JPH11218606A - Color filter and production of color filter - Google Patents

Color filter and production of color filter

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JPH11218606A
JPH11218606A JP3548598A JP3548598A JPH11218606A JP H11218606 A JPH11218606 A JP H11218606A JP 3548598 A JP3548598 A JP 3548598A JP 3548598 A JP3548598 A JP 3548598A JP H11218606 A JPH11218606 A JP H11218606A
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JP
Japan
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color filter
black matrix
resin
coloring layer
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3548598A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiko Hatano
智彦 幡野
Shinichi Yamada
申一 山田
Mizuyo Nakajima
瑞世 中島
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH11218606A publication Critical patent/JPH11218606A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide color filters which are the color filters formed by using a resin black matrix and which hardly give rise to the problem of the occurrence of a display defect. SOLUTION: These color filters are formed by providing the surface of a transparent substrate 22 with a black matrix layer 24 formed by dispersing at least a shading agent into a resin and providing the apertures of the black matrix 24 and part on the black matrix 24 with respective colored layers of three primary colors. In such a case, the differences between the max. values and min. values of the differences in level ΔTR within the pixels of the red colored layers, differences in level ΔTG within the pixels of the green colored layers and differences in level ΔTS within the pixels of the blue colored layers of these color filters are below 0.5 μm.

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、液晶表示装置に使
用されるカラーフィルタ及びその製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にカラーフィルタは、透明基板上に
形成された赤、緑、青の3原色の着色層を一絵素として
多数の絵素から構成されている。そして、各着色層間に
は、表示コントラストを高めるために遮光領域(画面上
では、一般に黒色に見えることから、ブラックマトリッ
クスと称されている)が設けられている。
2. Description of the Related Art In general, a color filter is composed of a large number of picture elements, with a coloring layer of three primary colors of red, green and blue formed on a transparent substrate as one picture element. A light-shielding region (which is generally referred to as black matrix on a screen and is called a black matrix) is provided between the colored layers in order to increase display contrast.

【0003】カラーフィルタ上に着色層を形成する方法
としては、フォトリソグラフィ法を用いて形成した可染
媒体を染色する方法、感光性の顔料分散組成物を用いる
方法、非感光性の顔料分散組成物をエッチングする方
法、パターニングした電極を利用した電着法等の他に、
低コストの製造方法として印刷法やインクジェット法で
着色部分を形成する方法もある。
As a method of forming a colored layer on a color filter, a method of dyeing a dyeable medium formed by photolithography, a method of using a photosensitive pigment dispersion composition, a method of non-photosensitive pigment dispersion composition, In addition to the method of etching objects, the electrodeposition method using patterned electrodes,
As a low-cost manufacturing method, there is a method of forming a colored portion by a printing method or an inkjet method.

【0004】また、従来のカラーフィルタのブラックマ
トリックスは、微細にパターニングされた金属薄膜、あ
るいは遮光剤により着色された樹脂をパターニングする
ことにより形成されることが多い。
A black matrix of a conventional color filter is often formed by patterning a finely patterned metal thin film or a resin colored with a light-shielding agent.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】金属薄膜によるブラッ
クマトリックスの場合、反射光が大きく、また、製造コ
ストが高く、さらにはパターン加工を行う際に6価クロ
ム等の有害な物質を生成し、環境汚染が問題となる場合
もある。金属酸化物、あるいは金属窒化物を用いた多層
膜によるブラックマトリックスの場合は、反射光は小さ
くなるものの、製造コスト及び環境汚染の問題について
は軽減されない。一方、遮光剤によって着色された樹脂
をパターニングして得られたブラックマトリックスの場
合、金属薄膜の場合に比べ、低反射という利点がある。
しかしながら、樹脂ブラックマトリックスを用いた従来
のカラーフィルタでは部分的に液晶の配向不良が発生
し、光漏れによるコントラスト低下や残像等の問題が生
じやすい。また、ラビングの不均一も生じやすく、これ
による表示不良が発生しやすくなる。特に、高視野角特
性を特徴とするインプレインスイッチング(IPS)方
式のLCD、反強誘電性液晶を用いたLCD等ではTN
モードのLCDに比べてセルギャップの不均一がより敏
感に表示不良となって現れるため、重要な問題となる。
In the case of a black matrix made of a metal thin film, reflected light is large, production costs are high, and harmful substances such as hexavalent chromium are generated during pattern processing. Contamination can be a problem. In the case of a black matrix composed of a multilayer film using a metal oxide or a metal nitride, although the reflected light is small, the problems of manufacturing cost and environmental pollution are not reduced. On the other hand, a black matrix obtained by patterning a resin colored with a light-shielding agent has an advantage of lower reflection than a metal thin film.
However, in a conventional color filter using a resin black matrix, poor alignment of liquid crystal occurs partially, and problems such as a decrease in contrast and an afterimage due to light leakage are likely to occur. Also, rubbing is likely to be non-uniform, and display defects are likely to occur. In particular, TN is used for an in-plane switching (IPS) type LCD characterized by a high viewing angle characteristic, an LCD using an antiferroelectric liquid crystal, and the like.
The non-uniformity of the cell gap is more sensitive and causes a display failure as compared with the LCD of the mode, which is an important problem.

【0006】従って、本発明の目的は、樹脂ブラックマ
トリックスを用いたカラーフィルタであって、表示不良
が発生するという問題が起きにくいカラーフィルタ及び
その製造方法を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a color filter using a resin black matrix, which is less likely to cause a problem of display failure, and a method of manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、鋭意研
究の結果、樹脂ブラックマトリックスを用いると画素内
段差の不均一を生じ易くなり、これがセルギャップの不
均一をもたらし、これにより表示不良が発生することを
見出し、かつ、画素内段差のばらつきを一定値以下にす
ることでこの問題を解決できることを見出して本発明を
完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that when a resin black matrix is used, unevenness in pixels tends to be uneven, which results in uneven cell gaps, thereby resulting in poor display. The present invention has been completed by finding that this problem can be solved, and finding that this problem can be solved by making the variation of the step in the pixel equal to or less than a certain value.

【0008】すなわち、本発明は、透明基板上に、少な
くとも遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリ
ックス層を設け、ブラックマトリックスの開口部及びブ
ラックマトリックス上の一部に3原色のそれぞれの着色
層を設けたカラーフィルターにおいて、赤色着色層の画
素内段差ΔTR 、緑色着色層の画素内段差ΔTG 、青色
着色層の画素内段差ΔTB の最大値と最小値の差が0.
5μm以下であることを特徴とするカラーフィルタを提
供する。また、本発明は、透明基板上に、少なくとも遮
光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマトリックス層
を設ける工程と、次いでブラックマトリックスの開口部
及びブラックマトリックス上の一部に3原色のそれぞれ
の着色層を設ける工程とを有するカラーフィルタの製造
方法において、該着色層の表面を研磨し、それによって
赤色着色層の画素内段差ΔTR 、緑色着色層の画素内段
差ΔTG 、青色着色層の画素内段差ΔTB の最大値と最
小値の差を0.5μm以下にすることを特徴とするカラ
ーフィルタの製造方法を提供する。
That is, according to the present invention, a black matrix layer formed by dispersing at least a light-shielding agent in a resin is provided on a transparent substrate, and an opening of the black matrix and a part of the black matrix are respectively colored in three primary colors. In the color filter provided with the layers, the difference between the maximum value and the minimum value of the step ΔT R in the pixel of the red coloring layer, the step ΔT G in the pixel of the green coloring layer, and the step ΔT B in the pixel of the blue coloring layer is 0.
Provided is a color filter having a size of 5 μm or less. In addition, the present invention provides a step of providing a black matrix layer formed by dispersing at least a light-shielding agent in a resin on a transparent substrate, and then coloring each of the three primary colors in the opening of the black matrix and a part of the black matrix. the method of manufacturing a color filter and a step of providing a layer, by polishing the surface of the colored layer, whereby the pixels of the red colored layer step [Delta] T R, pixel level difference [Delta] T G of the green coloring layer, the blue colored layer pixel A method of manufacturing a color filter, characterized in that the difference between the maximum value and the minimum value of the inner step ΔT B is set to 0.5 μm or less.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタは、透明
基板上に、遮光剤を樹脂中に分散させて成るブラックマ
トリックス層を設け、さらにその上に3原色から成る各
着色層を塗布、パターン加工して開口部及びブラックマ
トリックス上の一部に積層せしめてなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The color filter of the present invention is provided with a black matrix layer formed by dispersing a light-shielding agent in a resin on a transparent substrate. It is processed and laminated on the opening and a part on the black matrix.

【0010】本発明に用いられる透明基板としては、特
に限定されるものではなく、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
チックのフィルム又はシート等が好ましく用いられる。
The transparent substrate used in 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, and organic plastic. Films or sheets are preferably used.

【0011】透明基板上に遮光剤を樹脂中に分散させて
成るブラックマトリックスを設ける。ブラックマトリッ
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、ポリビニルアルコール樹脂等の感光性又は非感
光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリック
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
ッ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 black matrix formed by dispersing a light-shielding agent in a resin is provided on a 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 a polyvinyl alcohol resin is preferably used. The resin for the black matrix is preferably a resin having higher heat resistance than the resin used for the pixels 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.

【0012】ここで、ポリイミド樹脂としては、特に限
定されるものではないが、通常下記一般式[I]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、加熱又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。
Here, the polyimide resin is not particularly limited, but is usually a polyimide precursor (n = 1) having a structural unit represented by the following general formula [I] as a main component.
~ 2) obtained by imidizing by heating or using a suitable catalyst are suitably used.

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】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
ルボニル結合等のイミド結合以外の結合が含まれていて
も差支えない。
Further, the polyimide resin may contain a bond other than an imide bond such as an amide bond, a sulfone bond, an ether bond, and a carbonyl bond in addition to the imide bond.

【0015】上記一般式[I] 中、R1 は少なくとも2個
以上の炭素原子を有する3価又は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価又は
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
ル基等が挙げられるがこれらに限定されない。
In the general formula [I], R 1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least two 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 heterocyclic ring and having 6 to 30 carbon atoms. Examples of R 1 include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, perylene, diphenylether, diphenylsulfone, diphenylpropane, benzophenone, biphenyltrifluoropropane, cyclobutyl, cyclopentyl, and the like. But not limited to these.

【0016】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、シクロヘキシルメタン基等が挙げられるがこ
れらに限定されない。構造単位[I] を主成分とするポリ
マーは、R1 、R2 がこれらのうち各々1種から構成さ
れていてもよいし、各々2種以上から構成される共重合
体であってもよい。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 two or more carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R 2 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring, and A divalent group having 6 to 30 carbon atoms is preferable. Examples of R 2 include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthalene, perylene, diphenylether, diphenylsulfone, diphenylpropane, benzophenone, biphenyltrifluoropropane, diphenylmethane, cyclohexylmethane, and the like. But not limited thereto. The polymer having the structural unit [I] as a main component may be a copolymer in which R 1 and R 2 are each composed of one or more of them. . 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.

【0017】構造単位[I] 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
無水物等から成る群から選ばれた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'-
ジアミノジフェニル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 [I] as a main component include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-
Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-
Selected from the group consisting of biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, etc. One or more carboxylic dianhydrides, paraphenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4 , 4'-Diaminodiphenylsulfone, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethane, 4,4'-
Examples include, but are not limited to, polyimide precursors synthesized from one or more diamines selected from the group such as diaminodiphenylmethane. These polyimide precursors are synthesized by a known method, that is, by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine and reacting them in a solvent.

【0018】ブラックマトリックス用の遮光剤として
は、カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄等の金属
酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色
の顔料の混合物等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。分散の良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。
Examples of the light-shielding agent for the black matrix include a mixture of red, blue and green pigments in addition to metal oxide powders such as carbon black, titanium oxide and iron tetroxide, metal sulfide powders and metal powders. Can be used. Among them,
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 of a complementary color to carbon black to obtain an achromatic color.

【0019】ブラックマトリッ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等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等が好適
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,
Amide polar solvents such as N, N-dimethylformamide,
A lactone polar solvent such as γ-butyrolactone is preferably used.

【0020】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、
ボールミルなど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, after mixing a light-shielding agent or a dispersing agent in a polyimide precursor solution, a three-roll Sand grinder,
There is a method of dispersing in a dispersing machine such as 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.

【0021】樹脂ブラックマトリックスの製法として
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、ロールコーター法、スピナー法、ダ
イコーティング法、ワイヤ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、ペースト塗布料により異なるが、通
常60〜200℃で1〜60分加熱することが好まし
い。
As a method for producing a resin black matrix, a black paste is applied to a transparent substrate, dried,
Perform patterning. 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, and the like are suitably used, and thereafter, heat drying (semi-curing) is performed using an oven or a hot plate. . The semi-curing conditions vary depending on the resin, solvent and paste coating material used, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

【0022】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、ポジ形フォトレジスト又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、塗布料により
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ックスが形成される。
In the case where the resin is a non-photosensitive resin, the black paste film thus obtained is formed after forming a positive photoresist film on the non-photosensitive resin. In some cases, exposure and development are performed as they are or after forming an oxygen barrier film. If necessary, the positive photoresist or the oxygen barrier film is removed, and the film is dried by heating (this cure). The curing conditions are slightly different depending on the coating material when a polyimide resin is obtained from the precursor, but it is generally heated at 200 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a black matrix is formed on the transparent substrate.

【0023】樹脂ブラックマトリックスの膜厚は、好ま
しくは0.5〜1.5μm、より好ましくは0.8〜
1.3μmである。この膜厚が0.5μmよりも薄い場
合には遮光性が不十分になることからも好ましくない。
一方、膜厚が1.5μmよりも厚い場合には、遮光性は
確保できるものの、カラーフィルターの平坦性が犠牲に
なり易く、段差が生じやすい。画素内段差が生じた場
合、カラーフィルタ上部に透明導電膜や液晶配向膜を形
成させても段差はほとんど軽減されず、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
プにばらつきが生じたりして、液晶表示素子の表示品位
が低下する。このような場合に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。
The thickness of the resin black matrix is preferably 0.5 to 1.5 μm, more preferably 0.8 to 1.5 μm.
1.3 μm. If the thickness is smaller than 0.5 μm, the light-shielding property becomes insufficient, which is not preferable.
On the other hand, when the film thickness is larger than 1.5 μm, although the light-shielding property can be ensured, the flatness of the color filter is easily sacrificed, and a step is easily generated. When a step in a pixel occurs, 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 treatment by rubbing of the liquid crystal alignment film becomes non-uniform or the cell gap varies. And the display quality of the liquid crystal display element is degraded. In such a case, in order to reduce the surface step, it is effective to provide a transparent protective film on the colored layer.

【0024】また、樹脂ブラックマトリックスの遮光性
は、OD値(透過率の逆数の常用対数)で表されるが、
液晶表示素子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ッ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 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.

【0025】樹脂ブラックマトリックスの反射率は、反
射光による影響を低減し液晶表示素子の表示品位を向上
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。
The reflectance of the resin black matrix is a reflectance (Y value) corrected for visibility in a visible region of 400 to 700 nm in order to reduce the influence of reflected light and improve the display quality of a liquid crystal display device. It is preferably at most 2%, more preferably at most 1%.

【0026】樹脂ブラックマトリックス間には通常(2
0〜200)μmx(20〜300)μm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
原色のそれぞれの着色層が複数配列される。すなわち、
1つの開口部は、3原色のいずれか1つの着色層により
被覆され、各色の着色層が複数配列される。
Usually, (2)
An opening of 0 to 200) μm × (20 to 300) μm is provided.
A plurality of primary color layers are arranged. That is,
One opening is covered with any one of the three primary color layers, and a plurality of color layers of each color are arranged.

【0027】カラーフィルター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)、マゼンダ(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 coloring layer constituting the color filter contains at least three primary colors. That is, when performing color display by the additive color method, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are selected. When performing color display by the subtractive color method, cyan (C) and magenta are used. (M) and three primary colors of 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.

【0028】着色層に用いられる着色剤としては、有機
顔料、無機顔料、染料等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、レベリング剤等の種々
の添加剤を添加してもよい。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 suitably used. Further, various additives such as an ultraviolet absorber, a dispersing agent and a leveling agent are added. You may. As the organic pigment, phthalocyanine-based, aziraki-based, condensed azo-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, perylene-based, and perinone-based pigments are preferably used.

【0029】着色層に用いられる樹脂としては、エポキ
シ樹脂、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等
の感光性又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、光重合型樹脂等のタイプがあり、特
にエチレン不飽和結合を有するモノマ、オリゴマ又はポ
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等が好適に
用いられる。非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリ
マ等で現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、
透明導電膜の製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。ここで、好ましいポ
リイミド樹脂としては、上記した樹脂ブラックマトリッ
クスの材料として好ましく用いられるポリイミド樹脂を
挙げることができる。
As the resin used for the colored layer, a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, and a polyolefin resin is preferably used. It is preferable to disperse or dissolve the agent in these resins for coloring. Examples of the photosensitive resin include photodecomposable resins, photocrosslinkable resins, and photopolymerizable resins.Especially, monomers, oligomers or polymers having an ethylenically unsaturated bond and an initiator that generates radicals by ultraviolet rays are used. 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 various polymers are preferably used.
A resin having heat resistance enough to withstand such heat in a film forming process of a transparent conductive film or a manufacturing process of a liquid crystal display device is preferable, and a resin having resistance to an organic solvent used in a manufacturing process of a liquid crystal display device. Is preferred, and a polyimide resin is particularly preferably used. Here, as a preferable polyimide resin, a polyimide resin preferably used as a material of the above-described resin black matrix can be exemplified.

【0030】着色層を形成する方法としては、樹脂ブラ
ックマトリッ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。着色剤を分散又は溶解させ着
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
ールミルなど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 for forming a colored layer, patterning is performed after coating and drying on a substrate on which a resin black matrix is formed. 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.

【0031】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、ロールコーター
法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーに
よる方法等が好適に用いられ、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 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 semi-curing conditions vary depending on the resin used, the solvent, and the amount of the paste applied, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

【0032】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又は酸素遮断膜を除去し、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、ブラックマトリッ
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。
In the case where the resin is a non-photosensitive resin, the colored paste film thus obtained is formed after a positive photoresist film is formed 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, the positive type photoresist or the oxygen blocking film is removed and 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】上記のようにブラックマトリックスを形成
した基板上に第1色目の着色層を全面にわたって形成し
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、ブラックマトリッ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ぺーサーを形成
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ックスの開口部上
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。
After the first color layer is formed over the entire surface of the substrate on which the black matrix is formed as described above, unnecessary portions are removed by photolithography to obtain a desired pattern of the first color layer. To form
In this case, the coloring layer is left at least in the portion covering the opening of the black matrix and in the portion where the spacer is formed by laminating the coloring layer. The same operation is repeated for the second color and the third color, and a colored layer is formed such that one colored layer remains on the opening of the resin black matrix and three colored layers remain on the spacer.

【0034】3原色の膜厚は、特に限定されないが、好
ましくは1層当たり0.9〜3μmである。着色層の厚
さが0.9μm以下の場合、ブラックマトリックスのパ
ターンエッジ上でのカラーフィルタ表面の傾斜角が大き
くなり、配向不良を引き起こしやすい。一方、膜厚が3
μmを超えると着色層の均一塗布が難しくなる。また、
それぞれの着色層のパターンとブラックマトリックス層
の重なり幅は3μm以下であることが好ましい。
The thickness of the three primary colors is not particularly limited, but is preferably 0.9 to 3 μm per layer. When the thickness of the coloring layer is 0.9 μm or less, the inclination angle of the surface of the color filter on the pattern edge of the black matrix becomes large, and poor alignment is likely to occur. On the other hand, when the film thickness is 3
If it exceeds μm, it becomes difficult to apply the colored layer uniformly. Also,
The overlapping width of the pattern of each colored layer and the black matrix layer is preferably 3 μm or less.

【0035】着色層の上には必要に応じて透明保護膜を
形成できる。透明保護膜に用いられる樹脂としては、エ
ポキシ樹脂、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、ゼラチン等が好ましく用いられるが、透明性導電膜
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
晶表示装置の製造装置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、ポリイミド系樹脂やアク
リル系樹脂が好ましく用いられる。
A transparent protective film can be formed on the colored layer, if necessary. As the resin used for the transparent protective film, epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, polyester resin, polyimide resin, polyolefin resin, gelatin and the like are preferably used. A resin having a heat resistance that can withstand such heat in a liquid crystal display device manufacturing process is preferable, and a resin having a resistance to an organic solvent used in a liquid crystal display device manufacturing device is preferable. And an acrylic resin are preferably used.

【0036】透明保護膜を塗布する方法としては、黒色
ペースト、着色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロ
ールコーター法、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等が好適に用いられ、この後、オ
ーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥を行う。この
とき、レベリング性向上を目的として、必要に応じて真
空乾燥、予備加熱乾燥(セミキュア)を行ってもよい。
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分間
加熱することが好ましい。また、加熱乾燥時のキュア条
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、塗布量により若干異なるが、通常2
00〜300℃で1〜60分間加熱するのが一般的であ
る。
As a method for applying the transparent protective film, a dip method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are preferably used as in the case of the black paste and the colored paste. And heat drying using an oven or a hot plate. At this time, vacuum drying and preliminary heating drying (semi-curing) may be performed as needed for the purpose of improving the leveling property.
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. The curing conditions during heating and drying vary depending on the resin. When a polyimide resin is obtained from the precursor, the curing condition is slightly different depending on the amount of application.
Generally, heating is performed at 00 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes.

【0037】透明保護膜の膜厚は0.05〜3.0μm
が好ましい。画素内段差を小さくする点からは厚い方が
効果的であるが、均一塗布が難しくなる。また、ブラッ
クマトリックス層、着色層の膜厚の組合せより好適に選
ぶことができる。
The thickness of the transparent protective film is 0.05 to 3.0 μm.
Is preferred. Thickness is more effective in reducing the level difference in the pixel, but uniform coating becomes difficult. Further, it can be suitably selected from combinations of the thicknesses of the black matrix layer and the colored layer.

【0038】本発明のカラーフィルタでは、赤色着色層
の画素内段差ΔTR 、緑色着色層の画素内段差ΔTG
青色着色層の画素内段差ΔTB の最大値と最小値の差が
0.5μm以下、好ましくは0.2μm以下である。本
発明で言う、「画素内段差ΔT」について図1に基づい
て説明する。図1はカラーフィルタの模式断面図であ
る。図1に示されるカラーフィルタは、透明基板22上
にブラックマトリックス24及び該ブラックマトリック
ス24の開口部上及び外ブラックマトリックスの一部上
に設けられた着色層26を有する。着色層26は、ブラ
ックマトリックス24のパターン上では、図示のように
平坦であるが、ブラックマトリックス24のパターン上
では、図示のようにブラックマトリックス24のために
着色層26が盛り上がる。必要によりこの上に透明電極
30を設ける場合もあるが、ブラックマトリックス上の
盛り上がりは解消されない。作製されたカラーフィルタ
の開口部の平坦部分と盛り上がりの頂点までの段差を本
発明で規定する「画素内段差ΔT」と定義する。なお、
画素内段差ΔTの測定は表面段差計、例えば日本真空
製、DEKTAKで測定することができる。
In the color filter of the present invention, the step ΔT R in the pixel of the red coloring layer, the step ΔT G in the pixel of the green coloring layer,
The difference between the maximum value and the minimum value of the in-pixel step ΔT B of the blue colored layer is 0.5 μm or less, preferably 0.2 μm or less. The “intra-pixel step ΔT” referred to in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view of a color filter. The color filter shown in FIG. 1 has a black matrix 24 on a transparent substrate 22 and a coloring layer 26 provided on the opening of the black matrix 24 and on a part of the outer black matrix. The coloring layer 26 is flat on the pattern of the black matrix 24 as shown in the figure, but on the pattern of the black matrix 24, the coloring layer 26 rises for the black matrix 24 as shown. If necessary, the transparent electrode 30 may be provided thereon, but the swelling on the black matrix is not eliminated. The step between the flat portion of the opening of the manufactured color filter and the peak of the swelling is defined as “in-pixel step ΔT” defined in the present invention. In addition,
The step ΔT in the pixel can be measured by using a surface step meter, for example, DEKTAK manufactured by Nippon Vacuum.

【0039】カラーフィルタの着色層パターンについて
図2に基づいて説明する。図2はカラーフィルタを平面
的に観察した模式図で、図2中、14は樹脂ブラックマ
トリックス、3は着色層例えば青色着色層(B)、4は
着色層例えば赤色着色層(R)、5は着色層例えば緑色
着色層(G)である。3原色が一定のピッチで周期的に
配列されているカラーフィルタの場合、同一の色が連続
している方向の着色層パターンは図2の(1) に示すよう
にストライプ上に形成されることが多い。しかしなが
ら、本発明で規定される段差要件を実現するためには、
開口部と開口部の間のブラックマトリックスパターン上
には着色層を全面的に設けず、図2の(2)に示すように
アイランド上に形成する方が好ましい。パターンの形状
は、フォトリソ法で加工する場合、着色層を形成する際
に用いるフォトマスクのパターン加工条件により任意に
選択することができる。
The coloring layer pattern of the color filter will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view of the color filter observed in a plan view. In FIG. 2, 14 is a resin black matrix, 3 is a colored layer such as a blue colored layer (B), 4 is a colored layer such as a red colored layer (R), 5 Is a colored layer, for example, a green colored layer (G). In the case of a color filter in which the three primary colors are periodically arranged at a constant pitch, the color layer pattern in the direction in which the same colors are continuous must be formed on a stripe as shown in (1) of FIG. There are many. However, in order to realize the step requirement defined in the present invention,
It is preferable that the colored layer is not formed on the entire surface of the black matrix pattern between the openings and is formed on the island as shown in FIG. 2 (2). In the case of processing by a photolithography method, the shape of the pattern can be arbitrarily selected depending on the pattern processing conditions of a photomask used for forming a colored layer.

【0040】カラーフィルタを作製後、画素内段差ΔT
の最大値と最小値の差が本発明で規定される範囲内にな
い場合には、カラーフィルタ基板上の着色層の表面を研
磨することにより、画素内段差を小さくし、本発明で規
定される範囲内にすることができる。
After the color filter is manufactured, the step ΔT in the pixel
When the difference between the maximum value and the minimum value is not within the range specified by the present invention, the step in the pixel is reduced by polishing the surface of the colored layer on the color filter substrate, and the difference defined by the present invention is obtained. Range.

【0041】研磨は、通常用いられるバフ研摩により行
うことができる。研磨材としては、アルミナ粒子、酸化
セリウム粒子等が好ましく用いられるが特にこれらに限
定されない。バフ材としては不織布、スウェードタイプ
のものなどが広く用いられる。研磨の条件は特に限定さ
れないが、面圧は10〜100g/cm2 で10秒〜5
分行うのが好ましい。面圧が強くなり過ぎると研磨量が
増え、研磨量の制御が困難になる他、研磨キズがつきや
すくなる。また、面圧が低すぎると十分に研磨されず、
画素内段差を低減することは困難となる。
The polishing can be carried out by buff polishing which is usually used. As the abrasive, alumina particles, cerium oxide particles, and the like are preferably used, but are not particularly limited thereto. As the buffing material, a nonwoven fabric, a suede type, and the like are widely used. The polishing conditions are not particularly limited, but the surface pressure is 10 to 100 g / cm 2 for 10 seconds to 5 seconds.
It is preferable to carry out in minutes. If the surface pressure becomes too strong, the amount of polishing increases, making it difficult to control the amount of polishing and causing polishing scratches. Also, if the surface pressure is too low, it will not be sufficiently polished,
It is difficult to reduce the step in the pixel.

【0042】研磨を行う場合は、カラーフィルタ基板の
全面を均一に研磨する方法が好ましい。なお、着色層の
パターンをアイランド状にしたり、着色層やブラックマ
トリックスの厚さを最適化する等により、研磨を行わな
くても本発明で規定される画素内段差の最大値と最小値
の差が達成される場合もあるが、この場合にはカラーフ
ィルタ作製後の研磨は行わなくて良い。
When the polishing is performed, it is preferable to uniformly polish the entire surface of the color filter substrate. It should be noted that the difference between the maximum value and the minimum value of the step in the pixel defined by the present invention can be achieved without polishing by making the pattern of the colored layer an island shape, optimizing the thickness of the colored layer or the black matrix, or the like. May be achieved, but in this case, polishing after the production of the color filter may not be performed.

【0043】次に、上記カラーフィルターとTFT基板
とを用いて作製したカラー液晶表示素子について説明す
る。図3には、該カラー液晶表示素子の好ましい具体例
の断面図が模式的に示されている。図3中、1は透明基
板、2は樹脂ブラックマトリックス、3は着色層例えば
(B)、4は着色層例えば(R)、5は着色層例えば
(G)、6は透明電極、7は配向膜である。一方、13
は、カラーフィルターと対向する透明電極基板の透明基
板であり、12は液晶駆動回路付属電極、11は絶縁
膜、10は画素電極、9は配向膜である。8はカラーフ
ィルタとTFT基板に挟持される液晶である。カラーフ
ィルタとTFT基板の間にはセルギャップを保持するた
めの球状又は棒状のスペーサー16が散布されている。
図3に示されるように、液晶表示素子は、上記カラーフ
ィルターと透明電極基板とを対向させて作製する。
Next, a color liquid crystal display device manufactured using the above color filter and TFT substrate will be described. FIG. 3 schematically shows a cross-sectional view of a preferred specific example of the color liquid crystal display device. In FIG. 3, 1 is a transparent substrate, 2 is a resin black matrix, 3 is a colored layer such as (B), 4 is a colored layer such as (R), 5 is a colored layer such as (G), 6 is a transparent electrode, and 7 is an orientation. It is a membrane. On the other hand, 13
Is a transparent substrate of a transparent electrode substrate facing the color filter, 12 is an electrode attached to a liquid crystal drive circuit, 11 is an insulating film, 10 is a pixel electrode, and 9 is an alignment film. Reference numeral 8 denotes a liquid crystal sandwiched between the color filter and the TFT substrate. Spherical or rod-like spacers 16 for maintaining a cell gap are dispersed between the color filter and the TFT substrate.
As shown in FIG. 3, the liquid crystal display device is manufactured with the color filter and the transparent electrode substrate facing each other.

【0044】カラーフィルター上には、必要に応じてI
TO膜等の透明電極を形成する。近年、視覚特性が優れ
るという特徴で広く用いられるようになった、IPS方
式の液晶表示素子の場合、カラーフィルタ上には透明電
極は形成されない。カラーフィルタと対向する透明電極
基板としては、ITO膜等の透明電極がTFT基板上に
パターン化されて設けられる。カラーフィルタ及びTF
T基板の表面には液晶配向膜が設けられ、ラビング等に
よる配向処理が施される。配向処理後にカラーフィルタ
及び透明電極を貼り合わせ、シール部に設けられた注入
孔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た後にICドライバーなどを
実装することによりモジュールが完成する。
On the color filter, if necessary,
A transparent electrode such as a TO film is formed. In recent years, in the case of an IPS type liquid crystal display element which has been widely used because of its excellent visual characteristics, a transparent electrode is not formed on a color filter. As the transparent electrode substrate facing the color filter, a transparent electrode such as an ITO film is provided in a pattern on the TFT substrate. Color filter and TF
A liquid crystal alignment film is provided on the surface of the T substrate, and an alignment process such as rubbing is performed. After the alignment process, the color filter and the transparent electrode are attached to each other, and after the liquid crystal is injected through an injection hole provided in the seal portion, the injection hole is sealed. The module is completed by mounting an IC driver and the like after attaching the polarizing plate to the outside of the substrate.

【0045】本発明のカラー液晶表示素子は、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、鮮明な画像を提
供する液晶プロジェクション等にも好適に用いられる。
The color liquid crystal display device of the present invention is used for display screens of personal computers, word processors, engineering workstations, navigation systems, liquid crystal televisions, videos, etc., and is also suitable for liquid crystal projection for providing clear images. Used for

【0046】[0046]

【実施例】以下、好ましい実施例に基づいて本発明をさ
らに詳しく説明するが、下記実施例によって本発明の効
力は何ら制限されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention.

【0047】実施例1 (1) 樹脂ブラックマトリックスの作製 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及びビス(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。
Example 1 (1) 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 performed using pyrrolidone as a solvent to obtain a polyimide precursor (polyamic acid) solution.

【0048】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、7000 rpmで30分間
分散し、ガラスビーズをろ過してブラックペーストを調
製した。
Using a homogenizer, a carbon black mill base having the following composition was dispersed at 7000 rpm for 30 minutes, and the glass beads were filtered to prepare a black paste.

【0049】カーボンブラックミルベースの組成 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 Composition based on carbon black mill base Carbon black (MA100, manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation) 4.6 parts Polyimide precursor solution 24.0 parts N-methylpyrrolidone 61.4 parts Glass beads 90.0 parts

【0050】ガラス基板(コーニング製、1737材)
に上記ブラックペーストをカーテンフローコーターで塗
布し、ホットプレートで130℃、10分間乾燥し、黒
色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジスト(シプ
レー社製、SRC−100)をリバースロールコーター
で塗布、ホットプレートで100℃、5分間プリベイク
し、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2 紫外線照
射してマスク露光した後、2.25%のテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジス
トの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パター
ンを形成、メチルセロソルブアセテートでレジスト剥離
し、ホットプレートで300℃、10分間加熱すること
でイミド化させ、ブラックマトリックス層を形成した。
Glass substrate (Corning, 1737 material)
Was coated with a curtain flow coater and dried on a hot plate at 130 ° C. for 10 minutes to form a black resin coating film. After applying a positive photoresist (manufactured by Shipley Co., SRC-100) with a reverse roll coater, pre-baking at 100 ° C. for 5 minutes on a hot plate, and irradiating with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays using an ultra-high pressure mercury lamp, and then performing mask exposure, Using a 2.25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the development of the photoresist and the etching of the resin coating are simultaneously performed to form a pattern, the resist is peeled off with methyl cellosolve acetate, and heated at 300 ° C. for 10 minutes on a hot plate By doing so, imidization was performed to form a black matrix layer.

【0051】ブラックマトリックス層の膜厚を測定した
ところ、1.15μmであり、OD値は3.5であっ
た。
The measured thickness of the black matrix layer was 1.15 μm, and the OD value was 3.5.

【0052】(2) 着色層の作製 次に、赤、緑、青の顔料として各々Color Index No.653
00 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. 74
160 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。
(2) Preparation of Colored Layer Next, Color Index No. 653 was used as a red, green and blue pigment, respectively.
00 Dianthraquinone pigment represented by Pigment Red 177, Color Index No. 74265 Phthalocyanine green pigment represented by Pigment Green 36, Color Index No. 74
A phthalocyanine blue pigment represented by 160 Pigment blue 15-4 was prepared. The pigments were mixed and dispersed in a polyimide precursor solution to obtain three kinds of colored pastes of red, green and blue.

【0053】次に、樹脂ブラックマトリックス基板上に
赤ペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプ
レートで130℃、10分間乾燥、赤色の樹脂塗膜を形
成した。この後、ポジ型フォトレジスト(シプレー社
製、SRC−100)をリバースロールコーターで塗
布、ホットプレートで100℃、5分間プリベイクし、
超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2 紫外線照射し
てマスク露光した後、2.25%のテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの
現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを
形成、メチルセロソルブアセテートでレジスト剥離し、
ホットプレートで300℃、10分間加熱することでイ
ミド化させ、赤色着色層を形成した。マスクのパターン
はストライプパターンであり、形成された赤色着色層パ
ターンもストライプパターンであった。赤色着色層のブ
ラックマトリックス開口部における膜厚を測定したとこ
ろ1.2μmであった。
Next, a red paste was applied on a resin black matrix substrate by a curtain flow coater, and dried at 130 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a red resin coating film. After that, a positive photoresist (SRC-100, manufactured by Shipley Co., Ltd.) was applied with a reverse roll coater, and prebaked at 100 ° C. for 5 minutes on a hot plate.
After mask exposure by irradiating 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays using an ultra-high pressure mercury lamp, using a 2.25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the development of the photoresist and the etching of the resin coating are simultaneously performed to form a pattern. Formation, resist stripping with methyl cellosolve acetate,
It was imidized by heating at 300 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a red colored layer. The pattern of the mask was a stripe pattern, and the formed red coloring layer pattern was also a stripe pattern. The thickness of the red colored layer at the black matrix opening was measured and found to be 1.2 μm.

【0054】水洗後、同様にして樹脂ブラックマトリッ
クス上に赤色着色層を形成した基板に緑ペーストを塗
布、パターン加工し、緑色着色層を形成した。緑色着色
層のブラックマトリックス開口部での膜厚を測定したと
ころ1.15μmであった。
After washing with water, a green paste was applied to a substrate having a red coloring layer formed on a resin black matrix in the same manner, followed by pattern processing to form a green coloring layer. The thickness of the green colored layer measured at the opening of the black matrix was 1.15 μm.

【0055】さらに水洗後、同様にして樹脂ブラックマ
トリックス層上に赤、緑の着色層を形成した基板上に青
ペーストを塗布、パターン加工し、青色着色層を形成し
た。青色着色層のブラックマトリックス開口部における
膜厚を測定したところ、1.2μmであった。
After washing with water, a blue paste was applied and patterned on a substrate having a red and green colored layer formed on the resin black matrix layer in the same manner to form a blue colored layer. When the film thickness of the blue colored layer at the black matrix opening was measured, it was 1.2 μm.

【0056】(3) 透明保護膜と透明電極の作製 この後、ポリアミック酸のN−メチル−2−ピロリドン
/ブチルセロソルブ溶液をスピンコーターで、仕上がり
膜厚が1.0μmになるように塗布し、ホットプレート
で280℃、10分間加熱してオーバーコート層を形成
し、さらにスパッタリング法によりITOを製膜したと
ころ、膜厚が140nmで表面抵抗が15Ω/□であっ
た。
(3) Preparation of Transparent Protective Film and Transparent Electrode Then, a solution of polyamic acid in N-methyl-2-pyrrolidone / butyl cellosolve was applied by a spin coater so that the finished film thickness became 1.0 μm. The plate was heated at 280 ° C. for 10 minutes to form an overcoat layer, and an ITO film was formed by a sputtering method. As a result, the film thickness was 140 nm and the surface resistance was 15 Ω / □.

【0057】(4) 画素内段差の測定 このようにして作製したカラーフィルタの各着色層の画
素内の画素内段差ΔTを表面段差計(日本真空製、DE
KTAK)で測定したところ次の結果を得た。
(4) Measurement of Steps in Pixels The steps ΔT in the pixels in the pixels of each color layer of the color filter manufactured in this manner were measured using a surface step meter (manufactured by Nihon Vacuum, DE
KTAK), the following results were obtained.

【0058】 赤色着色層 青側 0.41μm、緑側 0.36μm、 開口部長辺側 0.61μm 緑色着色層 赤側 0.34μm、青側 0.26μm、 開口部長辺側 0.61μm 青色着色層 緑側 0.31μm、赤側 0.27μm、 開口部長辺側 0.55μmRed coloring layer Blue side 0.41 μm, green side 0.36 μm, long side of opening 0.61 μm Green coloring layer Red side 0.34 μm, blue side 0.26 μm, long side of opening 0.61 μm blue coloring layer Green side 0.31 μm, red side 0.27 μm, long side of opening 0.55 μm

【0059】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層又は緑色着色層の開口部長辺側の0.61μmであ
り、最小値は緑色着色層の青側の0.26μmであるか
ら、画素内段差の最大値と最小値の差は0.35μmで
ある。
The maximum value of the step in the pixel at this time is 0.61 μm on the long side of the opening of the red coloring layer or the green coloring layer, and the minimum value is 0.26 μm on the blue side of the green coloring layer. The difference between the maximum value and the minimum value of the inner step is 0.35 μm.

【0060】(5) カラー液晶表示素子の作製 カラーフィルタ基板を中性洗剤で洗浄した後、ポリイミ
ド樹脂から成る配向膜を印刷法により塗布し、ホットプ
レートで250℃、10分間焼成した。膜厚は0.07
μmであった。この後、カラーフィルタ基板をラビング
処理し、シール剤をディスペンス法により塗布、ホット
プレートで90℃、10分間焼成した。
(5) Production of Color Liquid Crystal Display Element After the color filter substrate was washed with a neutral detergent, an alignment film made of a polyimide resin was applied by a printing method, and baked on a hot plate at 250 ° C. for 10 minutes. The film thickness is 0.07
μm. Thereafter, the color filter substrate was subjected to a rubbing treatment, a sealant was applied by a dispense method, and baked on a hot plate at 90 ° C. for 10 minutes.

【0061】一方、コーニング製ガラス基板1737材
にTFTアレイを形成した基板も同様に洗浄した後、配
向膜を塗布、焼成した。その後、スペーサーを散布し、
前記カラーフィルタ基板と重ね合わせ、オーブン中で加
圧しながら160℃で90分間焼成、樹脂を硬化させ
た。このセルを150℃、10ー3torrで真空アニー
ルした後、一度窒素雰囲気下で常圧に戻し、再度真空雰
囲気において液晶注入した。液晶注入はセルをチャンバ
ーに入れて室温で10ー3torrまで減圧した後、液晶
注入孔を液晶槽に漬け、窒素を用いて常圧に戻して行っ
た。液晶注入後、UV硬化樹脂を用いて液晶注入孔を封
孔した。このパネルをNI転移点以上の温度に加熱して
液晶を再配向させた。
On the other hand, a substrate having a TFT array formed on a Corning glass substrate 1737 was similarly washed, and then an alignment film was applied and baked. After that, spray the spacer,
The resin was superposed on the color filter substrate and baked at 160 ° C. for 90 minutes while pressurizing in an oven to cure the resin. After vacuum annealing this cell at 150 ° C. and 10 −3 torr, the pressure was once returned to normal pressure under a nitrogen atmosphere, and liquid crystal was injected again in a vacuum atmosphere. The pressure was reduced to 10 @ 3 torr at room temperature liquid crystal injection put the cell into the chamber, immersed liquid crystal injection hole in the liquid crystal tank, it went back to normal pressure with nitrogen. After injecting the liquid crystal, the liquid crystal injection hole was sealed using a UV curable resin. The panel was heated to a temperature equal to or higher than the NI transition point to reorient the liquid crystal.

【0062】次に、偏光板をセルの2枚のガラス基板に
貼り付け、オートクレーブ中で温度50℃、圧力5kg
f/cm2 の条件で処理して、セルを完成させた。得ら
れた液晶表示素子を顕微鏡で観察した結果、配向不良に
よる光漏れなどの不具合はなく、また、表示させたとき
にはセルギャップのムラによるムラも確認されず、品位
も良好であった。
Next, a polarizing plate was attached to the two glass substrates of the cell, and the temperature was set to 50 ° C. and the pressure was set to 5 kg in an autoclave.
The cell was completed under the conditions of f / cm 2 . As a result of observing the obtained liquid crystal display element with a microscope, it was found that there was no problem such as light leakage due to poor alignment. Further, when displaying, no unevenness due to uneven cell gap was confirmed, and the quality was good.

【0063】実施例2 実施例1において透明保護膜を形成せずに透明電極を形
成してカラーフィルタを作製した。この後、実施例1と
同様にして表面段差計で画素内段差ΔTの測定を行っ
た。結果を記す。
Example 2 A color filter was produced by forming a transparent electrode in Example 1 without forming a transparent protective film. Thereafter, the step ΔT in the pixel was measured by the surface step meter in the same manner as in Example 1. Write the result.

【0064】 赤色着色層 青側 1.18μm、緑側 1.19μm、 開口部長辺側 1.02μm 緑色着色層 赤側 1.05μm、青側 1.10μm、 開口部長辺側 1.00μm 青色着色層 緑側 1.05μm、赤側 1.07μm、 開口部長辺側 0.97μmRed colored layer Blue side 1.18 μm, green side 1.19 μm, long side of opening 1.02 μm Green colored layer Red side 1.05 μm, blue side 1.10 μm, long side of opening 1.00 μm Blue colored layer Green side 1.05μm, red side 1.07μm, opening long side 0.97μm

【0065】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の緑側の1.19μmであり、最小値は青色着色層の
開口部長辺側の0.97μmであるから、画素内段差の
最大値と最小値の差は0.22μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 1.19 μm on the green side of the red coloring layer, and the minimum value is 0.97 μm on the long side of the opening of the blue coloring layer. The difference between the value and the minimum value is 0.22 μm.

【0066】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、ブラックマトリックス開口部周辺で
軽微な光漏れが観察されたが、表示時の品位は良好でコ
ントラストも100:1以上であった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, slight light leakage was observed around the black matrix opening, but the display quality was good and the contrast was 100: 1 or more.

【0067】実施例3 赤、青、緑の着色層の膜厚を1.6μmに変えた他は実
施例1と同様にしてカラーフィルタを作製し、画素内段
差の測定を行ったところ、次の結果が得られた。
Example 3 A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the red, blue and green colored layers was changed to 1.6 μm, and the step in the pixel was measured. Was obtained.

【0068】 赤色着色層 青側 0.41μm、緑側 0.39μm、 開口部長辺側 0.64μm 緑色着色層 赤側 0.38μm、青側 0.36μm、 開口部長辺側 0.56μm 青色着色層 緑側 0.33μm、赤側 0.32μm、 開口部長辺側 0.62μmRed coloring layer Blue side 0.41 μm, green side 0.39 μm, long side of opening 0.64 μm Green coloring layer Red side 0.38 μm, blue side 0.36 μm, long side of opening 0.56 μm blue coloring layer Green side 0.33μm, red side 0.32μm, long side of opening 0.62μm

【0069】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の開口部長辺側の0.64μmであり、最小値は青色
着色層の赤側の0.32μmであるから、画素内段差の
最大値と最小値の差は0.32μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.64 μm on the long side of the opening of the red coloring layer, and the minimum value is 0.32 μm on the red side of the blue coloring layer. The difference between the value and the minimum value is 0.32 μm.

【0070】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、開口部長辺側で軽微な光漏れが観察
された他は不具合はなかった。また、表示させた時にコ
ントラストは120:1と良好で、セルギャップのむら
による表示ムラも確認されなかった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no problem except that slight light leakage was observed on the long side of the opening. Further, when displayed, the contrast was as good as 120: 1, and no display unevenness due to uneven cell gap was observed.

【0071】実施例4 赤、青、緑の着色層の膜厚を1.6μmに変え、着色層
のパターンをアイランドパターンに変更した他は実施例
1と同様にしてカラーフィルタを作製し、画素内段差の
測定を行った。結果は次の通りであった。
Example 4 A color filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the red, blue and green colored layers was changed to 1.6 μm, and the pattern of the colored layers was changed to an island pattern. The measurement of the inner step was performed. The results were as follows.

【0072】 赤色着色層 青側 0.39μm、緑側 0.34μm、 開口部長辺側 0.43μm 緑色着色層 赤側 0.36μm、青側 0.31μm、 開口部長辺側 0.36μm 青色着色層 緑側 0.37μm、赤側 0.34μm、 開口部長辺側 0.37μmRed coloring layer Blue side 0.39 μm, green side 0.34 μm, long side of opening 0.43 μm green coloring layer Red side 0.36 μm, blue side 0.31 μm, long side of opening 0.36 μm blue coloring layer Green side 0.37μm, red side 0.34μm, long side of opening 0.37μm

【0073】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の開口部長辺側の0.43μmであり、最小値は緑色
着色層の青側の0.31μmであるから、画素内段差の
最大値と最小値の差は0.12μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.43 μm on the long side of the opening of the red coloring layer, and the minimum value is 0.31 μm on the blue side of the green coloring layer. The difference between the value and the minimum value is 0.12 μm.

【0074】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、配向不良による光漏れ等の不具合は
なく、また、表示させたときにはセルギャップのむらに
よる表示ムラも確認されず、品位も良好であった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no problem such as light leakage due to poor orientation, and when displaying, no display unevenness due to uneven cell gap was confirmed, and the quality was good.

【0075】比較例1 赤、青、緑の着色層の膜厚を2.2μmに変えた他は比
較例1と同様にしてカラーフィルタを作製し、画素内段
差の測定を行ったところ、次の結果が得られた。
Comparative Example 1 A color filter was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thicknesses of the red, blue and green colored layers were changed to 2.2 μm, and the step in the pixel was measured. Was obtained.

【0076】 赤色着色層 青側 1.38μm、緑側 1.45μm、 開口部長辺側 1.02μm 緑色着色層 赤側 1.07μm、青側 1.15μm、 開口部長辺側 1.00μm 青色着色層 緑側 0.82μm、赤側 0.95μm、 開口部長辺側 0.94μmRed coloring layer Blue side 1.38 μm, green side 1.45 μm, long side of opening 1.02 μm green coloring layer Red side 1.07 μm, blue side 1.15 μm, long side of opening 1.00 μm blue coloring layer Green side 0.82 μm, red side 0.95 μm, opening long side 0.94 μm

【0077】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の緑側の1.45μmであり、最小値は青色着色層の
緑側の0.82μmであるから、画素内段差の最大値と
最小値の差は0.63μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 1.45 μm on the green side of the red coloring layer, and the minimum value is 0.82 μm on the green side of the blue coloring layer. The difference between the minimum values is 0.63 μm.

【0078】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、ブラックマトリックス開口部周辺で
光漏れが確認され、表示時の品位も劣っていた。コント
ラストを測定した結果、実施例1より低く80:1であ
った。また、このセルのギャップを測定した結果、平均
値は実施例1よりも約0.3μm厚く、また面内のばら
つきも大きかった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, light leakage was confirmed around the black matrix opening, and the display quality was poor. As a result of measuring the contrast, it was lower than that of Example 1 and was 80: 1. Also, as a result of measuring the gap of this cell, the average value was about 0.3 μm thicker than in Example 1, and the in-plane variation was large.

【0079】実施例5 実施例2において、赤、青、緑の着色層を形成した後に
基板全面を研磨し、ITOをスパッタ法により膜厚が1
40nmになるようにマスク成膜することでカラーフィ
ルタ基板を作製した。この基板の画素内段差を測定した
ところ、次の結果が得られた。
Example 5 In Example 2, after forming the red, blue and green colored layers, the entire surface of the substrate was polished, and ITO was deposited to a thickness of 1 by sputtering.
A color filter substrate was manufactured by forming a mask so as to have a thickness of 40 nm. The following results were obtained by measuring the step in the pixel of this substrate.

【0080】 赤色着色層 青側 0.05μm、緑側 0.07μm、 開口部長辺側 0.45μm 緑色着色層 赤側 0.19μm、青側 0.15μm、 開口部長辺側 0.48μm 青色着色層 緑側 0.09μm、赤側 0.09μm、 開口部長辺側 0.37μmRed coloring layer Blue side 0.05 μm, green side 0.07 μm, long side of opening 0.45 μm green coloring layer Red side 0.19 μm, blue side 0.15 μm, long side of opening 0.48 μm blue coloring layer Green side 0.09 μm, red side 0.09 μm, long side of opening 0.37 μm

【0081】このときの画素内段差の最大値は緑色着色
層の開口部長辺側の0.48μmであり、最小値は赤色
着色層の青側の0.05μmであるから、画素内段差の
最大値と最小値の差は0.43μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.48 μm on the long side of the opening of the green coloring layer, and the minimum value is 0.05 μm on the blue side of the red coloring layer. The difference between the value and the minimum value is 0.43 μm.

【0082】このときの研磨前後での画素開口部での膜
厚の変化は0.2μmであった。
At this time, the change in the film thickness at the pixel opening before and after polishing was 0.2 μm.

【0083】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、いずれもブラックマトリックス開口
部周辺での光漏れもなく、また、表示させたときの品位
も良好であった。また、コントラストを測定した結果、
いずれも100:1以上であった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no light leakage around the black matrix opening, and the display quality was good. Also, as a result of measuring the contrast,
All were 100: 1 or more.

【0084】実施例6 実施例4において、赤、青、緑の着色層を形成した後に
基板全面を研磨し、ITOをスパッタ法により膜厚が1
40nmになるようにマスク成膜することでカラーフィ
ルタ基板を作製した。この基板の画素内段差を測定した
ところ、次の結果が得られた。
Example 6 In Example 4, after forming the red, blue and green colored layers, the entire surface of the substrate was polished, and ITO was deposited to a thickness of 1 by sputtering.
A color filter substrate was manufactured by forming a mask so as to have a thickness of 40 nm. The following results were obtained by measuring the step in the pixel of this substrate.

【0085】 赤色着色層 青側 0.05μm、緑側 0.07μm、 開口部長辺側 0.09μm 緑色着色層 赤側 0.19μm、青側 0.15μm、 開口部長辺側 0.14μm 青色着色層 緑側 0.09μm、赤側 0.09μm、 開口部長辺側 0.10μmRed colored layer Blue side 0.05 μm, green side 0.07 μm, long side of opening 0.09 μm green colored layer Red side 0.19 μm, blue side 0.15 μm, long side of opening 0.14 μm blue colored layer Green side 0.09 μm, red side 0.09 μm, long side of opening 0.10 μm

【0086】このときの画素内段差の最大値は緑色着色
層の赤側の0.19μmであり、最小値は赤色着色層の
青側の0.05μmであるから、画素内段差の最大値と
最小値の差は0.14μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.19 μm on the red side of the green coloring layer, and the minimum value is 0.05 μm on the blue side of the red coloring layer. The difference between the minimum values is 0.14 μm.

【0087】このときの研磨前後での画素開口部での膜
厚の変化は0.2μmであった。
The change in film thickness at the pixel opening before and after polishing was 0.2 μm.

【0088】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、いずれもブラックマトリックス開口
部周辺での光漏れもなく、また、表示させたときの品位
も良好であった。また、コントラストを測定した結果、
いずれも100:1以上であった。セルギャップを測定
したところ、面内の分布は0.2μm以内で良好であっ
た。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no light leakage around the black matrix opening, and the display quality was good. Also, as a result of measuring the contrast,
All were 100: 1 or more. When the cell gap was measured, the in-plane distribution was good within 0.2 μm.

【0089】実施例7 実施例1において、赤、青、緑の着色層の膜厚を1.9
μmにし、カラーフィルタを作製した。表面段差を測定
したところ、結果は次の通りであった。
Example 7 In Example 1, the thickness of the red, blue and green colored layers was changed to 1.9.
μm to produce a color filter. When the surface steps were measured, the results were as follows.

【0090】 赤色着色層 青側 0.45μm、緑側 0.43μm、 開口部長辺側 0.46μm 緑色着色層 赤側 0.35μm、青側 0.33μm、 開口部長辺側 0.34μm 青色着色層 緑側 0.41μm、赤側 0.32μm、 開口部長辺側 0.42μmRed coloring layer Blue side 0.45 μm, green side 0.43 μm, long side of opening 0.46 μm green coloring layer Red side 0.35 μm, blue side 0.33 μm, long side of opening 0.34 μm blue coloring layer Green side 0.41 μm, red side 0.32 μm, long side of opening 0.42 μm

【0091】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の開口部長辺側の0.46μmであり、最小値は青色
着色層の赤側の0.32μmであるから、画素内段差の
最大値と最小値の差は0.14μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.46 μm on the long side of the opening of the red coloring layer, and the minimum value is 0.32 μm on the red side of the blue coloring layer. The difference between the value and the minimum value is 0.14 μm.

【0092】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、ブラックマトリックス開口部周辺で
光漏れは無く、コントラストも良好で、セルギャップに
よる表示むらも確認されなかった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no light leakage around the black matrix opening, the contrast was good, and no display unevenness due to the cell gap was confirmed.

【0093】実施例8 透明保護膜をアクリル樹脂に変更した他は実施例7と同
様にしてカラーフィルタを作製し、画素内段差の測定を
行った。結果は次の通りであった。
Example 8 A color filter was prepared in the same manner as in Example 7 except that the transparent protective film was changed to acrylic resin, and the step in the pixel was measured. The results were as follows.

【0094】 赤色着色層 青側 0.17μm、緑側 0.16μm、 開口部長辺側 0.19μm 緑色着色層 赤側 0.11μm、青側 0.14μm、 開口部長辺側 0.10μm 青色着色層 緑側 0.13μm、赤側 0.05μm、 開口部長辺側 0.08μmRed coloring layer Blue side 0.17 μm, green side 0.16 μm, long side of opening 0.19 μm green coloring layer Red side 0.11 μm, blue side 0.14 μm, long side of opening 0.10 μm blue coloring layer Green side 0.13μm, red side 0.05μm, opening long side 0.08μm

【0095】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の開口部長辺側の0.19μmであり、最小値は青色
着色層の赤側の0.05μmであるから、画素内段差の
最大値と最小値の差は0.14μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.19 μm on the long side of the opening of the red coloring layer, and the minimum value is 0.05 μm on the red side of the blue coloring layer. The difference between the value and the minimum value is 0.14 μm.

【0096】このカラーフィルタを用いて実施例1と同
様にしてカラー液晶表示素子を作製し、顕微鏡観察を実
施した。その結果、ブラックマトリックス開口部周辺で
光漏れは無く、また、セルギャップムラを観察した結
果、均一で良好であった。
Using this color filter, a color liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no light leakage around the opening of the black matrix, and the cell gap unevenness was observed.

【0097】実施例9 透明保護膜の膜厚を1.4μmにした他は実施例8と同
様にしてカラーフィルタを作製し、画素内段差の測定を
行った。結果は次の通りであった。
Example 9 A color filter was prepared in the same manner as in Example 8 except that the thickness of the transparent protective film was changed to 1.4 μm, and the step in the pixel was measured. The results were as follows.

【0098】 赤色着色層 青側 0.08μm、緑側 0.10μm、 開口部長辺側 0.03μm 緑色着色層 赤側 0.08μm、青側 0.09μm、 開口部長辺側 0.06μm 青色着色層 緑側 0.05μm、赤側 0.10μm、 開口部長辺側 0.03μmRed coloring layer Blue side 0.08 μm, green side 0.10 μm, long side of opening 0.03 μm green coloring layer Red side 0.08 μm, blue side 0.09 μm, long side of opening 0.06 μm blue coloring layer Green side 0.05μm, red side 0.10μm, opening long side 0.03μm

【0099】このときの画素内段差の最大値は赤色着色
層の緑側と青色着色層の赤側の0.10μmであり、最
小値は赤色着色層及び青色着色層の開口部長辺側の0.
03μmであるから、画素内段差の最大値と最小値の差
は0.07μmである。
At this time, the maximum value of the step in the pixel is 0.10 μm on the green side of the red coloring layer and the red side of the blue coloring layer, and the minimum value is 0 μm on the long side of the opening of the red coloring layer and the blue coloring layer. .
Since it is 03 μm, the difference between the maximum value and the minimum value of the step in the pixel is 0.07 μm.

【0100】画素内段差及びその最大値と最小値の差は
実施例8に比べて更に小さくなった。このカラーフィル
タを用いて実施例1と同様にしてカラー液晶表示素子を
作製し、顕微鏡観察を実施した。その結果、ブラックマ
トリックス開口部周辺で光漏れは無く、また、セルギャ
ップムラを観察した結果、極めて均一で良好であった。
The step in the pixel and the difference between the maximum value and the minimum value are smaller than in the eighth embodiment. Using this color filter, a color liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1, and observed with a microscope. As a result, there was no light leakage around the opening of the black matrix, and as a result of observing cell gap unevenness, it was extremely uniform and good.

【0101】[0101]

【発明の効果】本発明のカラーフィルタはブラックマト
リックス層が樹脂であり、かつカラーフィルタの画素内
段差の最大値と最小値の差が0.5μm以下の構造であ
る。これを用いて液晶表示装置を作製した場合、セルギ
ャップの不均一に伴う表示不良の発生を防ぎ、優れた画
質を表示できる。
The color filter of the present invention has a structure in which the black matrix layer is made of resin and the difference between the maximum value and the minimum value of the step in the pixel of the color filter is 0.5 μm or less. When a liquid crystal display device is manufactured by using this, it is possible to prevent the occurrence of display defects due to non-uniform cell gaps and to display excellent image quality.

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

【図1】本発明で規定されるカラーフィルタ画素内段差
を説明するための模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a step in a color filter pixel defined by the present invention.

【図2】本発明で規定されるアイランドパターンのカラ
ーフィルタの構成を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration of an island pattern color filter defined by the present invention.

【図3】本発明のカラーフィルタを使用したカラー液晶
表示装置の模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a color liquid crystal display device using the color filter of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板(ガラス基板) 2 樹脂ブラックマトリックス 3 着色層(B) 4 着色層(R) 5 着色層(G) 6 透明電極 7 配向膜 8 液晶 9 配向膜 10 画素電極 11 絶縁膜 12 液晶駆動回路付属電極 13 透明基板(ガラス基板) 16 スペーサー 22 透明基板 24 樹脂ブラックマトリックス 26 着色層 28 透明膜 30 透明電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 transparent substrate (glass substrate) 2 resin black matrix 3 colored layer (B) 4 colored layer (R) 5 colored layer (G) 6 transparent electrode 7 alignment film 8 liquid crystal 9 alignment film 10 pixel electrode 11 insulating film 12 liquid crystal drive circuit Attached electrode 13 Transparent substrate (glass substrate) 16 Spacer 22 Transparent substrate 24 Resin black matrix 26 Colored layer 28 Transparent film 30 Transparent electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板上に、少なくとも遮光剤を樹脂
中に分散させて成るブラックマトリックス層を設け、ブ
ラックマトリックスの開口部及びブラックマトリックス
上の一部に3原色のそれぞれの着色層を設けたカラーフ
ィルターにおいて、赤色着色層の画素内段差ΔTR 、緑
色着色層の画素内段差ΔTG 、青色着色層の画素内段差
ΔTB の最大値と最小値の差が0.5μm以下であるこ
とを特徴とするカラーフィルタ。
1. A black matrix layer formed by dispersing at least a light-shielding agent in a resin on a transparent substrate, and each of the three primary color layers is provided on an opening of the black matrix and a part of the black matrix. In the color filter, the difference between the maximum value and the minimum value of the step ΔT R in the pixel of the red coloring layer, the step ΔT G in the pixel of the green coloring layer, and the difference ΔT B in the pixel of the blue coloring layer is 0.5 μm or less. Characteristic color filter.
【請求項2】 透明電極層が着色層上に設けられて成る
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 transparent electrode layer is provided on the coloring layer.
【請求項3】 透明電極が透明膜を介して着色層上に設
けられて成ることを特徴とする請求項1記載のカラーフ
ィルタ。
3. The color filter according to claim 1, wherein the transparent electrode is provided on the coloring layer via a transparent film.
【請求項4】 赤色着色層の表面段差ΔTR 、緑色着色
層の画素内段差ΔTG 、青色着色層の画素内段差ΔTB
の最大値と最小値の差が0.2μm以下であることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカラ
ーフィルタ。
4. A step ΔT R on the surface of the red coloring layer, a step ΔT G in the pixel of the green coloring layer, and a step ΔT B in the pixel of the blue coloring layer.
4. The color filter according to claim 1, wherein the difference between the maximum value and the minimum value is 0.2 μm or less.
【請求項5】 赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の
パターンがアイランド形状である請求項1ないし4のい
ずれか1項に記載のカラーフィルタ。
5. The color filter according to claim 1, wherein the pattern of the red coloring layer, the green coloring layer, and the blue coloring layer has an island shape.
【請求項6】 透明基板上に、少なくとも遮光剤を樹脂
中に分散させて成るブラックマトリックス層を設ける工
程と、次いでブラックマトリックスの開口部及びブラッ
クマトリックス上の一部に3原色のそれぞれの着色層を
設ける工程とを有するカラーフィルタの製造方法におい
て、該着色層の表面を研磨し、それによって赤色着色層
の画素内段差ΔTR 、緑色着色層の画素内段差ΔTG
青色着色層の画素内段差ΔTB の最大値と最小値の差を
0.5μm以下にすることを特徴とするカラーフィルタ
の製造方法。
6. A step of providing, on a transparent substrate, at least a black matrix layer obtained by dispersing at least a light-shielding agent in a resin; The step of providing a color filter, the surface of the colored layer is polished, whereby the step ΔT R in the pixel of the red colored layer, the step ΔT G in the pixel of the green colored layer,
A method for manufacturing a color filter, wherein a difference between a maximum value and a minimum value of a step ΔT B in a pixel of a blue coloring layer is set to 0.5 μm or less.
JP3548598A 1998-02-02 1998-02-02 Color filter and production of color filter Pending JPH11218606A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7327419B2 (en) 2003-08-06 2008-02-05 Nec Lcd Technologies, Ltd. Active-matrix color LCD device having a polished color filter substrate
JP2009288656A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Fujifilm Corp Color filter and method of manufacturing the same, and liquid crystal display device
KR20160083246A (en) * 2014-12-30 2016-07-12 엘지디스플레이 주식회사 Color filter substrate and stereoscopic image display apparatus

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