JPH0943425A - Color filter and color liquid crystal display device using that - Google Patents

Color filter and color liquid crystal display device using that

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Publication number
JPH0943425A
JPH0943425A JP19767995A JP19767995A JPH0943425A JP H0943425 A JPH0943425 A JP H0943425A JP 19767995 A JP19767995 A JP 19767995A JP 19767995 A JP19767995 A JP 19767995A JP H0943425 A JPH0943425 A JP H0943425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
black matrix
resin
color filter
liquid crystal
color
Prior art date
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Pending
Application number
JP19767995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamada
申一 山田
Tetsuya Goto
哲哉 後藤
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0943425A publication Critical patent/JPH0943425A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in the display quality due to scattering or transmission of light by a spacer, to improve the display contrast and to simplify the production process by forming the space by laminating color layers on a resin black matrix. SOLUTION: This color filter is produced by forming a black matrix 2 on a transparent substrate 1 and arranging plural color layers 3-5 of three primary colors on the black matrix 2. The black matrix 2 consists of a resin black matrix prepared by dispersing a light-shielding agent in a resin. A spacer is formed by laminating color layers 3-5 of three primary colors on the black matrix 2. Each layer of the color layers of three primary colors is preferably 1-3μm thick, and in this case, the total thickness of the layers is 3-9μm. If the total film thickness is smaller than 3μm, an enough cell gap is not obtd. If the total thickness exceeds 9μm, it is not preferable because uniform coating of color layers 3-5 is difficult and moreover, reliability of a transparent conductive film 6 to be formed on these layers decreases.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スペーサー機能を
有するカラーフィルタおよびそれを用いたカラー液晶表
示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter having a spacer function and a color liquid crystal display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、使用されているカラー液晶表示装
置は、液晶層の厚み(セルギャップ)を保持するため
に、一般に、図2に示すように、薄膜トランジスタ(T
FT)や複数の走査電極などを具備した電極基板とカラ
ーフィルタ側の基板との間にプラスチックビーズまたは
ガラス繊維をスペーサーとして有する。ここでプラスッ
チクビーズなどのスペーサーは散布されるため、電極基
板とカラーフィルタ側の基板間のどの位置(面内位置)
に配置されるかは定まっていない。
2. Description of the Related Art In order to maintain the thickness (cell gap) of a liquid crystal layer, a color liquid crystal display device conventionally used is generally provided with a thin film transistor (T) as shown in FIG.
It has plastic beads or glass fibers as a spacer between an electrode substrate provided with FT) or a plurality of scanning electrodes and the substrate on the color filter side. Since spacers such as plastic beads are scattered here, which position (in-plane position) between the electrode substrate and the substrate on the color filter side is used.
It is not decided whether it will be placed in.

【0003】特開昭56−140324、特開昭63−
82405、特開平4−93924、特開平5−196
946には、カラーフィルタを形成する着色層を重ね合
わせた構造をスペーサーとして用いた液晶表示装置が提
案されている。
JP-A-56-140324, JP-A-63-
82405, JP-A-4-93924, and JP-A-5-196.
946 proposes a liquid crystal display device using a structure in which colored layers forming a color filter are overlapped as a spacer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】プラスチックビーズな
どをスペーサーとして用いるカラー液晶表示装置におい
ては、プラスチックビーズなどのスペーサーの位置が定
まっておらず、画素上に位置するスペーサーによる光の
散乱や透過により液晶表示装置の表示品位が低下すると
いう問題があった。
In a color liquid crystal display device using plastic beads or the like as a spacer, the position of the spacer such as the plastic beads is not fixed, and the liquid crystal is scattered or transmitted by the spacer located on the pixel. There is a problem that the display quality of the display device is degraded.

【0005】プラスチックビーズなどのスペーサーを散
布して使用する液晶表示装置には、この他にも下記の問
題がある。すなわち、スペーサーが球状あるいは棒状の
形であり、セル圧着時に点または線で接触するために、
配向膜や透明電極が破損し、表示欠陥が発生しやすいと
いう欠点があった。さらに配向膜や透明電極の破損によ
り、液晶が汚染され、電圧が低下しやすいという欠点も
あった。
A liquid crystal display device in which spacers such as plastic beads are scattered and used has the following other problems. That is, since the spacer is spherical or rod-shaped and comes in contact with a point or line during cell crimping,
There was a drawback that the alignment film and the transparent electrode were damaged, and display defects were likely to occur. Further, there is a disadvantage that the liquid crystal is contaminated by the damage of the alignment film and the transparent electrode, and the voltage is easily lowered.

【0006】また、スペーサーを均一に散布する工程が
必要であったり、あるいはスペーサーの粒度分布を高精
度に管理することが必要であることから、簡便な方法で
安定した表示品位の液晶表示装置を得ることが難しかっ
た。
In addition, since a step of uniformly dispersing the spacers is required, or the particle size distribution of the spacers needs to be controlled with high precision, a liquid crystal display device having stable display quality can be provided by a simple method. It was difficult to get.

【0007】特開昭56−140324、特開昭63−
82405、特開平4−93924、特開平5−196
946では、2色あるいは3色の着色層を重ね合わせた
構造をスペーサーとして用いていることから、実際に得
られる液晶層の厚み(セルギャップ)は、着色層の1層
あるいは2層分の厚みとなり、十分なセルギャップを持
った液晶表示装置を得ることが難しく、また、着色層の
1層あるいは2層分の厚みでセルギャップを保持できた
としても着色層の厚膜化に伴う、例えば、カラーフィル
タ上に形成されるITO膜の耐久性の低下など、満足な
信頼性を有する液晶表示装置が得られにくかった。
Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-140324 and 63-
82405, JP-A-4-93924, and JP-A-5-196.
In 946, since the structure in which the colored layers of two colors or three colors are overlapped is used as the spacer, the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer actually obtained is the thickness of one or two colored layers. Therefore, it is difficult to obtain a liquid crystal display device having a sufficient cell gap, and even if the cell gap can be maintained by the thickness of one or two colored layers, it is necessary to increase the thickness of the colored layer. It has been difficult to obtain a liquid crystal display device having satisfactory reliability such as deterioration of durability of the ITO film formed on the color filter.

【0008】本発明は、前記の問題点に鑑み、樹脂およ
び遮光剤からなる樹脂ブラックマトリクス上にスペーサ
ーを位置を固定すると共に、セルギャップを一定に保持
することにより、前記した従来の欠点を克服するカラー
フィルタおよびそれを用いた液晶表示装置を提供するこ
とを目的とするものである。
In view of the above problems, the present invention overcomes the above-mentioned conventional drawbacks by fixing the position of a spacer on a resin black matrix composed of a resin and a light-shielding agent and keeping the cell gap constant. It is an object of the present invention to provide a color filter and a liquid crystal display device using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に関わるカラーフィルタおよびそれを用いた
カラー液晶表示装置は、以下の構成を有するものであ
る。
In order to achieve the above object, a color filter according to the present invention and a color liquid crystal display device using the same have the following constitution.

【0010】すなわち、本発明は透明基板上にブラック
マトリクスを設け、さらにその上に3原色からなる着色
層を複数配列したカラーフィルタにおいて、(A)前記
ブラックマトリクスが樹脂中に遮光剤を分散させてなる
樹脂ブラックマトリクスである、(B)前記ブラックマ
トリクス上に3原色からなる着色層の積層により形成さ
れたスペーサーを有するカラーフィルタであり、透明電
極基板と透明電極を有するカラーフィルタにより液晶層
を挟持したカラー液晶表示装置において、カラーフィル
タが、透明基板上にブラックマトリクスと3原色からな
る着色層を設けたカラーフィルタであり、(A)該ブラ
ックマトリクスが樹脂中に遮光剤を分散させてなる樹脂
ブラックマトリクスである、(B)該ブラックマトリク
ス上の一部に3原色からなる着色層の積層により形成さ
れたスペーサーを有するカラー液晶表示装置である。
That is, according to the present invention, in a color filter in which a black matrix is provided on a transparent substrate and a plurality of colored layers of three primary colors are further arranged thereon, (A) the black matrix disperses a light shielding agent in a resin. (B) a color filter having a spacer formed by stacking colored layers of three primary colors on the black matrix, and a liquid crystal layer formed by a color filter having a transparent electrode substrate and a transparent electrode. In the sandwiched color liquid crystal display device, the color filter is a color filter in which a black matrix and a colored layer composed of three primary colors are provided on a transparent substrate, and (A) the black matrix has a light-shielding agent dispersed in a resin. A resin black matrix, (B) 3 originals on a part of the black matrix A color liquid crystal display device having a spacer formed by lamination of the colored layer made of.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明を以下に詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0012】本発明のカラーフィルタは、透明基板上に
樹脂および遮光剤からなる樹脂ブラックマトリクを設
け、さらにその上に3原色からなる着色層を複数配列し
たものである。カラーフィルタは3原色からなる各着色
層により被覆された画素を一絵素とし、多数の絵素によ
り構成されている。ここで言うブラックマトリクスは、
各画素間に配列された遮光領域を示し、液晶表示装置の
表示コントラストを向上させるために設けられている。
In the color filter of the present invention, a resin black matrix made of a resin and a light-shielding agent is provided on a transparent substrate, and a plurality of colored layers of three primary colors are arranged on the resin black matrix. The color filter is composed of a large number of picture elements, with a pixel covered by each colored layer of three primary colors as one picture element. The black matrix here is
The light-shielding regions arranged between the pixels are shown and provided to improve the display contrast of the liquid crystal display device.

【0013】本発明のカラーフィルタに用いられる透明
基板としては、特に限定されるものでなく、石英ガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面
をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラ
ス類、有機プラスチックのフィルムまたはシートなどが
好ましく用いられる。
The transparent substrate used in the color filter of the present invention is not particularly limited, and inorganic glass such as quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda lime glass whose surface is coated with silica, An organic plastic film or sheet is preferably used.

【0014】この透明基板上に樹脂および遮光剤からな
る樹脂ブラックマトリクスを設けるが、ブラックマトリ
クスに用いられる樹脂としては、特に限定されないが、
エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン
系樹脂、ゼラチンなどの感光性または非感光性の材料が
好ましく用いられる。ブラックマトリクス用樹脂は、画
素や保護膜に用いられる樹脂よりも高い耐熱性を有する
樹脂が好ましく、また、ブラックマトリクス形成後の工
程で使用される有機溶剤に耐性を持つ樹脂が好ましいこ
とからポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。
A resin black matrix comprising a resin and a light-shielding agent is provided on the transparent substrate. The resin used for the black matrix is not particularly limited.
A photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, and gelatin is preferably used. The resin for the black matrix is preferably a resin having higher heat resistance than the resin used for the pixel and the protective film, and a polyimide resin is preferably a resin having resistance to the organic solvent used in the process after the formation of the black matrix. Resins are particularly preferably used.

【0015】ポリイミド系樹脂としては、特に限定され
ないが、通常一般式(1)で表される構造単位を主成分
とするポリイミド前駆体(n=1〜2)を、加熱もしく
は適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いら
れる。
The polyimide-based resin is not particularly limited, but is usually prepared by heating a polyimide precursor (n = 1 to 2) having a structural unit represented by the general formula (1) as a main component or heating the polyimide precursor with an appropriate catalyst. What is converted is used suitably.

【0016】[0016]

【化1】 また、ポリイミド系樹脂には、イミド結合の他に、アミ
ド結合、スルホン結合、エーテル結合、カルボニル結合
などのイミド結合以外の結合が含まれていても差支えな
い。
Embedded image Further, the polyimide resin may contain a bond other than the imide bond such as an amide bond, a sulfone bond, an ether bond, and a carbonyl bond, in addition to the imide bond.

【0017】上記一般式(1)中、R1 は少なくとも2
個以上の炭素原子を有する3価または4価の有機基であ
る。耐熱性の面から、R1 は環状炭化水素、芳香族環又
は芳香族複素環を含有し、かつ、炭素数6〜30の3価
または4価の基が好ましい。R1 の例として、フェニル
基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペ
リレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン
基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェ
ニルトリフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロ
ペンチル基などが挙げられるが、これらに限定されな
い。
In the general formula (1), R 1 is at least 2
It is a trivalent or tetravalent organic group having one or more carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R 1 is preferably a trivalent or tetravalent group containing a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocycle, and having 6 to 30 carbon atoms. Examples of R 1 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenylsulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, and the like. However, the present invention is not limited to these.

【0018】R2 は少なくとも2個以上の炭素原子を有
する2価の有機基であるが、耐熱性の面から、R2 は環
状炭化水素、芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ
炭素数6〜30の2価の基が好ましい。R2 の例とし
て、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフ
タレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェ
ニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノ
ン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニル
メタン基、ジシクロヘキシルメタン基などが挙げられる
が、これらに限定されない。構造単位(1)を主成分と
するポリマは、R1 、R2 がこれらのうち各々1種から
構成されていても良いし、各々2種以上から構成される
共重合体であつてもよい。さらに、基板との接着性を向
上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン
成分として、シロキサン構造を有するビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサンなどを共重合する
のが好ましい。
R 2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, but from the viewpoint of heat resistance, R 2 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocycle, and A divalent group having 6 to 30 carbon atoms is preferable. Examples of R 2 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenyl sulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, diphenylmethane group, dicyclohexylmethane group, etc. Examples include, but are not limited to: In the polymer having the structural unit (1) as a main component, R 1 and R 2 may each be composed of one type of them, or may be a copolymer composed of two or more types of each. . Further, in order to improve the adhesiveness to the substrate, it is preferable to copolymerize bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane having a siloxane structure as the diamine component as long as the heat resistance is not reduced.

【0019】構造単位(1)を主成分とするポリマーの
具体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3、3
´,4、4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、3、3´,4、4´−ビフェニルトリフルオロプロ
パンテトラカルボン酸二無水物、3、3´,4、4´−
ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,
3,5,−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物
などからなる群から選ばれた1種以上のカルボン酸二無
水物と、パラフェニレンジアミン、3、3´−ジアミノ
ジフェニルエーテル、4、4´−ジアミノジフェニルエ
ーテル、3、4´ジアミノジフェニルエーテル、3、3
´−ジアミノジフェニルスルホン、4、4´−ジアミノ
ジフェニルスルホン、4、4´−ジアミノジシクロヘキ
シルメタン、4、4´−ジアミノジフェニメタンなどの
群から選ばれた1種以上のジアミンから合成されたポリ
イミド前駆体が挙げられるが、これらに限定されない。
これらのポリイミド前駆体は公知の方法すなわち、テト
ラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わ
せ、溶媒中で反応させることにより合成される。
Specific examples of the polymer having the structural unit (1) as a main component include pyromellitic dianhydride, 3, 3
′, 4,4′-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride 3,3 ′, 4,4′-biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride 3,3 ′, 4,4′-
Biphenyl sulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 2,
At least one carboxylic acid dianhydride selected from the group consisting of 3,5, -tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride and the like, and paraphenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether 3,4 'diaminodiphenyl ether, 3,3
Polyimide synthesized from one or more diamines selected from the group of '-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane Precursors, but are not limited thereto.
These polyimide precursors are synthesized by a known method, that is, by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine and reacting them in a solvent.

【0020】ブラックマトリクス用の遮光剤としては、
カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸
化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色の
顔料の混合物などを用いることができる。この中でも、
特にカーボンブラックは遮光性が優れており、特に好ま
しい。分散のよい粒径の小さいカーボンブラックは主と
して茶系統の色調を呈するので、カーボンブラックに対
する補色の顔料を混合させて無彩色にするのが好まし
い。
As a light shielding agent for a black matrix,
In addition to metal oxide powder such as carbon black, titanium oxide, and iron tetroxide, metal sulfide powder, and metal powder, a mixture of red, blue, and green pigments can be used. Among these,
In particular, carbon black has excellent light-shielding properties and is particularly preferable. Since carbon black having a good dispersion and a small particle size mainly exhibits a brownish color tone, it is preferable to mix a pigment having a complementary color with the carbon black to make it an achromatic color.

【0021】ブラックマトリクス用の樹脂がポリイミド
の場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、N−メチル
−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶
媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒など
が好適に使用される。
When the resin for the black matrix is polyimide, the black paste solvent is usually N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide,
An amide-based polar solvent such as N, N-dimethylformamide and a lactone-based polar solvent such as γ-butyrolactone are preferably used.

【0022】カーボンブラックやカーボンブラックに対
して補色の顔料等の遮光剤を分散させる方法としては、
例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤等を
混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボー
ルミル等の分散機中で分散させる方法などがあるが、こ
の方法に特に限定されない。また、カーボンブラックの
分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上のため
に種々の添加剤が加えられていてもよい。
As a method for dispersing a light-shielding agent such as a pigment of a complementary color to carbon black or carbon black,
For example, there is a method in which a light-shielding agent, a dispersant, and the like are mixed in the polyimide precursor solution and then dispersed in a disperser such as a three-roll mill, a sand grinder, and a ball mill, but the method is not particularly limited. In addition, various additives may be added for improving the dispersibility of carbon black, or for improving applicability and leveling property.

【0023】樹脂ブラックマトリクスの製法としては、
黒色ペーストを透明基板上に塗布・乾燥した後に、パタ
ーニングを行う。黒色ペーストを塗布する方法として
は、ディップ法、ロールコータ法、スピナー法、ダイコ
ーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用
いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加
熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキュア条件は、使用
する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常
60〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。
As a method for producing the resin black matrix,
After the black paste is applied and dried on the transparent substrate, patterning is performed. As a method for applying the black paste, a dip method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, or the like is preferably used, after which heat drying (semi-cure) is performed using an oven or a hot plate. To do. The semi-curing conditions vary depending on the resin, solvent and paste applied amount, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

【0024】このようにして得られた黒色ペースト被膜
は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ
型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が
感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮
断膜を形成した後に、露光・現像を行う。必要に応じ
て、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、
また、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、前
駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量によ
り若干異なるが、通常200〜300℃で1〜60分加
熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、透明
基板上にブラックマトリクスが形成される。
In the case where the resin is a non-photosensitive resin, the black paste coating obtained in this manner is formed after forming a positive photoresist coating thereon, and then the resin is a photosensitive resin. In some cases, exposure and development are performed as they are or after forming an oxygen barrier film. If necessary, remove the positive photoresist or oxygen barrier film,
Further, it is heated and dried (this cure). When the polyimide-based resin is obtained from the precursor, the curing conditions are slightly different depending on the coating amount, but it is generally heating at 200 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a black matrix is formed on the transparent substrate.

【0025】本発明で用いられる樹脂ブラックマトリク
スの膜厚は、好ましくは0.5〜1.5μm、より好ま
しくは0.8μm〜1.2μmである。後述するように
樹脂ブラックマトリクスの膜厚は液晶表示装置のセルギ
ャップを確保する上で重要であり、膜厚が0.5μmよ
りも薄い場合は、十分なセルギャップの確保が難しくな
り、また、遮光性が不十分になることからも好ましくな
い。また、膜厚が1.5μmよりも厚い場合は、遮光性
は確保できるものの、カラーフィルタの平坦性が犠牲に
なり易く、段差が生じ易い。表面段差が生じた場合、カ
ラーフィルタ上部に透明導電膜や液晶配向膜を形成させ
ても段差は殆ど軽減されず、液晶配向膜のラビングによ
る配向処理が不均一になったり、セルギャップにバラツ
キが生じたりして、液晶表示装置の表示品位が低下す
る。表面段差を小さくするためには、着色層上に透明保
護膜を設けることが有効であるが、カラーフィルタの構
造が複雑になり、製造コストが高くなる点では不利であ
る。
The thickness of the resin black matrix used in the present invention is preferably 0.5 to 1.5 μm, more preferably 0.8 to 1.2 μm. As described later, the thickness of the resin black matrix is important in securing the cell gap of the liquid crystal display device. When the thickness is smaller than 0.5 μm, it is difficult to secure a sufficient cell gap, It is not preferable because the light-shielding property becomes insufficient. When the thickness is more than 1.5 μm, the light-shielding property can be secured, but the flatness of the color filter is easily sacrificed, and a step is easily generated. When a surface step is formed, even if a transparent conductive film or a liquid crystal alignment film is formed on the color filter, the step is hardly reduced, and the alignment process due to the rubbing of the liquid crystal alignment film becomes uneven or the cell gap varies. If so, the display quality of the liquid crystal display device is degraded. To reduce the surface step, it is effective to provide a transparent protective film on the colored layer, but it is disadvantageous in that the structure of the color filter becomes complicated and the manufacturing cost increases.

【0026】また、樹脂ブラックマトリクスの遮光性
は、OD値(透過率の逆数の常用対数)で表されるが、
液晶表示装置の表示品位を向上させるためには、好まし
くは2.5以上であり、より好ましくは3.0以上であ
る。また、樹脂ブラックマトリクスの膜厚の好適な範囲
を前述したが、OD値の上限は、これとの関係で定めら
れるべきである。
The light-shielding property of the resin black matrix is represented by an OD value (common logarithm of the reciprocal of the transmittance).
In order to improve the display quality of the liquid crystal display device, it is preferably at least 2.5, more preferably at least 3.0. The preferred range of the thickness of the resin black matrix has been described above, but the upper limit of the OD value should be determined in relation to this.

【0027】樹脂ブラックマトリクスの反射率は、反射
光による影響を低減し液晶表示装置の表示品位を向上さ
せるために、400〜700nmの可視領域での視感度
補正された反射率(Y値)で2%以下が好ましく、より
好ましくは1%以下である。樹脂ブラックマトリクス間
には、通常(20〜200)μm×(20〜300)μ
mの開口部が設けられるが、この開口部を少なくとも被
覆するように3原色からなる着色層が複数配列される。
The reflectance of the resin black matrix is a reflectance (Y value) which is luminosity-corrected in the visible region of 400 to 700 nm in order to reduce the influence of reflected light and improve the display quality of the liquid crystal display device. It is preferably 2% or less, more preferably 1% or less. Usually, (20 to 200) μm × (20 to 300) μ is provided between the resin black matrices.
m openings are provided, and a plurality of colored layers of three primary colors are arranged so as to cover at least the openings.

【0028】カラーフィルタを構成する着色層は、少な
くとも3原色の色彩を含む。すなわち、加色法によりカ
ラー表示を行う場合は、赤(R)、緑(G)、青(B)
の3原色が選ばれ、減色法によりカラー表示を行う場合
は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の
3原色が選ばれる。一般には、これらの3原色を含んだ
要素を1単位としてカラー表示の絵素とすることができ
る。着色層には、着色剤により着色された樹脂が用いら
れる。
The colored layer forming the color filter includes at least three primary colors. That is, when color display is performed by the additive method, red (R), green (G), blue (B)
When the color display is performed by the subtractive color method, the three primary colors of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are selected. Generally, a picture element for color display can be formed by using an element including these three primary colors as one unit. For the coloring layer, a resin colored with a coloring agent is used.

【0029】着色層に用いられる着色剤としては、有機
顔料、無機顔料、染料などを好適に用いることができ、
さらには、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤などの
種々の添加剤を添加しても良い。有機顔料としては、フ
タロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリ
ドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が
好適に用いられる。
As the coloring agent used in the coloring layer, organic pigments, inorganic pigments, dyes, and the like can be preferably used.
Further, various additives such as an ultraviolet absorber, a dispersant, and a leveling agent may be added. As the organic pigment, phthalocyanine-based, aziraki-based, condensed azo-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, perylene-based, and perinone-based pigments are preferably used.

【0030】着色層に用いられる樹脂としては、エポキ
シ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、ゼラチンなどの感光性または非感光性の材料が好ま
しく用いられ、着色剤をこれらの樹脂中に分散あるいは
溶解させて着色することが好ましい。感光性の樹脂とし
ては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂光重合型樹脂などの
タイプがあり、特に、エチレン不飽和結合を有するモノ
マ、オリゴマまたはポリマと紫外線によりラジカルを発
生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミッ
ク酸組成物などが好適に用いられる。非感光性の樹脂と
しては、上記の各種ポリマなどで現像処理が可能なもの
が好ましく用いられるが、透明導電膜の成膜工程や液晶
表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱
性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造
工程で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好まし
いことから、ポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられ
る。
The resin used for the colored layer is preferably a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, and gelatin. It is preferable to disperse or dissolve the colorant in these resins for coloring. As the photosensitive resin, there are types such as a photodecomposable resin, a photocrosslinkable resin and a photopolymerizable resin, and particularly, a monomer, an oligomer or a polymer having an ethylenically unsaturated bond and an initiator which generates a radical by ultraviolet rays. A photosensitive composition, a photosensitive polyamic acid composition, and the like are preferably used. As the non-photosensitive resin, those which can be developed with the above-mentioned various polymers are preferably used. However, heat-resistant resins capable of withstanding such heat in the process of forming a transparent conductive film and the process of manufacturing a liquid crystal display device are preferably used. Is preferable, and a resin having resistance to an organic solvent used in a manufacturing process of a liquid crystal display device is preferable. Therefore, a polyimide resin is particularly preferably used.

【0031】着色層を形成する方法としては、着色ペー
ストを樹脂ブラックマトリクスを形成した基板上に塗布
・乾燥した後に、パターニングを行う。着色剤を分散ま
たは溶解させ着色ペーストを得る方法としては、溶媒中
に樹脂と着色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグ
ラインダー、ボールミル等の分散機中で分散させる方法
などがあるが、この方法に特に限定されない。
As a method of forming a colored layer, a colored paste is applied on a substrate on which a resin black matrix is formed, dried, and then patterned. As a method of obtaining a colored paste by dispersing or dissolving the colorant, after mixing the resin and the colorant in a solvent, three-roll, sand grinder, there is a method of dispersing in a dispersing machine such as a ball mill, The method is not particularly limited.

【0032】着色ペーストを塗布する方法としては、黒
色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコータ
法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーに
よる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホ
ットプレートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。
セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布
量によりことなるが通常60〜200℃で1〜60分加
熱することが好ましい。このようにして得られた着色ペ
ースト被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、そ
の上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、ま
た、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかある
いは酸素遮断膜を形成した後に、露光・現像を行う。必
要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を
除去し、また、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条
件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹
脂を得る場合には、通常200〜300℃で1〜60分
加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、ブ
ラックマトリクスを形成した基板上にパターニングされ
た着色層が形成される。
As a method for applying the colored paste, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, or the like is preferably used, as in the case of the black paste. Heat drying (semi-cure) is performed using a plate.
The conditions for the semi-cure vary depending on the resin used, the solvent and the coating amount of the paste, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes. When the resin is a non-photosensitive resin, the colored paste film thus obtained is formed after forming a positive photoresist film thereon, or when the resin is a photosensitive resin. Exposure / development is performed as it is or after forming an oxygen barrier film. If necessary, the positive photoresist or the oxygen blocking film is removed, and the film is dried by heating (this cure). The curing conditions vary depending on the resin, but when a polyimide resin is obtained from the precursor, it is generally heated at 200 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a patterned colored layer is formed on the substrate on which the black matrix is formed.

【0033】上記のように樹脂ブラックマトリクスを形
成した基板上に第1色目の着色層を全面にわったて形成
した後に、不必要な部分をフォトリソグラフィ法により
除去し、所望の第1色目の着色層のパターンを形成す
る。この場合、樹脂ブラックマトリクスの開口部を少な
くとも被覆する部分と着色層の積層によりスペーサーを
形成する部分に着色層を残す。第2色目、第3色目も同
様な操作を繰り返し、樹脂ブラックマトリクスの開口部
上には1層の着色層が、また、スペーサーには3層の着
色層が残るように着色層を形成する。開口部上の着色層
とスペーサーを形成する着色層とは連続していても、ま
た、分離されていても差支えない。ただし、カラーフィ
ルタ上に形成するITO膜を開口部上の着色層とスペー
サー間で断線させ、カラーフィルタ側と対向基板との導
通を防止する場合は、開口部上の着色層とスペーサーを
形成する着色層とは分離・分画されている方が好まし
い。
After the colored layer of the first color is formed over the entire surface of the substrate on which the resin black matrix is formed as described above, unnecessary portions are removed by photolithography to obtain the desired first color. The pattern of the colored layer is formed. In this case, the colored layer is left at least in the portion covering the opening of the resin black matrix and in the portion where the spacer is formed by laminating the colored layer. The same operation is repeated for the second color and the third color to form a colored layer such that one colored layer remains on the opening of the resin black matrix and three colored layers remain on the spacer. The coloring layer on the opening and the coloring layer forming the spacer may be continuous or separated. However, when the ITO film formed on the color filter is disconnected between the coloring layer and the spacer on the opening to prevent conduction between the color filter side and the counter substrate, the coloring layer and the spacer on the opening are formed. It is preferable that the color layer is separated and fractionated.

【0034】3原色の着色層の膜厚は、特に限定されな
いが、1層当たり1〜3μmであることが好ましく、こ
の場合の3原色の着色層の各膜厚の合計は、3〜9μm
となる。合計膜厚が3μmよりも小さい場合には、十分
なセルギャップが得られず、また、9μmを越える場合
には、着色層の均一塗布が難しくなり、さらにカラーフ
ィルタ上に形成される透明導電膜の信頼性が低下し、好
ましくない。
The thickness of the three primary color layers is not particularly limited, but is preferably 1 to 3 μm per layer. In this case, the total thickness of the three primary color layers is 3 to 9 μm
Becomes If the total film thickness is less than 3 μm, a sufficient cell gap cannot be obtained, and if it exceeds 9 μm, it is difficult to uniformly apply the colored layer, and further, the transparent conductive film formed on the color filter. Is unfavorable because it reduces the reliability.

【0035】本発明のカラーフィルタを用いてセルギャ
ップを保持した場合は、例えば、3原色としてR、G、
Bを選んだ場合、Rに対してはG+B+Bk(樹脂ブラ
ックマトリクス)の膜厚が、Gに対してはB+R+Bk
の膜厚が、また、Bに対してはR+G+Bkの膜厚が液
晶表示装置におけるセルギャップに相当することにな
る。 着色層を形成するペーストにおいて着色剤の分散
性を上げたり、均一塗布などを目的としてレベリング性
を向上させた場合には、3原色からなる着色層の積層に
より形成されたスペーサー高さは、画素部における3原
色の着色層の各膜厚の合計よりも小さくなる。すなわ
ち、セルギャップはRに対してはG+B+Bkの膜厚よ
りも小さくなり、同様にGに対してはB+R+Bk、ま
た、Bに対してはR+G+Bkの膜厚よりも小さくな
る。
When the cell gap is maintained by using the color filter of the present invention, for example, R, G, and
When B is selected, the film thickness of G + B + Bk (resin black matrix) for R, and B + R + Bk for G
The film thickness of R + G + Bk for B corresponds to the cell gap in the liquid crystal display device. In the case of increasing the dispersibility of the coloring agent in the paste for forming the coloring layer or improving the leveling property for the purpose of uniform application, the height of the spacer formed by stacking the coloring layers of the three primary colors is determined by the pixel. It is smaller than the sum of the film thicknesses of the three primary color layers in the portion. That is, the cell gap becomes smaller than the film thickness of G + B + Bk for R, similarly becomes smaller than the film thickness of B + R + Bk for G, and smaller than R + G + Bk for B.

【0036】本発明における3原色からなる着色層の積
層により形成されたスペーサーが樹脂ブラックマトリク
ス上に形成されるが、スペーサーの面積や配置場所は液
晶表示装置を作成する場合にカラーフィルタと対向する
透明電極基板の構造に大きく影響を受ける。そのため対
向する透明電極基板側の制約がない場合は、スペーサー
の面積や配置場所は、特に限定されないが、画素のサイ
ズを考えた場合、スペーサーひとつ当たりの面積は、1
0μm2 〜1000μm2 であることが好ましい。10
μm2 よりも小さい場合は、精密なパターンの形成や積
層が難しく、また、1000μm2 よりも大きい場合
は、スペーサー部の形状にもよるがブラックマトリクス
上に完全に配置することが難しくなる。
The spacers formed by stacking the colored layers of the three primary colors in the present invention are formed on the resin black matrix, and the area and the location of the spacers face the color filter when a liquid crystal display device is manufactured. It is greatly affected by the structure of the transparent electrode substrate. Therefore, if there is no restriction on the side of the transparent electrode substrate facing each other, the area and the arrangement location of the spacer are not particularly limited, but when considering the size of the pixel, the area per spacer is 1
It is preferably 0μm 2 ~1000μm 2. 10
If it is smaller than μm 2 , it is difficult to form a precise pattern or stack it, and if it is larger than 1000 μm 2 , it becomes difficult to completely arrange it on the black matrix depending on the shape of the spacer portion.

【0037】次に本発明のカラーフィルタを用いて作成
したカラー液晶表示装置について説明する。本発明のカ
ラー液晶表示装置を図1に示すが、上記カラーフィルタ
と透明電極基板とを対向させて作成する。カラーフィル
タには、必要に応じて着色層上に透明保護膜を設けても
差支えないが、構成が複雑になり、製造コストを考えた
場合に不利である。また、カラーフィルタ上にはITO
膜などの透明電極を形成する。カラーフィルタと対向す
る透明電極基板としては、ITO膜などの透明電極が透
明基板上にパターン化されて設けられる。透明電極基板
上には、透明電極以外に、薄膜トランジスタ(TFT)
素子や薄膜ダイオード(TFD)素子、および走査線、
信号線などを設け、TFT液晶表示装置やTFD液晶表
示装置を作成することができる。透明電極を有するカラ
ーフィルタおよび透明電極基板上には液晶配向膜が設け
られ、ラビングなどによる配向処理が施される。配向処
理後にシール剤を用いてカラーフィルタおよび透明電極
基板を貼り合わせ、シール部に設けられた注入口から液
晶を注入した後に、注入口を封止する。偏光板を基板の
外側に貼り合わせ後にICドライバー等を実装すること
によりモジュールが完成する。
Next, a color liquid crystal display device produced using the color filter of the present invention will be described. A color liquid crystal display device of the present invention is shown in FIG. 1, which is prepared by facing the color filter and the transparent electrode substrate. The color filter may be provided with a transparent protective film on the colored layer, if necessary, but the structure becomes complicated, which is disadvantageous when considering the manufacturing cost. In addition, ITO is on the color filter.
A transparent electrode such as a film is formed. As a transparent electrode substrate facing the color filter, a transparent electrode such as an ITO film is patterned and provided on the transparent substrate. On the transparent electrode substrate, in addition to the transparent electrode, a thin film transistor (TFT)
Devices, thin film diode (TFD) devices, scan lines,
By providing a signal line or the like, a TFT liquid crystal display device or a TFD liquid crystal display device can be manufactured. A liquid crystal alignment film is provided on the color filter having a transparent electrode and the transparent electrode substrate, and is subjected to an alignment process such as rubbing. After the alignment treatment, the color filter and the transparent electrode substrate are attached to each other using a sealant, and liquid crystal is injected through the injection port provided in the seal portion, and then the injection port is sealed. The module is completed by mounting an IC driver or the like after attaching the polarizing plate to the outside of the substrate.

【0038】本発明のカラーフィルタおよびそれを用い
たカラー液晶表示装置は、パソコン、ワードプロセッサ
ー、エンジニアリング・ワークステーション、ナビゲー
ションシステム、液晶テレビ、ビデオなどの表示画面に
用いられ、また、液晶プロジェクションなどにも好適に
用いられる。
The color filter of the present invention and the color liquid crystal display device using the same are used for display screens of personal computers, word processors, engineering workstations, navigation systems, liquid crystal televisions, videos and the like, and also for liquid crystal projections and the like. It is preferably used.

【0039】以下、好ましい実施態様を用いて本発明を
更に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明
の効力はなんら制限されるものでない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments, but the effects of the present invention are not limited by the embodiments used.

【0040】[0040]

【実施例】【Example】

(樹脂ブラックマトリクスの作成)3,3´、4,4´
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4´−ジ
アミノジフェニルエーテル、および、ビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサンをN−メチル−2
−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体
(ポリアミック酸)溶液を得た。
(Preparation of resin black matrix) 3,3 ', 4,4'
-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane with N-methyl-2
The reaction was carried out using pyrrolidone as a solvent to obtain a polyimide precursor (polyamic acid) solution.

【0041】下記の組成を有するカーボンブラックミル
ベースをホモジナイザーを用いて、7000rpm で30分分散
し、ガラスビーズを濾過して、ブラックペーストを調製
した。
A carbon black mill base having the following composition was dispersed using a homogenizer at 7,000 rpm for 30 minutes, and glass beads were filtered to prepare a black paste.

【0042】 カーボンブラックミルベース カーボンブラック (MA100、三菱化成(株)製) 4.6部 ポリイミド前駆体溶液 24.0部 N−メチルピロリドン 61.4部 ガラスビーズ 90.0部 300×350mmのサイズの無アルカリガラス(日本
電気ガラス(株)製、OA−2)基板上にスピナーを用
いて、ブラックペーストを塗布し、オーブン中135℃
で20分間セミキュアした。続いて、ポジ型レジスト
(Shipley “Microposit”RC100 30cp)をスピナーで塗
布し、90℃で10分間乾燥した。レジスト膜厚は1.
5μmとした。キャノン(株)製露光機PLA−501
Fを用い、フォトマスクを介して、露光を行った。
Carbon Black Mill Base Carbon Black (MA100, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) 4.6 parts Polyimide precursor solution 24.0 parts N-methylpyrrolidone 61.4 parts Glass beads 90.0 parts 300 × 350 mm size Non-alkali glass (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., OA-2) substrate was coated with black paste using a spinner, and the temperature was 135 ° C in an oven.
For 20 minutes. Subsequently, a positive type resist (Shipley “Microposit” RC100 30cp) was applied by a spinner and dried at 90 ° C. for 10 minutes. The resist film thickness is 1.
The thickness was 5 μm. Exposure machine PLA-501 manufactured by Canon Inc.
Using F, exposure was performed through a photomask.

【0043】次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シドを2重量%含んだ23℃の水溶液を現像液に用い、
基板を現像液にディップさせ、同時に10cm幅を5秒
で1往復するように基板を揺動させて、ポジ型レジスト
の現像とポリイミド前駆体のエッチングを同時に行っ
た。現像時間は、60秒であった。その後、メチルセル
ソルブアセテートでポジ型レジストを剥離し、さらに、
300℃で30分間キュアし、樹脂ブラックマトリクス
基板を得た。樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、0.9
0μmであり、OD値は3.0であった。また、樹脂ブ
ラックマトリクスとガラス基板との界面における反射率
(Y値)は1.2%であった。
Then, an aqueous solution containing 2% by weight of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. was used as a developer.
The substrate was dipped in a developing solution, and at the same time, the substrate was oscillated so as to reciprocate once in a width of 10 cm for 5 seconds, so that the positive resist was developed and the polyimide precursor was etched at the same time. The development time was 60 seconds. After that, remove the positive resist with methyl cellosolve acetate, and
After curing at 300 ° C. for 30 minutes, a resin black matrix substrate was obtained. The film thickness of the resin black matrix is 0.9
0 μm, and the OD value was 3.0. The reflectance (Y value) at the interface between the resin black matrix and the glass substrate was 1.2%.

【0044】(着色層の作成)次に、赤、緑、青の顔料
として各々Color index No.65300 Pigment Red 177で示
されるジアントラキノン系顔料、Color Index No.74265
Pigment Green 36 で示されるフタロシアニングリーン
系顔料、Color Index No.74160 Pigment Blue15-4で示
されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。ポリイ
ミド前駆体溶液に上記顔料を各々混合分散させて、赤、
緑、青の3種類の着色ペーストを得た。まず、樹脂ブラ
ックマトリックス基板上に青ペーストを塗布し、80℃
で10分熱風乾燥し、120℃20分間セミキュアし
た。この後、ポジ型レジスト(Shipley "Microposit" R
C100 30cp )をスピナーで塗布後、80℃で20分乾燥
した。マスクを用いて露光し、アルカリ現像液(Shiple
y "Microposit" 351)に基板をディップし、同時に基板
を揺動させながら、ポジ型レジストの現像およびポリイ
ミド前駆体のエッチングを同時に行なった。その後、ポ
ジ型レジストをメチルセルソルブアセテートで剥離し、
さらに、300℃で30分間キュアした。着色画素部の
膜厚は2.0μmであった。このパターニングにより青
色画素の形成とともに樹脂ブラックマトリクス上にスペ
ーサーの1段目を形成した。
(Preparation of Colored Layer) Next, as the red, green and blue pigments, a dianthraquinone pigment represented by Color index No. 65300 Pigment Red 177, Color Index No. 74265, respectively.
A phthalocyanine green pigment represented by Pigment Green 36 and a phthalocyanine blue pigment represented by Color Index No. 74160 Pigment Blue 15-4 were prepared. Each of the above pigments was mixed and dispersed in a polyimide precursor solution, and red,
Green and blue colored pastes were obtained. First, apply a blue paste on a resin black matrix substrate,
For 10 minutes with hot air and semi-cure at 120 ° C. for 20 minutes. After this, a positive resist (Shipley "Microposit" R
C100 30cp) was applied by a spinner and dried at 80 ° C for 20 minutes. Exposure is performed using a mask, and an alkali developer (Shiple
The substrate was dipped in y "Microposit" 351), and the positive resist was developed and the polyimide precursor was etched at the same time while shaking the substrate. After that, the positive resist is peeled off with methylcellosolve acetate,
Furthermore, it was cured at 300 ° C. for 30 minutes. The film thickness of the colored pixel portion was 2.0 μm. By this patterning, the first step of the spacer was formed on the resin black matrix together with the formation of the blue pixel.

【0045】水洗後に、同様にして、赤色画素の形成と
ともに樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーの2段目
を形成した。赤色画素部の膜厚は、1.8μmであっ
た。
After washing with water, the second stage of the spacer was formed on the resin black matrix in the same manner as the formation of the red pixel. The film thickness of the red pixel portion was 1.8 μm.

【0046】さらに水洗後に、同様にして、緑色画素の
形成とともに樹脂ブラックマトリクス上にスペーサーの
3段目を形成し、カラーフィルタを作成した。緑色画素
部の膜厚は、1.9μmであった。
Further, after washing with water, the third step of the spacer was formed on the resin black matrix in the same manner as the formation of the green pixel to form a color filter. The film thickness of the green pixel portion was 1.9 μm.

【0047】着色層の積層により樹脂ブラックマトリク
ス上に設けられたスペーサー部の面積は、一個当たり約
500μm2 であった。スペーサーの高さ(樹脂ブラッ
クマトリクス上の着色層3層分の厚さ)は、5.0μm
であり、これは着色層の各膜厚の合計(5.7μm)よ
りも低い。なおスペーサーは、3画素に1個の割合で画
面内に設けた。また画面周辺に樹脂ブラックマトリクス
で形成した額縁上の一部にも画面内と同様な密度で色重
ねによるスペーサーを設けた。
The area of each spacer portion provided on the resin black matrix by stacking the colored layers was about 500 μm 2 . The height of the spacer (thickness of three colored layers on the resin black matrix) is 5.0 μm.
Which is lower than the total thickness (5.7 μm) of the colored layers. The spacer was provided in the screen at a rate of one for every three pixels. Also, spacers were provided on a part of the frame formed of a resin black matrix around the screen by color overlapping at the same density as in the screen.

【0048】(カラー液晶表示装置の作成)上記カラー
フィルタ上にスパッタリング法によりITO膜をマスク
成膜した。ITO膜の膜厚は、1500オングストロー
ムであり、表面抵抗は20Ω/□であった。このITO
膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施
した。 また、薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極
基板を作成し、同様にポリイミド系の配向膜を設け、ラ
ビング処理を施した。配向膜を設けたカラーフィルタと
薄膜トランジスタ素子を備えた透明電極基板とをシール
剤を用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注
入口から液晶を注入した。液晶の注入は、空セルを減圧
下に放置後、注入口を液晶槽に浸漬し、常圧に戻すこと
により行った。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに
偏光板を基板の外側に貼り合わせセルを作成した。得ら
れた液晶表示装置は、良好な表示品位のものであった。
(Production of Color Liquid Crystal Display Device) An ITO film was formed as a mask on the color filter by a sputtering method. The thickness of the ITO film was 1500 angstroms, and the surface resistance was 20 Ω / □. This ITO
A polyimide-based alignment film was provided on the film, and a rubbing treatment was performed. In addition, a transparent electrode substrate provided with a thin film transistor element was prepared, a polyimide type alignment film was similarly provided, and a rubbing treatment was performed. After a color filter provided with an alignment film and a transparent electrode substrate provided with a thin film transistor element were bonded together using a sealant, liquid crystal was injected through an injection port provided in the seal portion. The liquid crystal was injected by leaving the empty cell under reduced pressure, immersing the injection port in the liquid crystal tank, and returning to normal pressure. After the liquid crystal was injected, the injection port was sealed, and a polarizing plate was bonded to the outside of the substrate to form a cell. The obtained liquid crystal display had good display quality.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明のカラーフィルタは、着色層の積
層により形成されたスペーサーを樹脂ブラックマトリク
ス上に設けたものであり、これを用いて液晶表示装置を
作成した場合に以下の効果が得られる。
The color filter of the present invention is one in which a spacer formed by laminating colored layers is provided on a resin black matrix, and the following effects are obtained when a liquid crystal display device is produced using this spacer. To be

【0050】(1) スペーサーが画素部上に存在せず、ス
ペーサーによる光の散乱や透過による表示品位の低下が
なく、特に表示のコントラストが向上する。
(1) Since the spacer does not exist on the pixel portion, the display quality is not deteriorated due to the scattering and transmission of light by the spacer, and the display contrast is particularly improved.

【0051】(2) スペーサーが面で対向する透明電極基
板と接触するために、配向膜や透明電極の破損が少な
く、欠陥の少ない表示が得られる。
(2) Since the spacers come into contact with the transparent electrode substrates facing each other on the surface, the alignment film and the transparent electrode are less damaged and a display with few defects can be obtained.

【0052】(3) スペーサーを散布する工程が不要にな
り、液晶表示装置の製造工程が簡略化される。
(3) The step of spraying spacers is not necessary, and the manufacturing process of the liquid crystal display device is simplified.

【0053】(4) スペーサーの粒度分布を高精度に管理
する必要がなく、液晶表示装置の製造が容易になる。
(4) It is not necessary to control the particle size distribution of the spacer with high accuracy, and the liquid crystal display device can be easily manufactured.

【0054】(5) 樹脂ブラックマトリクスと着色層2層
分の膜厚によりセルギャップが保持されることから十分
なセルギャップを持った液晶表示装置が得られる。
(5) Since the cell gap is maintained by the resin black matrix and the film thickness of two colored layers, a liquid crystal display device having a sufficient cell gap can be obtained.

【0055】(6) カラーフィルタ上のITO膜の耐久性
が良好である。
(6) The durability of the ITO film on the color filter is good.

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

【図1】本発明により得られたカラーフィルタを使用し
たカラー液晶表示装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a color liquid crystal display device using a color filter obtained by the present invention.

【図2】従来のカラー液晶表示装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional color liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、13…透明基板(ガラス基板) 2…樹脂ブラックマトリクス 3…着色層(B) 4…着色層(R) 5…着色層(G) 6…透明電極 7、9…配向膜 8…液晶 10…画素電極 11…絶縁膜 12…液晶駆動回路付属電極 14…クロムブラックマトリクス 15…保護膜 16…プラスチックビーズ Reference Signs List 1, 13: transparent substrate (glass substrate) 2: resin black matrix 3: colored layer (B) 4: colored layer (R) 5: colored layer (G) 6: transparent electrode 7, 9: alignment film 8: liquid crystal 10 … Pixel electrode 11… Insulating film 12… Attached electrode for liquid crystal drive circuit 14 Chromium black matrix 15 Protective film 16… Plastic beads

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明基板上にブラックマトリクスを設け、
さらにその上に3原色からなる着色層を複数配列したカ
ラーフィルタにおいて、 (A)前記ブラックマトリクスが樹脂中に遮光剤を分散
させてなる樹脂ブラックマトリクスである、 (B)前記ブラックマトリクス上に3原色からなる着色
層の積層により形成されたスペーサーを有する ことを特徴とするカラーフィルタ。
A black matrix is provided on a transparent substrate,
Further, in a color filter in which a plurality of colored layers of three primary colors are arranged thereon, (A) the black matrix is a resin black matrix in which a light shielding agent is dispersed in a resin, (B) 3 on the black matrix A color filter having a spacer formed by stacking colored layers of primary colors.
【請求項2】樹脂ブラックマトリクスを形成する樹脂が
ポリイミドであることを特徴とする請求項1記載のカラ
ーフィルタ。
2. The color filter according to claim 1, wherein the resin forming the resin black matrix is polyimide.
【請求項3】樹脂ブラックマトリクスの膜厚が、0.5
〜1.5μmである請求項1記載のカラーフィルタ。
3. The film thickness of the resin black matrix is 0.5.
The color filter according to claim 1, which has a thickness of about 1.5 μm.
【請求項4】樹脂ブラックマトリクスのOD値が2.5
以上であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィ
ルタ。
4. The resin black matrix has an OD value of 2.5.
It is above, The color filter of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】樹脂ブラックマトリクスの反射率が、2%
以下であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィ
ルタ。
5. The reflectance of the resin black matrix is 2%.
The color filter according to claim 1, wherein:
【請求項6】3原色からなる着色層がポリイミドからな
ることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ。
6. The color filter according to claim 1, wherein the colored layers of the three primary colors are made of polyimide.
【請求項7】3原色の着色層の各膜厚の合計が、3〜9
μmである請求項1記載のカラーフィルタ。
7. The total of the film thicknesses of the colored layers of the three primary colors is 3 to 9.
The color filter according to claim 1, which has a thickness of μm.
【請求項8】3原色からなる着色層の積層により形成さ
れたスペーサーの高さが、3原色の着色層の各膜厚の合
計よりも低いことを特徴とする請求項1記載のカラーフ
ィルタ。
8. The color filter according to claim 1, wherein the height of the spacer formed by stacking the colored layers of the three primary colors is lower than the sum of the film thicknesses of the colored layers of the three primary colors.
【請求項9】3原色からなる着色層の積層により形成さ
れたスペーサーの面積が1個当り10μm2 〜1000
μm2 である請求項1記載のカラーフィルタ。
9. An area of spacers formed by stacking colored layers of three primary colors is 10 μm 2 to 1000 per unit.
The color filter according to claim 1, which has a size of μm 2 .
【請求項10】透明電極基板と透明電極を有するカラー
フィルタにより液晶層を挟持したカラー液晶表示装置に
おいて、カラーフィルタが、透明基板上にブラックマト
リクスと3原色からなる着色層を設けたカラーフィルタ
であり、 (A)該ブラックマトリクスが樹脂中に遮光剤を分散さ
せてなる樹脂ブラックマトリクスである、 (B)該ブラックマトリクス上の一部に3原色からなる
着色層の積層により形成されたスペーサーを有する ことを特徴とするカラー液晶表示装置。
10. A color liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a transparent electrode substrate and a color filter having a transparent electrode, wherein the color filter is a color filter in which a black matrix and colored layers of three primary colors are provided on the transparent substrate. And (A) the black matrix is a resin black matrix in which a light-shielding agent is dispersed in a resin, (B) a spacer formed by laminating colored layers of three primary colors on a part of the black matrix. A color liquid crystal display device having.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11305031A (en) * 1998-02-20 1999-11-05 Toray Ind Inc Color filter and liquid crystal display device
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JP2010101935A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Toppan Printing Co Ltd Color filter and liquid crystal display device

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