JP5655426B2 - Color filter manufacturing method and color filter - Google Patents

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本発明は、携帯電話用などのモバイルディスプレイ、およびデジタル放送に対応した高解像度液晶テレビ等に用いられる、カラーフィルタとその製造方法、カラーフィルタ基板ならびに液晶表示装置に関する。特に、開口率低下が少なく、且つ、密着性が強くシール強度の高いブラックマトリックスを有するカラーフィルタとその製造方法、カラーフィルタ基板ならびに液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a color filter and a manufacturing method thereof, a color filter substrate, and a liquid crystal display device used for a mobile display such as a mobile phone and a high-resolution liquid crystal television compatible with digital broadcasting. In particular, the present invention relates to a color filter having a black matrix with a small aperture ratio reduction, high adhesion, and high sealing strength, a manufacturing method thereof, a color filter substrate, and a liquid crystal display device.

カラー液晶表示装置は、一般に、カラーフィルタ基板とアレイ基板との間に液晶を封入して構成される。カラーフィルタ基板は、透明基板を構造的支持体として備え、その画面観察者側には偏光膜が積層されている。また、その反対側(背面側)は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光膜(いわゆるブラックマトリックス、BMと称する)が設けられ、画素領域のそれぞれには透明着色層が配置されている。透明着色層は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色(R),緑色(G),青色(B)の三色の透明着色層を画素ごとに配列している。   A color liquid crystal display device is generally configured by enclosing a liquid crystal between a color filter substrate and an array substrate. The color filter substrate includes a transparent substrate as a structural support, and a polarizing film is laminated on the screen observer side. The opposite side (back side) is divided into a large number of pixel regions, and a light shielding film (so-called black matrix or BM) is provided at a portion between the pixels located at the boundary between the pixel region and the pixel region. Each of these has a transparent colored layer. The transparent colored layer colors the transmitted light for each pixel. Generally, a transparent colored layer of three colors of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to the three primary colors of light is arranged for each pixel. doing.

さらに、透明着色画素による段差を埋めるオーバーコート層が設けられ、透明電極と、配向膜が設けられた構成としている。なお、横電界方式などの液晶表示装置向けのカラーフィルタ基板では、透明電極を省いた構成がある。   Furthermore, an overcoat layer that fills the level difference caused by the transparent colored pixels is provided, and a transparent electrode and an alignment film are provided. A color filter substrate for a liquid crystal display device such as a horizontal electric field method has a configuration in which a transparent electrode is omitted.

他方、カラーフィルタ基板に対向して配置されるアレイ基板は、透明基板を構造的支持体として備え、その液晶側に電極と配向膜が設けられ、その反対側に偏光膜が設けられている。そして、前記透明電極とアレイ基板側の電極との間に画素ごとに電圧を印加して光の透過・不透過を制御して、バックライトからの透過光を表示光として画面表示する。   On the other hand, the array substrate disposed opposite to the color filter substrate includes a transparent substrate as a structural support, and an electrode and an alignment film are provided on the liquid crystal side, and a polarizing film is provided on the opposite side. A voltage is applied to each pixel between the transparent electrode and the electrode on the array substrate side to control the transmission / non-transmission of light, and the transmitted light from the backlight is displayed on the screen as display light.

ブラクマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定位置に、大きさを均一なものとして、これら各色に着色された透過光の混色を防止する。また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つ、コントラストを向上させた画像にする機能を有している。さらに、対向するアレイ基板上に設けられている液晶を駆動するTFT素子(薄膜トランジスター)の光による誤動作を防ぐために、TFT素子への光を遮蔽する機能も兼ねている。   The black matrix makes the position of the colored pixels of the color filter a fixed position and has a uniform size, and prevents color mixture of transmitted light colored in these colors. In addition, when used in a display device, it has a function of blocking unwanted light and making an image of the display device a uniform image with no unevenness and an improved contrast. Furthermore, in order to prevent malfunction caused by light of a TFT element (thin film transistor) that drives a liquid crystal provided on the opposing array substrate, it also has a function of shielding light to the TFT element.

このブラックマトリックスは、基板上に例えばクロム(Cr)、酸化クロム(CrOX)などの金属、もしくは金属化合物を用いて薄膜を成膜し、成膜した薄膜上に、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行いブラックマトリックスとして形成される。クロム(Cr)などの金属を用いて形成されたブラックマトリックスはクロム・ブラックマトリックス(以下、CrBMと称する)として広く用いられている。   In this black matrix, a thin film is formed on a substrate using a metal such as chromium (Cr) or chromium oxide (CrOX), or a metal compound, and a positive photoresist is used on the formed thin film. An etching resist pattern is formed, and then the exposed portion of the formed metal thin film is etched and the etching resist pattern is stripped to form a black matrix. A black matrix formed using a metal such as chromium (Cr) is widely used as a chromium black matrix (hereinafter referred to as CrBM).

また、ブラックマトリックスには樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスもある。これは、ブラックマトリックス形成用材料として、例えば、遮光性フォトレジスト(感光性着色樹脂組成物)を用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたもので、樹脂ブラックマトリックス(以下、樹脂BMと称する)として近年広く使用されている。この樹脂BMは、例えば、テレビなどのように、高輝度なバックライトを用いた際に、CrBMを用いたときに起きる液晶表示装置での内部反射を抑制するために低反射の樹脂BMが要望される場合や、あるいは、例えば、IPS(In Plane Swiching)方式に用いたときに起こる液晶表示装置での電界の乱れを抑制するために、高絶縁性の樹脂BMが要望される場合などに採用される。   In addition, there is a black matrix formed using a resin as a black matrix. This is formed by a photolithography method using, for example, a light-shielding photoresist (photosensitive colored resin composition) as a black matrix forming material, and recently used as a resin black matrix (hereinafter referred to as resin BM). Widely used. This resin BM requires a low-reflection resin BM to suppress internal reflection in a liquid crystal display device when using a CrBM when a high-brightness backlight is used, such as a television. Adopted when a highly insulating resin BM is required to suppress disturbance of the electric field in a liquid crystal display device that occurs when used in an IPS (In Plane Switching) system, for example. Is done.

上記したCrBM基板は「ガラス+CrO+Cr」等の構成で、ガラス面側は低反射であるが、膜面側(着色画素側)はCrの為、反射率が高い。航空機向け等のパネルにおいては、この反射がTFTの動作異常の原因となる。低反射にするためには、樹脂BMにすれば良いが、樹脂BMはCrBMと比べ密着性が弱く信頼性に劣る問題がある。またCrBM基板においても、「ガラス+CrO+Cr+CrO」等の両面低反射Cr基板が存在するが、特殊な構成であり材料費が高い問題がある。   The CrBM substrate described above has a configuration such as “glass + CrO + Cr” and has low reflection on the glass surface side, but the film surface side (colored pixel side) is made of Cr, and thus has high reflectance. In a panel for an aircraft or the like, this reflection causes an abnormal operation of the TFT. In order to make the reflection low, the resin BM may be used. However, the resin BM has a problem that the adhesion is weak and the reliability is inferior to that of the CrBM. In addition, there is a double-sided low reflection Cr substrate such as “glass + CrO + Cr + CrO” in the CrBM substrate, but there is a problem that the material cost is high due to a special configuration.

一方、近年、モバイル機器はさらに情報端末やテレビ視聴端末として用途を広げており、これらの表示装置として、より高解像度、高輝度、低消費電力であることが求められている。特に解像度に関して言えば、例えば2.4型表示画面の携帯電話で従来の解像度がQVGA(Quarter Video Graphics Array:320×240画素)であったものが、VGA(640×480画素)の解像度となった場合、透明着色画素の1画素の幅が約75μmから約25μmにまで狭くなることになる。透明着色画素、1画素の幅に占める遮光膜(ブラックマトリクス)の線幅の割合が多くなると、開口率が低下し表示画面が暗くなることから、遮光膜の線幅を出来る限り細くする必要があるが、フォトリソ工程上の限界があり、遮光膜の線幅としては5〜15μm程度で使用されることが一般的である。   On the other hand, in recent years, mobile devices have further expanded their applications as information terminals and television viewing terminals, and these display devices are required to have higher resolution, higher luminance, and lower power consumption. In particular, regarding the resolution, for example, a mobile phone with a 2.4-inch display screen, which has a conventional resolution of QVGA (Quarter Video Graphics Array: 320 × 240 pixels), has a resolution of VGA (640 × 480 pixels). In this case, the width of one pixel of the transparent colored pixels is narrowed from about 75 μm to about 25 μm. If the ratio of the line width of the light-shielding film (black matrix) to the transparent colored pixels and the width of one pixel increases, the aperture ratio decreases and the display screen becomes dark. Therefore, it is necessary to make the light-shielding film as thin as possible. However, there is a limit in the photolithography process, and the light shielding film is generally used with a line width of about 5 to 15 μm.

しかしながら、上記したように、CrBMを形成する場合、樹脂BMを形成する場合、いずれの場合もブラックマトリックスの形成にはフォトリソグラフィ法が用いられている。通常、略基板大のフォトマスクとフォトレジストとは、例えば、50μm〜100μm程度の間隔を保って、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式で一括露光し、次いで現像して形成する方法である。そのため、設計通りの解像性の良好なコーナー部を有する画素を形成するため、忠実にコーナー部を再現した遮光パターンを備えるフォトマスクを介して紫外線を照射して露光しても、そのフォトマスクの遮光パターンの端部から回折光が発生し、感光性着色組成物の塗布膜がこの回折光に感光し、コーナー部の解像性が悪く、形状が丸くなってしまうという問題が生じる。これは、ネガ型フォトレジスト及びネガ型フォトレジスト用フォトマスクを用いて遮光膜を形成する場合も、ポジ型フォトレジスト及びポジ型フォトレジスト用フォトマスクを用いて遮光膜を形成する場合も同様に、画素の四隅が丸みを帯びたものとなる。   However, as described above, when forming CrBM or forming resin BM, photolithography is used to form the black matrix in any case. Usually, a photomask and a photoresist having a substantially substrate size are formed by, for example, performing batch exposure with a proximity aligner using a proximity aligner at a distance of about 50 μm to 100 μm, and then developing. Therefore, in order to form a pixel having a corner portion with good resolution as designed, even if it is exposed by irradiating ultraviolet rays through a photomask having a light-shielding pattern that faithfully reproduces the corner portion, the photomask Diffracted light is generated from the end of the light-shielding pattern, and the coating film of the photosensitive coloring composition is exposed to the diffracted light, resulting in a problem that the corner portion has poor resolution and the shape is rounded. The same applies to the case where a light shielding film is formed using a negative photoresist and a negative photoresist photomask, and the case where a light shielding film is formed using a positive photoresist and a positive photoresist photomask. The four corners of the pixel are rounded.

そのため、例えば、図1(a)に示した設計でパターンニングした時に、遮光膜のコーナー部の形状は、露光機での解像限界のため微細なコーナー部の再現ができず、図1(b)に示した丸みを帯びた形状となる。特に、樹脂BMの場合は、感光性着色樹脂組成物の塗布適性や高感度化の最適化のためにこの傾向が顕著であり、CrBMの場合でも樹脂BMほど顕著ではないがフォトリソグラフィ法を用いるため同じような傾向となる。図1(b)に示したようにパターンが丸まることにより、開口率が低下する。特に、開口部線幅が30μm以下の高精細品になると、この丸まりの影響により、開口率低下の影響が大きくなる。開口率の低いカラーフィルタを用いた場合、開口率の低い表示装置とならざるを得ず、バックライトの光源の光の強度を強くするなどの対応が必要となり、低消費電力化が困難となる問題がある。   Therefore, for example, when patterning is performed with the design shown in FIG. 1A, the shape of the corner portion of the light-shielding film cannot be reproduced because of the resolution limit in the exposure machine, and FIG. The rounded shape shown in b) is obtained. In particular, in the case of the resin BM, this tendency is remarkable for optimizing the application suitability and high sensitivity of the photosensitive colored resin composition. In the case of the CrBM, the photolithographic method is used although not as remarkable as the resin BM. Therefore, it becomes the same tendency. As the pattern is rounded as shown in FIG. 1B, the aperture ratio decreases. In particular, in the case of a high-definition product having an opening line width of 30 μm or less, the effect of a decrease in the aperture ratio is increased due to the influence of this rounding. When a color filter with a low aperture ratio is used, it must be a display device with a low aperture ratio, and it is necessary to take measures such as increasing the light intensity of the light source of the backlight, making it difficult to reduce power consumption. There's a problem.

上記した従来の技術の問題点を解決するため、例えば、特許文献1には、矩形の光透過部の四隅に略三角形状の光透過部を延長する、あるいは、矩形の遮光部の四隅に略三角形状の遮光部を延長して設けたフォトマスクを使用して、四隅が直角な遮光膜を有するカラ
ーフィルタの製造方法が開示されている。しかしながら、この方法では、BM幅を狭くすることができず、また、開口部線幅も小さくすることができない。
In order to solve the above-described problems of the prior art, for example, Patent Document 1 discloses that a substantially triangular light transmission portion is extended to the four corners of a rectangular light transmission portion, or is substantially omitted at the four corners of a rectangular light shielding portion. A manufacturing method of a color filter having a light-shielding film with four corners at right angles using a photomask provided with an extended triangular light-shielding portion is disclosed. However, with this method, the BM width cannot be reduced, and the opening line width cannot be reduced.

また、特許文献2には、直行したストライプ状のパターンを有した2つの露光マスクを用いて、露光処理を2度に分けて行うことで、樹脂BMを安定的に形成する技術が開示されている。しかしながら、この方法においてはストライプ状の露光部の交点部の現像残膜率とそれ以外のストライプ部の現像残膜率の違いにより、交点部分の角段差が高くなりすぎる問題が発生する。BM形成後に画素領域のそれぞれには透明着色層を適用するが、遮光膜の角の部分での所謂白抜けを避けるために、透明着色層を遮光層に乗り上げる形で形成することで、交点部分の角段差が増幅されることによりカラーフィルタの平坦性が損なわれる問題が発生し、場合によってはオーバーコート層等の塗布等の平坦化処理が必要になる問題がある。また、CrBMを用いた場合に比較して表示画面外周部のパネル張り合わせ時の密着性が不足する問題がある。   Further, Patent Document 2 discloses a technique for stably forming the resin BM by performing exposure processing in two portions using two exposure masks having an orthogonal stripe pattern. Yes. However, in this method, there is a problem that the angular step at the intersection portion becomes too high due to the difference between the development residual film ratio at the intersection portion of the stripe-shaped exposed portion and the development residual film ratio at other stripe portions. A transparent colored layer is applied to each of the pixel regions after BM formation, but in order to avoid so-called white spots at the corners of the light shielding film, the transparent colored layer is formed on the light shielding layer so as to cross the intersection portion. As a result, the flatness of the color filter is impaired, and in some cases, a flattening process such as application of an overcoat layer or the like is required. In addition, there is a problem that the adhesion at the time of panel bonding of the outer periphery of the display screen is insufficient as compared with the case of using CrBM.

特開2003−66589号公報JP 2003-66589 A 特開2009−223266号公報JP 2009-223266 A

本発明は、上記したかかる問題点に鑑みなされたもので、開口率低下が少なく、且つ、密着性が強くシール強度の高いブラックマトリックスを有するカラーフィルタとその製造方法と、カラーフィルタ基板ならびに液晶表示装置を提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a color filter having a black matrix with little decrease in aperture ratio, high adhesion, and high sealing strength, a manufacturing method thereof, a color filter substrate, and a liquid crystal display. An object is to provide an apparatus.

本発明の請求項1に係る発明は、透明基板と、前記透明基板上に設けられたブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスの開口部に設けられた着色画素とを有するカラーフィルタ製造方法であって、少なくとも以下の(1)〜(3)の工程を含み、かつ、この工程順で製造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。
(1)透明基板上に、ストライプ状の金属遮光部と前記ストライプの金属遮光部よりも幅が広く、かつ、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部を形成する工程。
(2)前記ストライプ状の金属遮光部が形成された透明基板の上に、更に、前記ストライプ状の金属遮光部に直交し、前記表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部に端部が重なるストライプ状の樹脂遮光部を黒色顔料を分散した感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法により形成する工程。
(3)前記ストライプ状金属遮光部と前記ストライプ状樹脂遮光部とで開口が形成された前記透明基板上に着色画素を形成する工程。
Invention of Claim 1 of this invention is a manufacturing method of the color filter which has a transparent substrate, the black matrix provided on the said transparent substrate, and the colored pixel provided in the opening part of the said black matrix, A method for producing a color filter, which comprises at least the following steps (1) to (3) and is produced in the order of these steps.
(1) A step of forming on the transparent substrate a stripe-shaped metal light-shielding portion and a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that is wider than the stripe-shaped metal light-shielding portion and demarcates a display area .
(2) On the transparent substrate on which the stripe-shaped metal light-shielding portion is formed, and further, an end is formed on the frame-shaped outer peripheral metal light- shielding portion that is orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion and defines the display area. A step of forming an overlapping stripe-shaped resin light-shielding portion by a photolithography method using a photosensitive resin composition in which a black pigment is dispersed.
(3) A step of forming colored pixels on the transparent substrate in which openings are formed by the stripe-shaped metal light-shielding portion and the stripe-shaped resin light-shielding portion.

次に、本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載する製造方法により得られるカラーフィルである Next, the invention according to claim 2 of the present invention is a color filter obtained by the process of claim 1.

本発明のカラーフィルタは、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部と、この外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部と、前記ストライプ状の金属遮光部に直交したストライプ状の樹脂遮光部とで形成された開口に着色画素を有する構成であるため、フォトリソ方式でのパターンニングであっても、開口部パターン四隅の丸まりが防がれ、開口率が低下しない。且つ、カラーフィルタの平坦性がよく、外周部の額縁状遮光部がCr等の金属であるため樹脂BM単独に較べて密着性が強くシール強度の低下を防ぐことができる。   The color filter of the present invention includes a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that demarcates a display area, a stripe-shaped metal light-shielding portion that is connected to the outer peripheral metal light-shielding portion, and a stripe shape that is orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion. Since the color pixel is formed in the opening formed with the resin light-shielding portion, rounding of the four corners of the opening portion pattern is prevented even in the patterning by the photolithography method, and the opening ratio is not lowered. In addition, since the color filter has good flatness and the frame-shaped light-shielding portion on the outer peripheral portion is made of metal such as Cr, the adhesiveness is higher than that of the resin BM alone, and the seal strength can be prevented from being lowered.

本発明によれば、高精細に対応可能な開口率低下が少なく、外周部の額縁状遮光部がCr等の金属であるため樹脂BM単独に較べて密着性が強くパネルとしてのシール強度の低下を防ぐことができる。また、カラーフィルタの平坦性が良好であることから、カラーフィルタ表面に設けられる透明電極層のクラック、液晶表示装置製造のラビング工程における配向膜剥がれといった不具合を防止することができ、液晶の配向不良に起因する光漏れのない、明るい、表示特性良好な液晶表示装置を得ることができる。   According to the present invention, there is little decrease in the aperture ratio that can handle high definition, and since the frame-shaped light shielding portion on the outer peripheral portion is made of metal such as Cr, the adhesiveness is stronger than the resin BM alone, and the sealing strength as a panel is reduced. Can be prevented. In addition, since the flatness of the color filter is good, it is possible to prevent defects such as cracks in the transparent electrode layer provided on the surface of the color filter and peeling of the alignment film in the rubbing process of manufacturing the liquid crystal display device, resulting in poor alignment of the liquid crystal Thus, a bright liquid crystal display device free from light leakage caused by the above can be obtained.

ブラックマトリックスの設計パターンとパターンニング後の形状を説明する模式図。The schematic diagram explaining the design pattern of black matrix, and the shape after patterning. 本発明のカラーフィルタが適用される、液晶表示装置の一例を断面で説明する模式図。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a liquid crystal display device to which the color filter of the present invention is applied in cross section. 本発明のカラーフィルタに係る、ブラックマトリックスの一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the black matrix based on the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態を断面で示す模式図。The schematic diagram which shows one Embodiment of the color filter board | substrate of this invention in a cross section. 本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態の別の一例を断面で示す模式図。The schematic diagram which shows another example of one Embodiment of the color filter board | substrate of this invention in a cross section. 本発明の液晶表示装置の一実施形態の構成を断面で表した模式図。The schematic diagram which represented the structure of one Embodiment of the liquid crystal display device of this invention with the cross section. 本発明の液晶表示装置の一実施形態の別の一例の構成を断面で表した模式図。The schematic diagram which represented the structure of another example of one Embodiment of the liquid crystal display device of this invention with the cross section.

本発明のカラーフィルタの実施の一形態について、以下に詳細に説明する。なお、以下の説明においては、同一機能を有する部分は同一の符号で説明を行う。   An embodiment of the color filter of the present invention will be described in detail below. In the following description, parts having the same function are described with the same reference numerals.

図2は、本発明のカラーフィルタを適用する液晶表示装置の一実施形態での構成を断面で説明する模式図である。このカラー液晶表示装置は、カラーフィルタ基板1とアレイ基板2との間に液晶3を封入して構成される。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining in cross section the configuration of an embodiment of a liquid crystal display device to which the color filter of the present invention is applied. This color liquid crystal display device is configured by enclosing a liquid crystal 3 between a color filter substrate 1 and an array substrate 2.

本発明のカラーフィルタ10に係るカラーフィルタ基板1は、透明基板11を構造的支持体として備え、その画面観察者側には偏光膜12が積層されている。また、その反対側(背面側)は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光膜(いわゆるブラックマトリックス、BMと称する)13が設けられ、画素領
域のそれぞれには透明着色層14が配置されている。透明着色層14は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色(R),緑色(G),青色(B)の三色の透明着色層14R、14G、14Bを、画素ごとに配列している。さらに、必要に応じて、透明着色画素14による段差を埋めるオーバーコート層15が設けられ、透明電極16と、図示しない配向膜とが設けられた構成となっている。なお、横電界方式などの液晶表示装置向けのカラーフィルタ基板では、透明電極を省いた構成でもかまわない。
The color filter substrate 1 according to the color filter 10 of the present invention includes a transparent substrate 11 as a structural support, and a polarizing film 12 is laminated on the screen observer side. The opposite side (rear side) is divided into a large number of pixel regions, and a light shielding film (so-called black matrix, BM) 13 is provided at a portion between the pixels located at the boundary between the pixel region and the pixel region. A transparent colored layer 14 is disposed in each of the regions. The transparent colored layer 14 colors transmitted light for each pixel. Generally, the transparent colored layers 14R, 14G of three colors of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to the three primary colors of light are used. 14B is arranged for each pixel. Furthermore, if necessary, an overcoat layer 15 that fills the level difference due to the transparent colored pixels 14 is provided, and a transparent electrode 16 and an alignment film (not shown) are provided. A color filter substrate for a liquid crystal display device such as a horizontal electric field method may have a configuration in which a transparent electrode is omitted.

カラーフィルタ基板1に対向して配置されるアレイ基板2は、透明基板21を構造的支持体として備え、その液晶側に図示しない電極と図示しない配向膜が設けられ、その反対側に偏光膜22が設けられている。そして、透明電極16とアレイ基板側の電極との間に画素ごとに電圧を印加して光の透過・不透過を制御して、その透過光を表示光として画面表示する。   The array substrate 2 arranged opposite to the color filter substrate 1 includes a transparent substrate 21 as a structural support, an electrode (not shown) and an alignment film (not shown) are provided on the liquid crystal side, and a polarizing film 22 on the opposite side. Is provided. A voltage is applied to each pixel between the transparent electrode 16 and the electrode on the array substrate side to control the transmission / non-transmission of light, and the transmitted light is displayed on the screen as display light.

本発明のカラーフィルタは、ブラックマトリックスが、図3に示すように、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部13MGと、その外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部13MSと、ストライプ状の金属遮光部に直交したストライプ状の樹脂遮光部13RSとを具備することを特徴としている。   In the color filter of the present invention, as shown in FIG. 3, the black matrix has a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion 13MG that demarcates the display area, and a stripe-shaped metal light-shielding portion 13MS connected to the outer peripheral metal light-shielding portion. And a stripe-shaped resin light-shielding portion 13RS orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion.

そして、本発明のカラーフィルタは、少なくとも以下の(1)〜(3)の工程を含み、かつ、この工程順で製造されることを特徴としている。
(1)透明基板上に、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部と、この外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部とを形成する工程。
(2)金属遮光部が形成された透明基板の上に、更に、上記したストライプ状の金属遮光部に直交したストライプ状の樹脂遮光部を形成する工程。
(3)直交したストライプ状金属遮光部とストライプ状樹脂遮光部とで開口が形成された透明基板上に着色画素を形成する工程。
The color filter of the present invention includes at least the following steps (1) to (3) and is manufactured in the order of these steps.
(1) A step of forming a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion for defining a display area and a stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer peripheral metal light-shielding portion on a transparent substrate.
(2) A step of further forming a stripe-shaped resin light-shielding portion orthogonal to the above-described stripe-shaped metal light-shielding portion on the transparent substrate on which the metal light-shielding portion is formed.
(3) A step of forming colored pixels on a transparent substrate in which openings are formed by orthogonal stripe-shaped metal light-shielding portions and stripe-shaped resin light-shielding portions.

まず、ガラス等の透明基板上に金属クロム膜等からなる金属薄膜を、スパッタリング法等にて形成する。次に、金属薄膜上に公知のフォトリソグラフィ法にて、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部とこの外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部を有する所定のパターンのマスクを用いて、レジストパターンを形成する。次に、形成されたレジストパターンをエッチングマスクにして、金属薄膜をエッチングする。次に、レジストパターンを剥離液で除去して、透明基板上に、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部とこの外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部とが形成される。   First, a metal thin film made of a metal chromium film or the like is formed on a transparent substrate such as glass by a sputtering method or the like. Next, a mask having a predetermined pattern having a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion for defining a display area and a stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer peripheral metal light-shielding portion on the metal thin film by a known photolithography method. Is used to form a resist pattern. Next, the metal thin film is etched using the formed resist pattern as an etching mask. Next, the resist pattern is removed with a stripping solution, and a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that demarcates the display area and a stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer peripheral metal light-shielding portion are formed on the transparent substrate. The

次に、上記した金属遮光部が形成された基板の上に、黒色顔料を分散した感光性樹脂組成物を塗布・乾燥して遮光性感光性樹脂層を形成する。次に、前記ストライプ状の金属遮光部と直交する所定のストライプパターンを有するマスクを用いて、前記遮光性感光性樹脂層を超高圧水銀光灯ランプ等を用いて露光する。次に、炭酸ナトリウム水溶液等の現像液で現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、加熱処理して樹脂BMパターンを硬化させる。これで表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部と、その外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部と、ストライプ状の金属遮光部に直交したストライプ状の樹脂遮光部とで囲まれた開口を有するブラックマトリックスが透明基板上に形成される。   Next, a photosensitive resin composition in which a black pigment is dispersed is applied and dried on the substrate on which the metal light-shielding portion is formed, thereby forming a light-shielding photosensitive resin layer. Next, the light-shielding photosensitive resin layer is exposed using an ultra-high pressure mercury lamp lamp or the like using a mask having a predetermined stripe pattern orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion. Next, it develops with developing solutions, such as sodium carbonate aqueous solution, It wash | cleans well after image development, Furthermore, after drying, it heat-processes and hardens resin BM pattern. The frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that defines the display area, the stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer-peripheral metal light-shielding portion, and the stripe-shaped resin light-shielding portion orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion. A black matrix having an enclosed opening is formed on the transparent substrate.

上記で得られた透明基板上に、例えば赤色、緑色、あるいは青色の顔料を分散した感光性樹脂組成物を用い、前記した樹脂BMの場合と同様にフォトリソグラフィー法により着色画素を形成することで本発明のカラーフィルタが形成される。   On the transparent substrate obtained above, for example, by using a photosensitive resin composition in which a red, green, or blue pigment is dispersed, colored pixels are formed by a photolithography method in the same manner as in the case of the above-described resin BM. The color filter of the present invention is formed.

本発明のカラーフィルタに用いる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有す
るものが好ましく、より好ましくは80%以上の透過率を有するものが好ましい。例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどの各種ガラス基板や、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン等の各種プラスチック基板が挙げられる。また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
The transparent substrate used in the color filter of the present invention preferably has a certain transmittance with respect to visible light, and more preferably has a transmittance of 80% or more. Examples thereof include various glass substrates such as quartz glass, borosilicate glass, and aluminosilicate glass, and various plastic substrates such as polycarbonate, polyethylene terephthalate, and polyether sulfone. In addition, these substrates may be subjected to appropriate pretreatment such as chemical treatment with a silane coupling agent or the like, plasma treatment, ion plating, sputtering, gas phase reaction method, vacuum deposition, etc., if desired.

本発明のカラーフィルタに係る金属遮光部は、基板上に例えばクロム(Cr)、酸化クロム(CrOX)などの金属、もしくは金属化合物を用いて、スパッタリング法等にて薄膜を成膜する。金属薄膜の膜厚は通常100nm〜200nm程度の膜厚で形成され、光学濃度(OD値)は3.5以上好ましくは3.8以上とするが、近年のバックライトの高輝度化にともない4.0以上が必要となっている。次に、成膜した薄膜上にポジ型のフォトレジストを塗布または貼り合わせて、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部とこの外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部を有する所定のパターンのマスクを用いて露光し、現像して、エッチングレジストパターンを形成する。次に、金属薄膜の露出部分のエッチングを行う。上記で形成したガラス基板を、硝酸セリウムと過塩素酸の混合液等からなるエッチング液で満たされたエッチング槽をに所定時間(60〜120秒)浸漬して次工程に送り出す。その後エッチングレジストパターンの剥膜を行うことで、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部とこの外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部を有する透明基板が得られる。   The metal light-shielding portion according to the color filter of the present invention forms a thin film on a substrate by using a metal such as chromium (Cr) or chromium oxide (CrOX) or a metal compound by sputtering or the like. The thickness of the metal thin film is usually about 100 nm to 200 nm, and the optical density (OD value) is 3.5 or more, preferably 3.8 or more. 0.0 or higher is required. Next, a positive-type photoresist is applied or bonded onto the thin film, and a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that demarcates the display area and a stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer peripheral metal light-shielding portion are provided. It exposes using the mask of the predetermined pattern which has, and develops, and forms an etching resist pattern. Next, the exposed portion of the metal thin film is etched. The glass substrate formed above is immersed in an etching tank filled with an etching solution made of a mixed solution of cerium nitrate and perchloric acid for a predetermined time (60 to 120 seconds) and sent to the next step. Thereafter, by stripping the etching resist pattern, a transparent substrate having a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that demarcates the display area and a stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer peripheral metal light-shielding portion is obtained.

次に、本発明のカラーフィルタに係る樹脂遮光部(樹脂BM)は、黒色顔料を分散した感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法により形成することができる。黒色顔料としてはカーボンブラック、黒鉛、アニリンブラックおよびシアニンブラックなどの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄などの無機顔料が挙げられるが、遮光性に優れたカーボンブラックが特に好ましい。樹脂BMの形成に用いる黒色感光性樹脂組成物中の固形分中の顔料濃度としては、35〜50質量%の範囲が好ましく、より好ましくは40〜45質量%の範囲である。この樹脂BM形成用レジストの塗液は、ディップ法、ロールコーター法、スピンコート法、ダイコーティング法、各種の印刷法などにより、前記した予め金属遮光部が形成された透明基板上に塗布し、その後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥及び硬化(プリベーク)を行なう。樹脂BMの膜厚は、1.2μmから3.0μmの間であることが好ましく、より好ましくは1.3μmから1.6μmの範囲である。樹脂BMの膜厚がこの範囲であれば、上記した黒色感光性樹脂組成物を用い、OD値が4.0〜5.0と金属クロムに匹敵する十分な遮光性を有するブラックマトリックスを形成することができる。   Next, the resin light-shielding part (resin BM) according to the color filter of the present invention can be formed by a photolithography method using a photosensitive resin composition in which a black pigment is dispersed. Examples of the black pigment include organic pigments such as carbon black, graphite, aniline black, and cyanine black, and inorganic pigments such as titanium oxide and iron oxide, and carbon black having excellent light-shielding properties is particularly preferable. The pigment concentration in the solid content of the black photosensitive resin composition used for forming the resin BM is preferably in the range of 35 to 50% by mass, more preferably in the range of 40 to 45% by mass. The resin BM forming resist coating solution is applied on the transparent substrate on which the metal light-shielding portion is previously formed by a dipping method, a roll coater method, a spin coating method, a die coating method, various printing methods, and the like. Thereafter, heat drying and curing (pre-baking) are performed using an oven or a hot plate. The film thickness of the resin BM is preferably between 1.2 μm and 3.0 μm, more preferably in the range of 1.3 μm to 1.6 μm. When the film thickness of the resin BM is within this range, the black photosensitive resin composition described above is used to form a black matrix having an OD value of 4.0 to 5.0 and sufficient light shielding properties comparable to metal chromium. be able to.

こうして得られた黒色感光性樹脂組成物の塗布膜を、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアークなどの活性光の光源を用い、ストライプ状の金属遮光部と直交する所定のストライプパターンを有するマスクをを介してパターン露光し、次に、炭酸ナトリウム水溶液等の現像液で現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、加熱処理して樹脂BMパターンを硬化させる。以上のようにして、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部とこの外周金属遮光部に連設したストライプ状の金属遮光部と、このストライプ状の金属遮光部に直交したストライプ状の樹脂遮光部とで形成されたブラックマトリックスを有する透明基板が得られる。   The coating film of the black photosensitive resin composition thus obtained is applied to a predetermined stripe pattern orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion using an active light source such as ultra-high pressure mercury, mercury vapor arc, carbon arc, xenon arc, etc. Then, pattern exposure is performed through a mask having, followed by development with a developing solution such as an aqueous sodium carbonate solution, washing thoroughly with water after development, and drying, followed by heat treatment to cure the resin BM pattern. As described above, the frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that demarcates the display area, the stripe-shaped metal light-shielding portion connected to the outer peripheral metal light-shielding portion, and the stripe-shaped resin orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion A transparent substrate having a black matrix formed with the light shielding portion is obtained.

従来のカラーフィルタ製造工程は、高生産性でありかつ大型対応が可能であるフォトリソ法が多く用いられており、しかも露光装置はi線を主波長とする装置がほとんどである。これらの装置では、解像度は限界に達しており、さらなる高解像度には対応できなかった。半径3μmR以下のコーナー部を正確に形成するためには、より波長が短い露光光源を用いる方がよいが、露光ランプの特性上、波長を短くすると露光照度も低下するといった欠点がある。また、感光性着色組成物のもつ感光波長も光源の波長に合わせて最適化する必要があった。すなわち、半径3μmR以下のコーナー部を正確に形成することは不可能であった。   In the conventional color filter manufacturing process, a photolithographic method that is highly productive and capable of handling a large size is often used, and most exposure apparatuses use i-line as the main wavelength. With these devices, the resolution has reached its limit, and it has not been possible to handle higher resolutions. In order to accurately form a corner portion having a radius of 3 μmR or less, it is better to use an exposure light source having a shorter wavelength. However, due to the characteristics of the exposure lamp, there is a drawback that exposure illuminance is reduced when the wavelength is shortened. In addition, the photosensitive wavelength of the photosensitive coloring composition has to be optimized in accordance with the wavelength of the light source. That is, it was impossible to accurately form a corner portion having a radius of 3 μmR or less.

本発明によれば、従来のフォトリソ法の高生産性などの利点を損なわず、従来の材料を用いることが可能で、コーナー部に丸まりがなく、半径1μmR以下のコーナー部を正確に形成することが可能で、開口率が高いブラックマトリックスを有した高精細なカラーフィルタを精度良く形成することができる。   According to the present invention, conventional materials can be used without losing the advantages such as high productivity of the conventional photolithographic method, the corner portion is not rounded, and the corner portion having a radius of 1 μm R or less is accurately formed. Therefore, a high-definition color filter having a black matrix with a high aperture ratio can be formed with high accuracy.

本発明のカラーフィルタにおける着色画素は、例えば赤色、緑色、あるいは青色の顔料を分散した感光性樹脂組成物を用い、上記した樹脂BMの場合と同様にフォトリソグラフィー法により形成することができる。感光性着色組成物は、その必須成分として、光重合性モノマー、樹脂バインダー、重合開始剤、着色剤(着色顔料)及び溶剤を含有するものである。また、分散剤、光増感剤、連鎖移動剤などの添加剤を含有するものであっても良い。各着色顔料としては、従来のカラーフィルタ製造に使用されている公知のものをいずれも用いることが出来る。また、カラーフィルタの分光調整のために、複数の顔料を組み合わせて用いることもできる。   The colored pixels in the color filter of the present invention can be formed by photolithography using a photosensitive resin composition in which, for example, a red, green, or blue pigment is dispersed, as in the case of the resin BM described above. The photosensitive coloring composition contains, as its essential components, a photopolymerizable monomer, a resin binder, a polymerization initiator, a colorant (color pigment) and a solvent. Moreover, you may contain additives, such as a dispersing agent, a photosensitizer, and a chain transfer agent. As each colored pigment, any known pigments used in conventional color filter production can be used. Also, a plurality of pigments can be used in combination for spectral adjustment of the color filter.

着色画素の平坦部の膜厚としては、1.5〜2.5μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは1.6〜2.0μmの範囲である。着色画素の膜厚がこの範囲であれば、前記した樹脂BMの膜厚が1.2μmから3.0μmの間で、より好ましくは1.3μmから1.6μmの範囲であるとき、金属遮光部の厚さが100〜200nmと殆ど影響が無いため、樹脂BMの膜厚と着色画素の平坦部の膜厚との間に十分な平坦性を得ることができる。膜厚が薄い場合は樹脂BMの薄膜化が必要となり遮光性が不足する。一方、膜厚が厚い場合は着色感光性樹脂組成物のコート性が悪化してしまう。樹脂BMと着色画素との重なり幅としては、1.0〜5.0μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは2.0〜4.0μmの範囲である。重なり幅がこの範囲であれば、十分な平坦性を得ることが可能になる。なお、金属遮光部と着色画素との重なり幅は上記した樹脂BMと着色画素との重なりと同様でかまわないが、重なり幅がより大きくてもかまわない。   The film thickness of the flat portion of the colored pixel is preferably in the range of 1.5 to 2.5 μm, and more preferably in the range of 1.6 to 2.0 μm. If the film thickness of the colored pixel is within this range, the metal light shielding portion when the film thickness of the resin BM is between 1.2 μm and 3.0 μm, more preferably between 1.3 μm and 1.6 μm. Therefore, sufficient flatness can be obtained between the film thickness of the resin BM and the film thickness of the flat portion of the colored pixel. When the film thickness is thin, the resin BM needs to be thinned, and the light shielding property is insufficient. On the other hand, when the film thickness is large, the coatability of the colored photosensitive resin composition is deteriorated. The overlapping width of the resin BM and the colored pixel is preferably in the range of 1.0 to 5.0 μm, more preferably in the range of 2.0 to 4.0 μm. If the overlap width is within this range, sufficient flatness can be obtained. The overlapping width between the metal light-shielding portion and the colored pixels may be the same as the overlapping between the resin BM and the colored pixels, but the overlapping width may be larger.

図4に示すように、本発明のカラーフィルタ基板1は、透明基板11、透明基板11上に設けられたブラックマトリックス13、ブラックマトリックス13の開口部に設けられた着色層14(R)、14(G)、14(B)とを有するカラーフィルタ10と、このカラーフィルタ10の表面に設けられたITO等をスパッタリング法等で製膜した透明電極層16と、この透明電極層16表面に設けられた配向膜17とを有する。   As shown in FIG. 4, the color filter substrate 1 of the present invention includes a transparent substrate 11, a black matrix 13 provided on the transparent substrate 11, and colored layers 14 (R) and 14 provided in openings of the black matrix 13. (G), the color filter 10 having 14 (B), the transparent electrode layer 16 formed by sputtering or the like, and the like provided on the surface of the color filter 10, and the surface of the transparent electrode layer 16. The alignment film 17 is provided.

図5は、本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態の別の一例を断面で表す模式図である。図5に示すように、このカラーフィルタ基板1は、カラーフィルタ10と配向膜17との間に透明電極層を設けないこと以外は、図4に示すカラーフィルタ基板と同様の構成を有する。   FIG. 5 is a schematic view showing another example of one embodiment of the color filter substrate of the present invention in cross section. As shown in FIG. 5, the color filter substrate 1 has the same configuration as the color filter substrate shown in FIG. 4 except that a transparent electrode layer is not provided between the color filter 10 and the alignment film 17.

次に、本発明の液晶表示装置は、上記いずれかのカラーフィルタ基板の、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部に、例えばスペーサー粒子(直径3.5μm)を混入したアクリルエポキシ系接着剤をシール塗布装置にて塗布し、カラーフィルタ基板中央部の表示領域に液晶を滴下したのち、カラーフィルタ基板に対向して設けられた対向基板と貼り合せ、シール剤を硬化させて液晶セルを作製し、さらに、この液晶セルとバックライトユニットを組合せ、液晶表示装置とする。   Next, the liquid crystal display device according to the present invention is an acrylic epoxy adhesive in which spacer particles (diameter: 3.5 μm) are mixed into the frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that defines the display area of any of the above color filter substrates. After applying the agent with a seal coating device and dropping the liquid crystal on the display area in the center of the color filter substrate, it is bonded to the counter substrate provided opposite the color filter substrate, and the sealant is cured to form a liquid crystal cell. Further, the liquid crystal cell and the backlight unit are combined to form a liquid crystal display device.

図6は、本発明の液晶表示装置の一実施形態として、図4に示すカラーフィルタ基板と同様の構成を有するカラーフィルタ基板を用いたTN(Twisted Nematic
)方式の液晶表示装置の構成を断面で表す模式図である。ここでは、外周シール部は表示していない。
6 shows a TN (Twisted Nematic) using a color filter substrate having the same configuration as the color filter substrate shown in FIG. 4 as an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
It is a schematic diagram showing the structure of the liquid crystal display device of a method. Here, the outer peripheral seal portion is not shown.

図6に示す液晶表示装置5は、カラーフィルタ基板1と、カラーフィルタ基板1に対向して設けられ、透明電極16に対向して、基板に垂直な向きに電界をかける電極を備えた対向基板(アレイ基板)2と、カラーフィルタ基板1および対向基板2間に充填された液晶3とを具備する。カラーフィルタ基板1および対向基板2の液晶セルと反対側の主面には、例えばポリビニルアルコールにヨウ素錯体を延伸したTAC(トリアセチルセルロース)フィルム等からなる偏光板12,22が設けられている。また、この対向基板2は、透明基板21と、透明基板21上に設けられた画素電極26と、画素電極26を覆って設けられた配向膜27とを有する。液晶3は、対向基板2の配向膜27と、カラーフィルタ基板1の配向膜17の間に充填される。   The liquid crystal display device 5 shown in FIG. 6 includes a color filter substrate 1 and a counter substrate provided with an electrode that is provided to face the color filter substrate 1 and that faces the transparent electrode 16 and applies an electric field in a direction perpendicular to the substrate. (Array substrate) 2 and a liquid crystal 3 filled between the color filter substrate 1 and the counter substrate 2. Polarizing plates 12 and 22 made of, for example, a TAC (triacetyl cellulose) film obtained by stretching an iodine complex on polyvinyl alcohol are provided on the main surface of the color filter substrate 1 and the counter substrate 2 opposite to the liquid crystal cell. The counter substrate 2 includes a transparent substrate 21, a pixel electrode 26 provided on the transparent substrate 21, and an alignment film 27 provided to cover the pixel electrode 26. The liquid crystal 3 is filled between the alignment film 27 of the counter substrate 2 and the alignment film 17 of the color filter substrate 1.

図7は、本発明の液晶表示装置の一実施形態の別の一例として、図5に示すカラーフィルタ基板と同様の構成を有するカラーフィルタ基板を用いた横電界方式(IPS:In−Plane Switching)の液晶表示装置の構成を断面で表す模式図である。ここでは、外周シール部は表示していない。   FIG. 7 shows another example of the embodiment of the liquid crystal display device of the present invention, a lateral electric field method (IPS: In-Plane Switching) using a color filter substrate having the same configuration as the color filter substrate shown in FIG. It is a schematic diagram showing the structure of this liquid crystal display device in a cross section. Here, the outer peripheral seal portion is not shown.

図7に示す液晶表示装置5は、カラーフィルタ基板1と、カラーフィルタ基板1に対向して設けられ、基板に平行な向きに電界をかける電極を備えた対向基板2、カラーフィルタ基板1と対向基板2の間に充填された液晶3とを具備する。カラーフィルタ基板1および対向基板2の液晶セルと反対側の主面には、例えばポリビニルアルコールにヨウ素錯体を延伸したTAC(トリアセチルセルロース)フィルム等からなる偏光板12,22が設けられている。また、この対向基板2は、透明基板21と、透明基板21上に設けられた共通電極28と、共通電極28を覆って設けられた絶縁層27と、絶縁層27上に設けられた画素電極26とを有する。液晶3は、画素電極26が設けられた絶縁層27とカラーフィルタ基板1の配向膜17との間に配置される。   A liquid crystal display device 5 shown in FIG. 7 is provided opposite to the color filter substrate 1 and the color filter substrate 1. The counter substrate 2 is provided with electrodes that apply an electric field in a direction parallel to the substrate. And a liquid crystal 3 filled between the substrates 2. Polarizing plates 12 and 22 made of, for example, a TAC (triacetyl cellulose) film obtained by stretching an iodine complex on polyvinyl alcohol are provided on the main surface of the color filter substrate 1 and the counter substrate 2 opposite to the liquid crystal cell. The counter substrate 2 includes a transparent substrate 21, a common electrode 28 provided on the transparent substrate 21, an insulating layer 27 provided so as to cover the common electrode 28, and a pixel electrode provided on the insulating layer 27. 26. The liquid crystal 3 is disposed between the insulating layer 27 provided with the pixel electrode 26 and the alignment film 17 of the color filter substrate 1.

上記した、図6及び図に例示した液晶表示装置は、いずれも開口率の低下が小さいため輝度が高い装置となりバックライトの省電力化が可能となる。。また、カラーフィルタの平坦性が良好であるため、ラビング工程における配向膜剥がれがなく、液晶の配向不良に起因する光漏れが発生することもないため良好な表示特性を示す。さらに、液晶セルの貼り合わせ部が額縁状の外周金属遮光部であるため、アクリルエポキシ系接着剤等のシール剤での貼り合わせが強く安定しており、強度低下の恐れが少ない。   The above-described liquid crystal display devices illustrated in FIGS. 6A and 6B and FIG. 6B each have a small reduction in the aperture ratio, so that the device has high luminance and can save power in the backlight. . In addition, since the flatness of the color filter is good, the alignment film is not peeled off in the rubbing process, and light leakage due to poor alignment of liquid crystal does not occur, so that excellent display characteristics are exhibited. Furthermore, since the bonded portion of the liquid crystal cell is a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion, the bonding with a sealing agent such as an acrylic epoxy adhesive is strong and stable, and there is little risk of strength reduction.

1・・・カラーフィルタ基板 11・・・透明基板 12・・・偏光膜
13・・・遮光膜(BM) 13MG・・・額縁状の外周金属遮光部
13MS・・・ストライプ状の金属遮光部 13RS・・・ストライプ状の樹脂遮光部14・・・透明着色画素 14R・・・赤色画素 14G・・・緑色画素
14B・・・青色画素 15・・・オーバーコート層 16・・・透明電極
17・・・配向膜
2・・・対向基板(アレイ基板) 21・・・透明基板 22・・・偏光膜
26・・・画素電極 27・・・絶縁層 28・・・共通電極 3・・・液晶 4・・・バックライト 5・・・液晶表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter substrate 11 ... Transparent substrate 12 ... Polarizing film
13 ... Light shielding film (BM) 13MG ... Frame-shaped outer peripheral metal light shielding part
13MS: Striped metal light shielding part 13RS: Striped resin light shielding part 14: Transparent colored pixel 14R: Red pixel 14G: Green pixel
14B ... Blue pixel 15 ... Overcoat layer 16 ... Transparent electrode
17 ... Alignment film
2 ... Counter substrate (array substrate) 21 ... Transparent substrate 22 ... Polarizing film
26 ... Pixel electrode 27 ... Insulating layer 28 ... Common electrode 3 ... Liquid crystal 4 ... Backlight 5 ... Liquid crystal display device

Claims (2)

透明基板と、前記透明基板上に設けられたブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスの開口部に設けられた着色画素とを有するカラーフィルタ製造方法であって、少なくとも以下の(1)〜(3)の工程を含み、かつ、この工程順で製造することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(1)透明基板上に、ストライプ状の金属遮光部と前記ストライプの金属遮光部よりも幅が広く、かつ、表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部を形成する工程。
(2)前記ストライプ状の金属遮光部が形成された透明基板の上に、更に、前記ストライプ状の金属遮光部に直交し、前記表示領域を画定する額縁状の外周金属遮光部に端部が重なるストライプ状の樹脂遮光部を黒色顔料を分散した感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法により形成する工程。
(3)前記ストライプ状金属遮光部と前記ストライプ状樹脂遮光部とで開口が形成された前記透明基板上に着色画素を形成する工程。
A transparent substrate, a black matrix provided on the transparent substrate, a manufacturing method of a color filter having a colored pixel provided in an opening portion of the black matrix, at least the following (1) to (3) A process for producing a color filter, comprising the steps of:
(1) A step of forming on the transparent substrate a stripe-shaped metal light-shielding portion and a frame-shaped outer peripheral metal light-shielding portion that is wider than the stripe-shaped metal light-shielding portion and demarcates a display area .
(2) On the transparent substrate on which the stripe-shaped metal light-shielding portion is formed, and further, an end is formed on the frame-shaped outer peripheral metal light- shielding portion that is orthogonal to the stripe-shaped metal light-shielding portion and defines the display area. A step of forming an overlapping stripe-shaped resin light-shielding portion by a photolithography method using a photosensitive resin composition in which a black pigment is dispersed.
(3) A step of forming colored pixels on the transparent substrate in which openings are formed by the stripe-shaped metal light-shielding portion and the stripe-shaped resin light-shielding portion.
請求項1に記載する製造方法により得られるカラーフィルタ。   A color filter obtained by the production method according to claim 1.
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