JPH0430118A - Production of color filter layer of liquid crystal display device - Google Patents

Production of color filter layer of liquid crystal display device

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JPH0430118A
JPH0430118A JP2137428A JP13742890A JPH0430118A JP H0430118 A JPH0430118 A JP H0430118A JP 2137428 A JP2137428 A JP 2137428A JP 13742890 A JP13742890 A JP 13742890A JP H0430118 A JPH0430118 A JP H0430118A
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color filter
liquid crystal
black mask
glass substrate
mask material
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Shinji Kato
加藤 紳司
Asao Kiguchi
木口 朝雄
Kojiro Tsubota
坪田 耕次郎
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Abstract

PURPOSE:To decrease the leakage of light from the non-opposite parts of transparent electrodes by applying a photosetting black mask material over the entire surface on a glass substrate, the non-opposite parts of the transparent electrodes and color filters and exposing the material from below and removing the black mask material applied on the color filter without curing the material. CONSTITUTION:The ITO transparent electrodes of stripe patterns orthogonal with the common electrodes are formed on the surface of the glass substrate facing the surface formed with the striped common electrodes. The dot patterns of the color filters are then formed on the ITO transparent electrodes by electrodeposition. The black mask material essentially consisting of the photosetting polyimide capable of shutting off incident light is applied over the entire surface of the glass substrate, the color filer and the ITO electrodes. The glas substrate is then exposed over the entire surface from below and only the black mask material on the above-mentioned color filters which are nonphotosensitive parts is removed without curing the material. The transmission quantity of the light from the parts exclusive of the color filters is decreased to substantially zero in this way. The contrast of the liquid crystal display device is, therefore, improved and the display grade is improved.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、各種カラー表示デイスプレィとして用いられ
る液晶表示装置のカラーフィルター層の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device used as various color display devices.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、この種の液晶表示装置のカラーフィルター層の製
造方法としては、電極着色法を用いた以下に説明するも
のがある。 先ず、ガラス基板上にITO(錫添加酸化インジウム)
透明電極をストライプ状に形成し、次に、上記ITO透
明電極上にカラーフィルタを電極着色によって形成し、
次に、上記ガラス基板上の上記ITO透明電極を形成し
ていない部分に、光を遮ぎるブラックマスク材を形成し
て、上記ガラス基板上の上記ITO透明電極を形成して
いない部分からの光の漏れを防いている。上記方法によ
り製造した液晶表示装置のカラーフィルター層の拡大図
を第3図に示す。第3図において、+ 1.12.13
はそれぞれ赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、
青色カラーフィルタを形成したITO透明電極からなる
SEG側表示用電極、I8は上記SEG側表示用電極と
向かい合い、かつ上記SEG側表示用電極11,12.
13と直交する方向に配列したCOM側表示用電極、9
は上記SEG側表示用電極のうち上記SEG側表示用電
極11.12.13と上記COM側表示用電極18とが
対向する部分すなわち表示部分であり、10は上記SE
G側表示用電極11.12.13のうち上記COM側表
示用電極18と対向していない部分すなわち非表示部分
、14はブラックマスクである。 そして、上記SEG側表示電極11,12.13と上記
COM側表示用電極18の間に設ける光学変調素子とし
ての図示しない液晶層と、上記2つの電極をはさんてク
ロスニコルに配置した図示しない偏光子と検光子とで光
シヤツターを構成する。 そして、上記2つの電極の間に電圧を印加して、光を遮
ぎる光ンヤッター効果を発生するようにしている。 ところで、今日、カラー液晶表示パネルに用いられてい
る液晶表示方式のうち、例えばDST(ダブルス−バー
ツイスト)方式および5TN(スーパーツィステッドネ
マティック)方式においては、液晶層のねじれ角を、従
来から用いられていたTN(ツィステッドネマティック
)方式の液晶層のねじれ角90°より大きく、200°
〜250°にしている。この大きなねじれ角を有する液
晶層は、光シヤツター効果を得ることのできる直線偏光
を、光シヤツター効果を損なう楕円偏光に変換するので
、上記液晶層に補償板や位相差板等を重ね合せて、上記
楕円偏光を直線偏光へ再変換することにより、光シヤツ
ター効果を損なわないようにしている。
Conventionally, as a method for manufacturing a color filter layer of this type of liquid crystal display device, there is a method described below using an electrode coloring method. First, ITO (tin-doped indium oxide) was deposited on a glass substrate.
forming a transparent electrode in a stripe shape, then forming a color filter on the ITO transparent electrode by coloring the electrode,
Next, a black mask material that blocks light is formed on a portion of the glass substrate where the ITO transparent electrode is not formed, so that light from the portion of the glass substrate where the ITO transparent electrode is not formed is formed. prevents leakage. FIG. 3 shows an enlarged view of the color filter layer of the liquid crystal display device manufactured by the above method. In Figure 3, + 1.12.13
are red color filter, green color filter, and
The SEG side display electrode I8, which is an ITO transparent electrode with a blue color filter formed thereon, faces the SEG side display electrode, and is connected to the SEG side display electrodes 11, 12 .
COM side display electrodes arranged in a direction perpendicular to 13;
10 is a portion of the SEG side display electrode where the SEG side display electrode 11, 12, 13 and the COM side display electrode 18 face each other, ie, a display portion;
A portion of the G-side display electrodes 11, 12, and 13 that does not face the COM-side display electrode 18, that is, a non-display portion 14 is a black mask. A liquid crystal layer (not shown) as an optical modulation element provided between the SEG side display electrodes 11, 12.13 and the COM side display electrode 18, and a liquid crystal layer (not shown) arranged in a crossed nicol manner sandwiching the two electrodes. A light shutter is composed of a polarizer and an analyzer. Then, a voltage is applied between the two electrodes to generate a light blocking effect. By the way, among the liquid crystal display methods used in color liquid crystal display panels today, for example, in the DST (double-bar twist) method and the 5TN (super twisted nematic) method, the twist angle of the liquid crystal layer has traditionally been used. The twist angle of the TN (twisted nematic) liquid crystal layer is larger than 90° and is 200°.
~250°. This liquid crystal layer with a large twist angle converts linearly polarized light, which can produce an optical shutter effect, into elliptically polarized light, which impairs the optical shutter effect. By reconverting the elliptically polarized light into linearly polarized light, the optical shutter effect is not impaired.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来の液晶表示装置のカラーフィル
ター層の製造方法による液晶表示装置では、次のような
問題かめる。すなわち、上記補償板や位相差板等は、上
記楕円偏光を直線偏光へ完全には変換できないので、上
記補償板や位相差板からの出射光に位相差が発生して、
ごく微量の干渉色の光か上記光ツヤツタ−から漏れる。 特に、上記非表示部分からの光の漏れが、液晶表示装置
のコントラストを低下させるという問題かある。 そこで、本発明の目的は、上記光/ヤッターの非表示部
分からの光の漏れを減少てきて、表示品位の高い液晶表
示装置のカラーフィルター層の製造方法を提供すること
にある。
However, the following problems occur in the liquid crystal display device manufactured by the above-mentioned conventional method for manufacturing the color filter layer of the liquid crystal display device. That is, since the compensator, retardation plate, etc. cannot completely convert the elliptically polarized light into linearly polarized light, a phase difference occurs in the light emitted from the compensator or retardation plate.
A very small amount of interference color light leaks from the above light glosser. In particular, there is a problem in that light leakage from the non-display portion reduces the contrast of the liquid crystal display device. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device that reduces the leakage of light from the non-display portion of the light/yatter and provides high display quality.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置のカラ
ーフィルター層の製造方法は、互いに直交する方向に配
列され、互いに対向する電極の間に電圧を印加して液晶
を駆動する液晶表示装置のカラーフィルター層を製造す
る方法において、ガラス基板上に透明電極をストライブ
状に形成し、次に、上記透明電極の対向側の透明電極と
対向しない非対向部分にレジストを形成し、次に、上記
透明電極の上記レノストで覆われていない部分にカラー
フィルタを電着によって形成し、次に、上記透明電極上
のレノストを除去し、次に、上記カラス基板、透明電極
の非対向部およびカラーフィルタの上の全面に、光硬化
性のブラックマスク材を塗布し、次に、上記ガラス基板
を下方から露光して、上記カラス基板上および透明電極
の非対向部上のブラックマスク材のみを感光して硬化さ
せる一方、上記カラーフィルタ上に塗布したブラックマ
スク材を、硬化させないで除去することを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device of the present invention is a method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device in which a voltage is applied between electrodes arranged in directions orthogonal to each other and facing each other to drive the liquid crystal. In a method for manufacturing a color filter layer, a transparent electrode is formed in a stripe shape on a glass substrate, a resist is formed on a non-opposed portion of the transparent electrode that does not face the transparent electrode on the opposite side, and then, A color filter is formed by electrodeposition on the portion of the transparent electrode that is not covered with the renost, then the renost on the transparent electrode is removed, and then the color filter is formed on the glass substrate, the non-opposing portion of the transparent electrode, and the color filter. A photocurable black mask material is applied to the entire surface of the filter, and then the glass substrate is exposed from below to expose only the black mask material on the glass substrate and the non-opposing portions of the transparent electrodes. The method is characterized in that the black mask material applied on the color filter is removed without being cured.

【作用】[Effect]

ガラス基板と、このガラス基板上にストライブ状に形成
しfコ透明電極および上記透明電極上の、上記透明電極
と直交する方向に配列される電極が対向する部分に形成
したカラーフィルター上に光硬化性のブラックマスク材
を塗布し、上記ガラス基板を下方から露光することによ
って、上記カラーフィルタ上に塗布したブラックマスク
材のみを硬化させないで除去するので、上記カラーフィ
ルターを形成した部分以外の透明電極と上記ガラス基板
はすべて上記ブラックマスク材で覆われる。 したがって、上記透明電極の非対向部分からの光の漏れ
を減少させることができる。
Light is applied to a glass substrate, a transparent electrode formed in a stripe shape on the glass substrate, and a color filter formed in a portion where electrodes arranged in a direction orthogonal to the transparent electrode face each other on the transparent electrode. By applying a curable black mask material and exposing the glass substrate from below, only the black mask material coated on the color filter is removed without curing, making the transparent area other than the area where the color filter is formed. The electrodes and the glass substrate are all covered with the black mask material. Therefore, leakage of light from the non-opposing portions of the transparent electrodes can be reduced.

【実施例】【Example】

以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。 第1図は本発明の液晶表示装置のカラーフィルター層の
製造方法により、カラーフィルター層を製造する工程を
(A)−(B)−(C)−(D)−(E)−(F)の順
に示す図である。 (A)まず、ガラス基板上にITO(錫添加酸化インジ
ウム)膜をスパッタ方式またはEB方式によって形成し
、次に、上記ITO膜を、フォトプロセスおよびエツチ
ング工程によって、例えばピッチ50μmまたは30μ
mの所定のストライブパターンに形成してITO透明電
極とする。ここで、上記ITO膜の抵抗値は、あらかじ
め電極着色が容易で良好な値10〜2007口に設定し
ておくことが望ましい。 (B)SEG側表示用電極としての上記ITO透明電極
上の、上記ITO透明電極に直交する方向に配列される
図示しないCOM側表本表示用電極向しない部分に、レ
ジストをフォトプロセスにより形成する。ここで、上記
レジストの膜厚は、例えば1.5μm〜20μmの範囲
内に設定しておく。 (C)上記ITO透明電極上のレジストを100℃で1
0分間だけ仮焼成した後に、赤色カラーフィルタR1緑
色カラーフィルタG1青色カラーフィルタBを順に、上
記ITO透明電極上に電極着色水洗およびその後の仮焼
成(80℃で10分間だけ加熱)する。ここで、上記R
,G、Hの各カラーフィルタのフィルタ膜厚とそのバラ
ツキ範囲は、はぼ1.5±0.1μmである。 (D)上記ITO透明電極上のレジストを、濃度1%の
NaOHアルカリ溶液によって、剥離し、その後、水洗
を繰り返し実施してから本焼成(280℃で1時間だけ
加熱)する。こうして、カラーフィルタのドツトパター
ンを上記ITO透明電極上に形成する。 (E)2.0μmの膜厚で99.99%の入射光を遮断
てきる光硬化性ポリイミド主成分のブラックマスク材を
上記ガラス基板と上記カラーフィルタと上記ITO3J
極の全面に塗布する。なお、上記ブラックマスク材とし
ては、その光硬化感度が上記カラーフィルタの透過光で
ある赤色、緑色、青色の光に対し急峻に不感応となるも
のを用いるようにする。 次に、上記ブラックマスク材を100℃で10分間だけ
仮焼成した後、上記ガラス基板を下方から全面露光して
、非感光部である上記カラーフィルタ上のブラックマス
ク材のみを硬化させないでおく。 (F)上記ブラックマスク材を現像して、上記カラーフ
ィルタ上のブラックマスク材のみを剥離する。最後に、
上記ブラックマスク材を本焼成′(250℃で1時間だ
け加熱)してブラックマスクを完成する。上記カラーフ
ィルタと上記ブラックマスクとでカラーフィルター層を
構成している。 以上の工程で作成した上記カラーフィルター層を備えた
液晶表示パネルの平面図を第2図に示す。 第2図において、3は液晶表示エリア、8はc。 M側基板lにストライプ状に形成したcoM側表示用電
極、5,6.7はガラス基板からなるSEG側基板2に
ストライプ状に形成され、それぞれ赤色カラーフィルタ
R1緑色カラーフィルタG、青色カラーフィルタBをド
ツトパターンに形成したSEG側表示用電極としてのI
TO透明電極、4はブラックマスクである。なお、上記
Co〜1側基板lと上記SEG側基板2の間には図示し
ない液晶層を備えている。第2図に示す液晶表示パネル
のカラーフィルタのドツトパターンの寸法L+、Lx。 W、、W、はそれぞれ0.33mm、0.30mm、O
,I Imm、0.08mmである。また、上記液晶表
示パネルの1/240デユ一テイ駆動時の評価電圧は、
上記液晶層の非駆動時には2.I5V、液晶層の駆動時
には2.29Vであ\る。 ここで、上記液晶表示エリア3のうち上記c。 M側表示用電極8と上記SEG側表示用電極とが対向す
る部分を表示部、上記2つの電極が対向しない部分を非
表示部と呼び表わすと、上記液晶表示パネルのコントラ
スト比Cは、液晶層非駆動時の表示部の光透過率Ts(
Vオン)と、液晶層1動時の表示部の光透過率T s(
Vオン)と、非表示部の光透過率Ts(もれ光)を用い
て、次式で計算できる。 C= (Ts(Vオン)+Ts(もれ光))/(Ts(
Vオン)+Ts(もれ光)) ところで、上述の工程で作成したカラーフィルター層を
備えた上記液晶表示パネルは、そのすべての非表示部を
ブラックマスク4で覆っているので、上記非表示部の光
透過率Ts(もれ光)をほとんど零とすることができて
、従来の工程で作成したカラーフィルター層を備えた液
晶表示パネルに較べてコントラスト比Cを30%以上向
上させることができ、表示品位を向上できる。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 shows the steps (A)-(B)-(C)-(D)-(E)-(F) of manufacturing a color filter layer by the method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device of the present invention. FIG. (A) First, an ITO (tin-doped indium oxide) film is formed on a glass substrate by a sputtering method or an EB method, and then the ITO film is etched with a pitch of, for example, 50 μm or 30 μm by a photo process and an etching process.
m is formed into a predetermined stripe pattern to form an ITO transparent electrode. Here, it is desirable that the resistance value of the ITO film is set in advance to a value of 10 to 2007, which is a good value and facilitates electrode coloring. (B) A resist is formed by a photo process on the ITO transparent electrode serving as the SEG side display electrode in a portion not facing the COM side main display electrode (not shown) which is arranged in a direction perpendicular to the ITO transparent electrode. . Here, the film thickness of the resist is set, for example, within a range of 1.5 μm to 20 μm. (C) Resist on the above ITO transparent electrode at 100°C
After pre-baking for 0 minutes, red color filter R1, green color filter G1, and blue color filter B are sequentially colored and washed with water on the ITO transparent electrode, and then pre-baked (heated at 80° C. for 10 minutes). Here, the above R
, G, and H color filters and their variation ranges are approximately 1.5±0.1 μm. (D) The resist on the ITO transparent electrode is peeled off using a 1% NaOH alkaline solution, and then repeatedly washed with water and then main baked (heated at 280° C. for 1 hour). In this way, a dot pattern of a color filter is formed on the ITO transparent electrode. (E) A black mask material mainly composed of photocurable polyimide that blocks 99.99% of incident light with a film thickness of 2.0 μm is applied to the glass substrate, the color filter, and the ITO3J.
Apply to the entire surface of the pole. The black mask material used is one whose photocuring sensitivity is sharply insensitive to red, green, and blue light that is transmitted through the color filter. Next, after pre-baking the black mask material at 100° C. for 10 minutes, the entire glass substrate is exposed to light from below, leaving only the black mask material on the color filter, which is a non-exposed area, uncured. (F) Develop the black mask material and peel off only the black mask material on the color filter. lastly,
The black mask material is subjected to main firing (heating at 250° C. for 1 hour) to complete a black mask. The color filter layer and the black mask constitute a color filter layer. FIG. 2 shows a plan view of a liquid crystal display panel equipped with the color filter layer prepared through the above steps. In FIG. 2, 3 is a liquid crystal display area, and 8 is c. The coM side display electrodes 5 and 6.7 are formed in a stripe shape on the M side substrate l, and are formed in a stripe shape on the SEG side substrate 2 made of a glass substrate. I as a display electrode on the SEG side with B formed in a dot pattern
TO transparent electrode, 4 is a black mask. Note that a liquid crystal layer (not shown) is provided between the Co~1 side substrate 1 and the SEG side substrate 2. Dimensions L+ and Lx of the dot pattern of the color filter of the liquid crystal display panel shown in FIG. W, , W, are 0.33 mm, 0.30 mm, and O, respectively.
, I Imm, 0.08 mm. In addition, the evaluation voltage when driving the above liquid crystal display panel at 1/240 duty is:
When the liquid crystal layer is not driven, 2. I5V, 2.29V when driving the liquid crystal layer. Here, of the liquid crystal display area 3, the above c. If the part where the M-side display electrode 8 and the SEG-side display electrode face each other is called a display part, and the part where the two electrodes do not face each other is called a non-display part, the contrast ratio C of the liquid crystal display panel is equal to that of the liquid crystal display panel. Light transmittance Ts(
Von) and the light transmittance of the display section when the liquid crystal layer is in operation Ts(
It can be calculated using the following equation using Ts (leak light) and the light transmittance Ts (leak light) of the non-display area. C= (Ts (V on) + Ts (leak light)) / (Ts (
Von) + Ts (leak light)) By the way, in the liquid crystal display panel including the color filter layer created in the above process, all non-display areas are covered with the black mask 4, so the non-display areas are The light transmittance Ts (leak light) can be reduced to almost zero, and the contrast ratio C can be improved by more than 30% compared to a liquid crystal display panel equipped with a color filter layer created using a conventional process. , display quality can be improved.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上の説明より明らかなように、本発明の液晶表示装置
のカラーフィルター層の製造方法は、ガラス基板と、上
記ガラス基板上にストライブ状に形成した透明電極上の
カラーフィルタを形成した部分とカラーフィルタを形成
していない部分の上の全面に光硬化性のブラックマスク
材を塗布し、次に、上記ガラス基板を下方から露光して
、上記ガラス基板上および透明電極上のカラーフィルタ
を形成していない部分上のブラックマスク材のみを感光
して硬化させる一方、上記カラーフィルタ上に塗布した
ブラックマスク材を硬化させないで除去するので、カラ
ーフィルタを形成していない部分をすべてブラックマス
ク材で覆ったカラーフィルター層を形成できて、上記カ
ラーフィルタ以外からの光の透過量をほとんど零とする
ことができる。したがって、液晶表示装置のコントラス
トを向上できて、表示品位を向上できる。
As is clear from the above description, the method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device of the present invention includes a glass substrate, a portion on which a color filter is formed on a transparent electrode formed in a stripe shape on the glass substrate. A photocurable black mask material is applied to the entire surface of the area where the color filter is not formed, and then the glass substrate is exposed from below to form a color filter on the glass substrate and the transparent electrode. Only the black mask material on the areas where no color filter is formed is exposed to light and cured, while the black mask material applied on the color filter is removed without curing, so all areas where no color filter is formed are covered with black mask material. A covering color filter layer can be formed, and the amount of light transmitted from sources other than the color filter can be reduced to almost zero. Therefore, the contrast of the liquid crystal display device can be improved, and the display quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の液晶表示装置のカラーフィ
ルター層の製造方法を示す図、第2図は上記実施例の製
造方法で製造したカラーフィルター層を備えた液晶表示
パネルの平面図、第3図は従来の液晶表示装置のカラー
フィルター層の製造方法で製造したカラーフィルター層
を備えた液晶表示パネルの拡大平面図である。 1−C0M側基板、2− S E G側基板、3 液晶
表示エリア、4.14・・ブラックマスク、5.6.7
  ・ITO透明電極、 8.18 ・COM側表示用電極、9・・・表示部分、
lO・・非表示部分、 +1.12.+3・・・SEG側表示用電極。
FIG. 1 is a diagram showing a method of manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a liquid crystal display panel equipped with a color filter layer manufactured by the manufacturing method of the above embodiment. 3 is an enlarged plan view of a liquid crystal display panel including a color filter layer manufactured by a conventional method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device. 1-C0M side substrate, 2-SEG side substrate, 3 LCD display area, 4.14...Black mask, 5.6.7
・ITO transparent electrode, 8.18 ・COM side display electrode, 9...display part,
lO... Hidden part, +1.12. +3... SEG side display electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに直交する方向に配列され、互いに対向する
電極の間に電圧を印加して液晶を駆動する液晶表示装置
のカラーフィルター層を製造する方法において、 ガラス基板上に透明電極をストライブ状に形成し、 次に、上記透明電極の対向側の透明電極と対向しない非
対向部分にレジストを形成し、 次に、上記透明電極の上記レジストで覆われていない部
分にカラーフィルタを電着によって形成し、 次に、上記透明電極上のレジストを除去し、次に、上記
ガラス基板、透明電極の非対向部およびカラーフィルタ
の上の全面に、光硬化性のブラックマスク材を塗布し、 次に、上記ガラス基板を下方から露光して、上記ガラス
基板上および透明電極の非対向部上のブラックマスク材
のみを感光して硬化させる一方、上記カラーフィルタ上
に塗布したブラックマスク材を、硬化させないで除去す
ることを特徴とする液晶表示装置のカラーフィルター層
の製造方法。
(1) In a method for manufacturing a color filter layer of a liquid crystal display device in which a voltage is applied between electrodes arranged in directions orthogonal to each other and facing each other to drive the liquid crystal, transparent electrodes are formed in stripes on a glass substrate. Next, a resist is formed on a non-opposed portion of the transparent electrode that does not face the transparent electrode on the opposite side, and then a color filter is electrodeposited on the portion of the transparent electrode that is not covered with the resist. Next, the resist on the transparent electrode is removed, and then a photocurable black mask material is applied to the entire surface of the glass substrate, the non-opposed portion of the transparent electrode, and the color filter. Then, the glass substrate is exposed to light from below to expose and harden only the black mask material on the glass substrate and the non-opposing portions of the transparent electrodes, while the black mask material applied on the color filter is hardened. A method for producing a color filter layer of a liquid crystal display device, characterized in that the color filter layer is removed without being removed.
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