーサー11の強度が高くなる。
Further, according to the second embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the strength of the
次に、第3の実施形態について説明する。
図6(a)は、第3の実施形態にかかる、カラーフィルタ21を示す図である。
Next, a third embodiment will be described.
FIG. 6A is a diagram illustrating the color filter 21 according to the third embodiment.
カラーフィルタ21は、第1の実施形態に係るカラーフィルタ1の構成に加えて、透明電極層13とブラックマトリクス層15の上に保護層19を有する。
The color filter 21 includes a protective layer 19 on the
保護層19は、光透過性の感光性樹脂組成物または、光透過性の無機物質からなる。 The protective layer 19 is made of a light-transmitting photosensitive resin composition or a light-transmitting inorganic substance.
前記感光性樹脂組成物としては、赤色層5を形成する際に用いられるのと同様の樹脂組成物を用いることができる。
As the photosensitive resin composition, the same resin composition as that used when forming the
前記無機物質としては窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタルなどを用いることができる。 As the inorganic substance, silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, or the like can be used.
保護層19は、透明電極層13とブラックマトリクス層15の上に、感光性樹脂組成物を塗布するか、無機物質を蒸着やスパッタリングして形成される。
The protective layer 19 is formed on the
保護層19は、赤色層5、緑色層7、青色層9、ブラックマトリクス層15から不純物が液晶層へ溶出することを防止できる。
The protective layer 19 can prevent impurities from eluting from the
第3の実施形態によれば、第1の実施形態により得られる効果に加えて、カラーフィルタ21を液晶表示装置に用いた場合、液晶層への汚染が防止でき、液晶表示の不良を低減することができる。 According to the third embodiment, in addition to the effects obtained by the first embodiment, when the color filter 21 is used in a liquid crystal display device, contamination of the liquid crystal layer can be prevented, and defects in the liquid crystal display can be reduced. be able to.
次に、第4の実施形態について説明する。
図6(b)は、第4の実施形態にかかるカラーフィルタ23を示す図である。
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 6B is a diagram illustrating the color filter 23 according to the fourth embodiment.
カラーフィルタ23は、第2の実施形態に係るカラーフィルタ18の構成に加えて、透明電極層13とブラックマトリクス層15の上に保護層19を有する。
The color filter 23 includes a protective layer 19 on the
保護層19は、第2の実施形態で示した保護層19と同様の物質で、同様の方法で形成できる。 The protective layer 19 is made of the same material as the protective layer 19 shown in the second embodiment and can be formed by the same method.
第4の実施形態によれば、第2の実施形態により得られる効果に加えて、カラーフィルタ23を液晶表示装置に用いた場合、液晶層への汚染が防止でき、液晶表示の不良を低減することができる。 According to the fourth embodiment, in addition to the effects obtained by the second embodiment, when the color filter 23 is used in a liquid crystal display device, the liquid crystal layer can be prevented from being contaminated and the liquid crystal display defect can be reduced. be able to.
次に、第5の実施形態について説明する。
図7(a)は、第5の実施形態にかかる、カラーフィルタ101を示す図である。
Next, a fifth embodiment will be described.
FIG. 7A is a diagram illustrating a color filter 101 according to the fifth embodiment.
カラーフィルタ101は、カラーフィルタ1のスペーサー11が、スペーサー12により置き換わる以外はカラーフィルタ1と同じ構成を有している。
The color filter 101 has the same configuration as the
スペーサー12は、スペーサー11とは異なり、緑色層7や青色層9からは構成されておらず、感光性樹脂組成物からなる。
Unlike the
スペーサー12を構成する感光性樹脂組成物は、赤色層5を形成する際に用いられるのと同様の樹脂組成物を用いることができる。
As the photosensitive resin composition constituting the
スペーサー12は、青色層9を形成した後、透明電極層13を形成する前、感光性樹脂組成物を塗布し、パターニングして形成される。
The
スペーサー12は、スペーサー11と同様、カラーフィルタ101とTFT基板の間隔を保持している。
The
第5の実施形態によれば、カラーフィルタ101とTFT基板とが絶縁性のブラックマトリクス層15を介して接するため、カラーフィルタ101とTFT基板とは短絡しない。
According to the fifth embodiment, since the color filter 101 and the TFT substrate are in contact with each other via the insulating
次に、第6の実施形態について説明する。
図7(b)は、第6の実施形態にかかる、カラーフィルタ102を示す図である。
Next, a sixth embodiment will be described.
FIG. 7B is a diagram illustrating the color filter 102 according to the sixth embodiment.
カラーフィルタ102は、カラーフィルタ101の構成に加えて、透明電極層13とブラックマトリクス層15の上に保護層19を有する。
The color filter 102 includes a protective layer 19 on the
保護層19は、第2の実施形態で示した保護層19と同様の物質で、同様の方法で形成できる。 The protective layer 19 is made of the same material as the protective layer 19 shown in the second embodiment and can be formed by the same method.
第6の実施形態においては、第5の実施形態で得られる効果に加えて、カラーフィルタ102を液晶表示装置に用いた場合、液晶層への汚染が防止でき、液晶表示装置の不良を低減することができる。 In the sixth embodiment, in addition to the effects obtained in the fifth embodiment, when the color filter 102 is used in a liquid crystal display device, contamination of the liquid crystal layer can be prevented and defects in the liquid crystal display device can be reduced. be able to.
次に、第7の実施形態について説明する。
図8(a)は、第7の実施形態にかかる、カラーフィルタ103を示す図である。
Next, a seventh embodiment will be described.
FIG. 8A is a diagram showing the color filter 103 according to the seventh embodiment.
カラーフィルタ103は、カラーフィルタ18のスペーサー11が、スペーサー12により置き換わる以外はカラーフィルタ18と同じ構成を有している。
The color filter 103 has the same configuration as the color filter 18 except that the
スペーサー12は、第5の実施形態と同様に形成される。
The
第7の実施形態によれば、カラーフィルタ103とTFT基板とが絶縁性のブラックマトリクス層15を介して接するため、カラーフィルタ103とTFT基板とは短絡しない。
According to the seventh embodiment, since the color filter 103 and the TFT substrate are in contact via the insulating
また、第7の実施形態によれば、ブラックマトリクス層15が位置ずれしたとしても、スペーサー12上部の透明電極層13が露出して、TFT基板の電極とショートすることがない。
Further, according to the seventh embodiment, even if the
また、第7の実施形態によれば、ブラックマトリクス層15がスペーサー12を覆っているため、スペーサー12の強度が高くなる。
Further, according to the seventh embodiment, since the
次に、第8の実施形態について説明する。
図8(b)は、第8の実施形態にかかる、カラーフィルタ104を示す図である。
Next, an eighth embodiment will be described.
FIG. 8B is a diagram illustrating the color filter 104 according to the eighth embodiment.
カラーフィルタ104は、カラーフィルタ103の構成に加えて、透明電極層13とブラックマトリクス層15の上に保護層19を有する。
The color filter 104 includes a protective layer 19 on the
保護層19は、第2の実施形態で示した保護層19と同様の物質で、同様の方法で形成できる。 The protective layer 19 is made of the same material as the protective layer 19 shown in the second embodiment and can be formed by the same method.
第8の実施形態においては、第7の実施形態で得られる効果に加えて、カラーフィルタ104を液晶表示装置に用いた場合、液晶層への汚染が防止でき、液晶表示装置の不良を低減することができる。 In the eighth embodiment, in addition to the effects obtained in the seventh embodiment, when the color filter 104 is used in a liquid crystal display device, contamination of the liquid crystal layer can be prevented and defects in the liquid crystal display device can be reduced. be able to.
なお、第2ないし第8の実施形態においても、赤色層5は格子状に形成されている。
In the second to eighth embodiments, the
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタなどの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although suitable embodiment, such as a color filter concerning this invention, was described, referring an accompanying drawing, this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
1………カラーフィルタ
3………基板
4………拡大部分
5………赤色層
7………緑色層
9………青色層
11、12………スペーサー
13………透明電極層
15………ブラックマトリクス層
16………境界部分
17………角段差
18………カラーフィルタ
19………保護層
21、23………カラーフィルタ
101、102、103、104………カラーフィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板上に形成された格子線状の単色からなる着色層と、
前記着色層上に、当該着色層の格子線内に配置される異なる着色層が積層してなるスペーサーと、
前記基板、前記着色層、前記スペーサーを覆う透明電極層と、
前記基板上および前記スペーサー上の前記透明電極層上に形成されたブラックマトリクス層と、
を有することを特徴とするカラーフィルタ。 A substrate,
A colored layer composed of a grid-line single color formed on the substrate;
On the colored layer, a spacer formed by laminating different colored layers arranged in lattice lines of the colored layer,
A transparent electrode layer covering the substrate, the colored layer, and the spacer;
A black matrix layer formed on the transparent electrode layer on the substrate and the spacer;
A color filter comprising:
前記着色層上に、当該着色層の格子線内に配置される異なる着色層を積層してスペーサーを形成する工程(b)と、
前記基板、前記着色層、前記スペーサー上に、透明電極層を形成する工程(c)と、
前記基板上および前記スペーサー上の前記透明電極層上に、ブラックマトリクス層を形成する工程(d)と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 A step (a) of forming a colored layer composed of a lattice-line single color on the substrate;
(B) forming a spacer by laminating different colored layers arranged in lattice lines of the colored layer on the colored layer;
A step (c) of forming a transparent electrode layer on the substrate, the colored layer, and the spacer;
Forming a black matrix layer on the transparent electrode layer on the substrate and the spacer (d);
A method for producing a color filter, comprising:
具備することを特徴とする請求項4または請求項5記載のカラーフィルタの製造方法。
After the step (d), a step (e) of forming a protective layer on the transparent electrode layer and the black matrix layer,
6. The method for producing a color filter according to claim 4, further comprising:
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