JPH11218749A - Liquid crystal display device and its manufacture - Google Patents

Liquid crystal display device and its manufacture

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JPH11218749A
JPH11218749A JP10021352A JP2135298A JPH11218749A JP H11218749 A JPH11218749 A JP H11218749A JP 10021352 A JP10021352 A JP 10021352A JP 2135298 A JP2135298 A JP 2135298A JP H11218749 A JPH11218749 A JP H11218749A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
crystal display
display device
black matrix
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10021352A
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Japanese (ja)
Inventor
Masami Kido
政美 城戸
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spacer function for a black matrix by forming a color filter layer and the matrix in that order on the liquid crystal layer side of a first substrate and controlling the interval between first and second substrates by at least a portion of the matrix. SOLUTION: A stripe shaped transparent electrode 14 is formed on a transparent substrate 11 as an opposing substrate and an alignment layer 16 is formed on top of them to produce the substrate which is alignment-processed. Then, the substrate 11 and a color filter substrate 1, which is produced as described above, are pasted together so that the respective striped electrodes are made orthogonal to each other to provide a liquid crystal cell. The portion, in which the respective striped electrodes cross, stipulates a pixel region. Note that the interval between the substrates 11 and 1 is controlled by a black matrix 5 formed on the substrate 1. In other words, the matrix 5 also functions as a spacer. Then, a nematic liquid crystal material 10 is injected into the obtained liquid crystal cell.

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】本発明はカラー表示可能な液
晶表示装置およびその製造方法並びにカラーフィルタ基
板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display capable of displaying a color image, a method of manufacturing the same, and a color filter substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置に用いられるカラーフィル
タ基板は通常、ガラス、透明樹脂などからなる透明基板
上に赤、緑、青の3色からなるストライプ状またはドッ
ト状に配置されたカラーフィルタと、各カラーフィルタ
間の境界にブラックマトリクス(遮光部)を有する。
2. Description of the Related Art Generally, a color filter substrate used in a liquid crystal display device has a color filter arranged in stripes or dots of three colors of red, green and blue on a transparent substrate made of glass, transparent resin or the like. And a black matrix (light-shielding portion) at the boundary between the color filters.

【0003】カラーフィルタの製造方法としては、染色
法、印刷法、電着法、着色レジスト法などが知られてい
る。また、ブラックマトリクスの形成法としては、ス
パッタリング法等により基板上に形成したCr等の金属
の薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニング
し、所定の形状の遮光部を形成する方法や、基板上に
塗布した黒色樹脂をエッチングまたはリフトオフ法など
を用いてパターニングし、所定の形状の遮光部を形成す
る方法が知られている。
As a method of manufacturing a color filter, a dyeing method, a printing method, an electrodeposition method, a colored resist method and the like are known. Further, as a method for forming a black matrix, a thin film of metal such as Cr formed on a substrate by a sputtering method or the like is patterned by using a photolithography technique to form a light shielding portion having a predetermined shape, There is known a method of forming a light-shielding portion having a predetermined shape by patterning an applied black resin by etching or a lift-off method.

【0004】金属薄膜を用いる方法は、高価で大掛かり
な真空成膜設備を必要とするコスト面でのデメリットに
加え、有害なエッチング廃液(例えばCr廃液)の処理
施設を必要とするなどの問題を抱えている。これに対し
黒色樹脂を用いる方法では、有機廃液処理の問題は有る
ものの、成膜設備や廃液処理設備ともに金属薄膜を用い
る方法ほどに大掛かりなものは必要無く、コスト的に有
利である。
[0004] The method using a metal thin film has disadvantages in that it requires expensive and large-scale vacuum film-forming equipment, cost disadvantages, and a facility for treating harmful etching waste liquid (for example, Cr waste liquid). I have. On the other hand, in the method using a black resin, although there is a problem of the organic waste liquid treatment, there is no need for a film forming facility and a waste liquid treatment facility as large as a method using a metal thin film, which is advantageous in cost.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
黒色樹脂を用いたカラーフィルタ基板には、以下の問題
点があることを本願発明者は見出した。
However, the inventor of the present application has found that a conventional color filter substrate using a black resin has the following problems.

【0006】黒色樹脂は金属材料に比較すると光学濃度
(OD)が低いので、十分な遮光特性(ODが2.5以
上、更に好ましくは3.0以上)を得るためには、金属材
料を用いた場合よりも厚い遮光部を形成する必要があ
る。従って、カラーフィルタ間からの光漏れを防止する
ために、各カラーフィルタと黒色樹脂とを一部重ねて形
成すると表面に段差、特に突起を生じ、この突起によっ
てその上に形成される透明電極に断線が生じるなどの不
良が発生する。この突起を除去するために、研磨などの
処置を行うと、コストアップや歩留まりが低下するとい
う問題がある。
[0006] Since the black resin has a lower optical density (OD) than the metal material, in order to obtain a sufficient light-shielding property (OD of 2.5 or more, more preferably 3.0 or more), it is necessary to use a black resin in comparison with the case of using a metal material. It is necessary to form a thick light shielding portion. Therefore, in order to prevent light leakage from between the color filters, when each color filter and the black resin are partially overlapped and formed, a step is formed on the surface, especially a projection, and the projection causes a transparent electrode formed thereon. Failures such as disconnection occur. If a treatment such as polishing is performed to remove the projection, there is a problem that the cost is increased and the yield is reduced.

【0007】さらに、ネガ型感光性樹脂を用いる場合に
は、ブラックマトリクスの膜厚が厚過ぎると、感光性樹
脂を硬化させるための光が感光性樹脂の底部まで到達し
ないので、良好な形状を保ち、且つ十分な遮光特性を有
するブラックマトリクスを形成できないという問題があ
る。
Further, when a negative photosensitive resin is used, if the thickness of the black matrix is too large, light for curing the photosensitive resin does not reach the bottom of the photosensitive resin, so that a good shape is obtained. There is a problem that it is not possible to form a black matrix that maintains and has sufficient light-shielding characteristics.

【0008】また、特開平6-301015号公報や特開平7-12
0728号公報等に開示されている高分子壁によって包囲さ
れた液晶領域を複数有する軸対称配向(Axially Symmet
rically Aligned Microcell)モードに上記従来のカラ
ーフィルタ基板を用いると、上記カラーフィルタ基板の
表面の段差によって、高分子壁の形状が不均一になり、
液晶領域内の液晶分子の軸対称配向が乱れるおそれがあ
るという問題がある。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-301015 and 7-12
Axially Symmet with a plurality of liquid crystal regions surrounded by polymer walls disclosed in
When the conventional color filter substrate is used in the (rically aligned microcell) mode, the shape of the polymer wall becomes non-uniform due to a step on the surface of the color filter substrate,
There is a problem that the axially symmetric alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal region may be disturbed.

【0009】一方、液晶層を挟持する一対の基板間の間
隔を規定するスペーサとして、シリカビーズなどを基板
上に散布する方法が従来用いられていたが、近年の液晶
表示装置の大型化に伴い、感光性樹脂材料を用いたフォ
トリソグラフィ技術を用いてスペーサを形成する方法が
提案されている(例えば、特開昭61-173221号公報や特
開平2-223922号公報)。しかしながら、上記の方法で
は、工程数の増加によるコストアップや歩留まりの低下
という欠点がある。さらに、配向膜に配向処理を行った
後に感光性樹脂材料を用いてスペーサを形成するので、
感光性樹脂材料の塗布、露光および現像工程によって、
配向膜の劣化や破壊が起こり、液晶分子の配向が乱れる
などの問題がある。
On the other hand, a method of spraying silica beads or the like on a substrate has been conventionally used as a spacer for defining a distance between a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer. However, with the recent increase in size of a liquid crystal display device, it has been used. A method of forming a spacer by using a photolithography technique using a photosensitive resin material has been proposed (for example, JP-A-61-173221 and JP-A-2-222322). However, the above-described method has disadvantages such as an increase in cost and a decrease in yield due to an increase in the number of steps. Furthermore, since spacers are formed using a photosensitive resin material after performing an alignment process on the alignment film,
By applying, exposing and developing the photosensitive resin material,
There is a problem that the alignment film is deteriorated or broken, and the alignment of liquid crystal molecules is disturbed.

【0010】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、表面段差の小さいカラーフ
ィルタ層上に形成さたブラックマトリクスがスペーサの
機能を有する液晶表示装置およびその製造方法を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which a black matrix formed on a color filter layer having a small surface step has a spacer function and a method of manufacturing the same. It is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第1の基板と、第2の基板と、該第1および第2の
基板の間に挟持された液晶層とを有し、該第1の基板の
該液晶層側に、カラーフィルタ層とブラックマトリクス
とをこの順に有し、該ブラックマトリクスの少なくとも
一部によって、該第1および第2の基板の間隔が規定さ
れており、そのことよって上記目的が達成される。
A liquid crystal display device according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates. A color filter layer and a black matrix are provided in this order on the liquid crystal layer side of the first substrate, and at least a part of the black matrix defines a distance between the first and second substrates, Thereby, the above object is achieved.

【0012】前記ブラックマトリクスは、黒色の樹脂材
料からなる高分子壁からなることが好ましい。
The black matrix is preferably made of a polymer wall made of a black resin material.

【0013】前記液晶層は、前記高分子壁によって分割
された複数の液晶領域を有し、該複数の液晶領域内の液
晶分子は、該第1および第2の基板に垂直な軸を中心に
軸対称配向している構成としてもよく、前記液晶領域は
絵素領域毎に少なくとも1つ設けられてもよい。
The liquid crystal layer has a plurality of liquid crystal regions divided by the polymer wall, and liquid crystal molecules in the plurality of liquid crystal regions are centered on an axis perpendicular to the first and second substrates. A configuration in which the liquid crystal regions are axially symmetric may be provided, and at least one liquid crystal region may be provided for each pixel region.

【0014】前記高分子壁の少なくとも一部の前記液晶
側表面に凸部をさらに有し、該高分子壁と該凸部とによ
って、前記第1および第2の基板の間隔が規定される構
成としてもよい。
[0014] A structure further comprising a convex portion on at least a part of the liquid crystal side surface of the polymer wall, wherein a distance between the first and second substrates is defined by the polymer wall and the convex portion. It may be.

【0015】前記第1の基板と前記カラーフィルタ層と
の間に、更に、スイッチング素子と、該スイッチング素
子に接続された絵素電極とを有する構成としてもよい。
[0015] A switching element and a picture element electrode connected to the switching element may be provided between the first substrate and the color filter layer.

【0016】前記第2の基板は、前記液晶層に印加する
電圧を制御するスイッチング素子を絵素領域毎に有して
もよい。
[0016] The second substrate may include a switching element for controlling a voltage applied to the liquid crystal layer for each pixel region.

【0017】前記カラーフィルタ層と前記ブラックマト
リクスとの間に、さらにオーバーコート層を有してもよ
い。前記オーバーコート層と前記液晶層との間に透明電
極を有する構成としてもよい。
[0017] An overcoat layer may be further provided between the color filter layer and the black matrix. It may be configured to have a transparent electrode between the overcoat layer and the liquid crystal layer.

【0018】本発明による液晶表示装置の製造方法は、
第1の基板上に複数のカラーフィルタを有するカラーフ
ィルタ層を形成する工程と、該カラーフィルタ層上にオ
ーバーコート層を形成する工程と、該オーバーコート層
上にネガ型感光性黒色樹脂材料を塗布する工程と、該ネ
ガ型感光性黒色樹脂材料を所定のマスクを介して露光す
る工程と、露光された該ネガ型感光性黒色樹脂材料を現
像することによって、ブラックマトリクスを形成する工
程と、を包含し、そのことによって上記目的が達成され
る。
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention comprises:
Forming a color filter layer having a plurality of color filters on the first substrate; forming an overcoat layer on the color filter layer; and forming a negative photosensitive black resin material on the overcoat layer. Applying, and exposing the negative photosensitive black resin material through a predetermined mask, and developing the exposed negative photosensitive black resin material, thereby forming a black matrix, Which achieves the above object.

【0019】前記ネガ型感光性黒色樹脂材料を所定のマ
スクを介して露光する工程の後に、前記第1の基板を介
して、該ネガ型感光性黒色樹脂材料を全面露光する工程
をさらに包含してもよい。
After the step of exposing the negative photosensitive black resin material via a predetermined mask, the method further includes a step of exposing the entire surface of the negative photosensitive black resin material via the first substrate. You may.

【0020】第2の基板上に複数の凸部を形成する工程
と、前記第1の基板のブラックマトリクスと該複数の凸
部とが対向し接するように、該第1の基板と該第2の基
板とを貼り合わせる工程と、を包含してもよい。
Forming a plurality of convex portions on the second substrate; and forming the first substrate and the second substrate such that the black matrix of the first substrate faces and contacts the plurality of convex portions. Laminating the substrate with the substrate.

【0021】以下、作用について説明する。The operation will be described below.

【0022】本発明による液晶表示装置は、カラーフィ
ルタ層を形成した後で、ブラックマトリクスを形成して
あるので、カラーフィルタ層の液晶層側の面の段差が小
さい。従って、従来の液晶表示装置における問題である
段差に起因する液晶分子の配向不良や透明電極の細りや
断線の問題が起らない。また、カラーフィルタ層上に形
成されるブラックマトリクスの厚さに制限がないので、
黒色の樹脂材料を用いても、十分な遮光特性が得られる
ように、十分な厚さのブラックマトリクス(高分子壁)
を形成することができる。さらに、ブラックマトリクス
の一部または全部をスペーサとして機能するように構成
することができる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, since the black matrix is formed after the color filter layer is formed, the step on the surface of the color filter layer on the liquid crystal layer side is small. Therefore, there are no problems such as poor alignment of liquid crystal molecules and thinning or disconnection of the transparent electrode caused by steps, which are problems in the conventional liquid crystal display device. Also, since there is no limitation on the thickness of the black matrix formed on the color filter layer,
Even if a black resin material is used, a black matrix (polymer wall) of sufficient thickness so that sufficient light-shielding properties can be obtained
Can be formed. Further, a part or the whole of the black matrix can be configured to function as a spacer.

【0023】更に、本発明によるブラックマトリクスを
黒色の樹脂材料で形成し、ASMモードの液晶表示装置
の高分子壁に適用することによって、製造工程数の増加
や段差の為に高分子壁の形状が不安定となるなどの問題
を解消することができる。また、ブラックマトリクスが
スペーサや液晶領域を包囲する高分子壁を兼用するの
で、従来ブラックマトリクスとスペーサ等を重ねて作製
する際に必要だった露光アライメント等のマージンが必
要無くなり、より高開口率の液晶表示装置を製造するこ
とができる。
Further, by forming the black matrix according to the present invention from a black resin material and applying the black matrix to the polymer wall of the ASM mode liquid crystal display device, the number of manufacturing steps is increased and the shape of the polymer wall is reduced due to the step. Can be solved. In addition, since the black matrix also serves as a spacer and a polymer wall surrounding the liquid crystal region, a margin such as an exposure alignment, which was conventionally required when the black matrix and the spacer are overlapped, is not required, and a higher aperture ratio can be obtained. A liquid crystal display device can be manufactured.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】(実施形態1)本発明を単純マト
リクス型液晶表示装置に適用した場合について説明す
る。
(Embodiment 1) A case where the present invention is applied to a simple matrix type liquid crystal display device will be described.

【0025】図1を参照しながら、本実施形態によるカ
ラーフィルタ基板の製造方法を説明する。
The method for fabricating the color filter substrate according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.

【0026】まず、ガラス基板等の透明基板1に、緑、
赤、青各色のカラーフィルタ2a、2bおよび2cを各
色のフォトレジスト(例えば、富士ハント社製カラーレ
ジストCG-2000(緑)、CR-2000(赤)、CB-2000
(青))を用いて形成する(図1(a))。即ちカラー
フォトレジストを基板1上にスピナーで塗布し、所定の
マスク(不図示)を用いて露光し、現像する。この工程
を3色について繰り返し、各色のカラーフィルタ2a、
2bおよび2cを含むカラーフィルタ層2を形成した。
それぞれのカラーフィルタ2a、2bおよび2cの膜厚
は約1.5μmとした。カラーフィルタ2a、2bおよ
び2c各間の間隔は約50μmとした。
First, on a transparent substrate 1 such as a glass substrate, green,
Red and blue color filters 2a, 2b, and 2c are each coated with a photoresist of each color (for example, color resist CG-2000 (green), CR-2000 (red), CB-2000 manufactured by Fuji Hunt Co.)
(Blue)) (FIG. 1A). That is, a color photoresist is applied on the substrate 1 by a spinner, exposed using a predetermined mask (not shown), and developed. This process is repeated for three colors, and each color filter 2a,
A color filter layer 2 including 2b and 2c was formed.
The thickness of each of the color filters 2a, 2b and 2c was about 1.5 μm. The interval between the color filters 2a, 2b and 2c was about 50 μm.

【0027】次に、カラーフィルタ層2を覆うオーバー
コート層(平坦化膜)3を形成する。オーバーコート層
3は、樹脂材料(例えば、新日鐵化学社製V259−P
A)をスピンコートし、全面露光および熱硬化すること
によって形成できる。ここでは、約2μmの膜厚のオー
バーコート層3を形成した。オーバーコート層3の形成
によって、表面の段差は、約0.6μmまで減少した。
言うまでもないが、従来のように、カラーフィルタ層2
の下部にブラックマトリクスを形成していないので、カ
ラーフィルタ2a、2bおよび2cの端部に突起は形成
されない(図1(b))。
Next, an overcoat layer (flattening film) 3 covering the color filter layer 2 is formed. The overcoat layer 3 is made of a resin material (for example, V259-P manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.).
A) can be formed by spin-coating A), exposing the entire surface and thermally curing. Here, the overcoat layer 3 having a thickness of about 2 μm was formed. The formation of the overcoat layer 3 reduced the surface step to about 0.6 μm.
Needless to say, the color filter layer 2
Since no black matrix is formed underneath, no projections are formed at the ends of the color filters 2a, 2b and 2c (FIG. 1B).

【0028】引き続いて、この基板上にスパッタ法によ
り、透明電極層4としてインジウム錫酸化物(ITO)
層(厚さ約35nm)を形成した(図1(c))。透明電
極層4上に、フォトレジストを塗布、マスクによる露光
及び現像、エッチングを経て、ストライプ状の電極4a
を形成した(図1(d))。このストライプ状の透明電
極4aに欠陥(断線)やカラーフィルタの端部に対応す
る位置でのエッチングむらは生じなかった。
Subsequently, indium tin oxide (ITO) was formed as a transparent electrode layer 4 on the substrate by sputtering.
A layer (thickness: about 35 nm) was formed (FIG. 1C). The transparent electrode layer 4 is coated with a photoresist, exposed and developed by a mask, developed, and etched to form a stripe-shaped electrode 4a.
Was formed (FIG. 1D). No defect (disconnection) or uneven etching at a position corresponding to the end of the color filter did not occur in the stripe-shaped transparent electrode 4a.

【0029】次に、この基板にネガ型感光性黒色樹脂
(例えば、新日鐵化学社製のV259−BKO)を塗布
し、マスクによる露光及び背面全面露光、現像を経てブ
ラックマトリクス5(厚さ約5μm)を形成した(図1
(e))。ここでは、背面から全面露光することによ
り、ネガ型の感光性黒色樹脂を十分に光硬化した。背面
から露光するとは、感光性黒色樹脂が塗布された基板側
から(基板を介して)露光することを言う。背面から露
光すると、カラーフィルターがマスクとして機能し、カ
ラーフィルタ2a、2bおよび2cの間に位置する感光
性黒色樹脂だけが露光され、正面露光で十分に硬化しな
かった部分が硬化する。
Next, a negative photosensitive black resin (for example, V259-BKO manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied to the substrate, and the substrate is exposed to light, the entire back surface is exposed, and the black matrix 5 (thickness) is developed. (About 5 μm) (FIG. 1).
(E)). Here, the negative photosensitive black resin was sufficiently photocured by exposing the entire surface from the back. Exposure from the back means exposure from the side of the substrate coated with the photosensitive black resin (via the substrate). When exposed from the back, the color filter functions as a mask, and only the photosensitive black resin located between the color filters 2a, 2b, and 2c is exposed, and portions that are not sufficiently cured by the front exposure are cured.

【0030】ネガ型の感光性黒色樹脂を用いて厚膜(約
3μm以上)を形成する場合には、感光性樹脂を十分に
光硬化するために、背面からも露光することが好まし
い。材料に応じて、背面露光の要否を決定すればよい。
また、黒色樹脂材料は、ネガ型に限られず、ポジ型を用
いることもできるし、別途パターニング用のホトレジス
トを必要とするものの感光性の無い樹脂材料を用いても
よい。
When a thick film (about 3 μm or more) is formed by using a negative photosensitive black resin, it is preferable to expose the photosensitive resin from the back side in order to sufficiently cure the photosensitive resin. The necessity of back exposure may be determined depending on the material.
Further, the black resin material is not limited to the negative type, and a positive type may be used. Alternatively, a resin material which does not require photo-sensitivity but requires a separate photoresist for patterning may be used.

【0031】この後、配向膜6(図2参照)の塗布及び
配向処理(例えば、ラビング処理)を行った。なお、ブ
ラックマトリクス5の高さは5μm程度なので、配向膜
6のラビング処理の障害にならない。図2では、ブラッ
クマトリクス5の側面(液晶層と接する面)の配向膜は
図示していない。
Thereafter, application and orientation treatment (for example, rubbing treatment) of the orientation film 6 (see FIG. 2) were performed. Since the height of the black matrix 5 is about 5 μm, it does not hinder the rubbing of the alignment film 6. FIG. 2 does not show the alignment film on the side surface (the surface in contact with the liquid crystal layer) of the black matrix 5.

【0032】次に、対向基板として、透明基板11上に
ストライプ状の透明電極14を形成し、その上に配向膜
14を形成、配向処理を行った基板を作製した(図
2)。この対向基板は、公知の方法で作製することがで
きる。この対向基板と、先に作製したカラーフィルタ基
板とをそれぞれのストライプ電極が直交するように貼り
合わせ、液晶セルを作製した(図2)。それぞれのスト
ライプ電極が交差する部分(交差部)が絵素領域を規定
する。カラーフィルタ基板に形成したブラックマトリク
ス5によって対向基板とカラーフィルタ基板との間隔が
規定される。即ち、本発明によるブラックマトリクス5
は、スペーサとしても機能する。なお、図示した例で
は、カラーフィルタ2a、2bおよび2c間の間隔と一
致する幅のブラックマトリクス5を形成したが、ブラッ
クマトリクス5の幅はこれに限られず、遮光特性、コン
トラスト比や開口率との関係で最適化すればよい。例え
ば、遮光特性を向上するためには、ブラックマトリクス
5の幅をカラーフィルタ2a、2bおよび2c間の間隔
よりも広くして、ブラックマトリクス5の一部が、カラ
ーフィルタ2a、2bおよび2cの一部に重なる構成と
してもよい。
Next, as a counter substrate, a stripe-shaped transparent electrode 14 was formed on the transparent substrate 11, an alignment film 14 was formed thereon, and an alignment process was performed (FIG. 2). This counter substrate can be manufactured by a known method. The opposing substrate and the previously prepared color filter substrate were bonded so that the respective stripe electrodes were orthogonal to each other, thereby producing a liquid crystal cell (FIG. 2). A portion (intersection) where each stripe electrode intersects defines a picture element region. The distance between the counter substrate and the color filter substrate is defined by the black matrix 5 formed on the color filter substrate. That is, the black matrix 5 according to the present invention
Also function as a spacer. In the illustrated example, the black matrix 5 having a width corresponding to the interval between the color filters 2a, 2b, and 2c is formed. However, the width of the black matrix 5 is not limited to this. It is sufficient to optimize the relationship. For example, in order to improve the light shielding characteristics, the width of the black matrix 5 is made larger than the interval between the color filters 2a, 2b, and 2c, and a part of the black matrix 5 is formed as one of the color filters 2a, 2b, and 2c. It is good also as composition which overlaps with a part.

【0033】得られた液晶セルにネマティック液晶材料
(液晶層10)を注入し、液晶表示装置100を得た
(液晶表示装置を構成するための駆動回路や偏光板やそ
の他の構成については、簡単のために省略する)。この
液晶表示装置100においては、液晶分子の配向乱れや
基板間隔のむらも見られなかった。なお、液晶材料の注
入速度は、ブラックマトリクス5の影響を受けて遅くな
るので、注入口を大きく(パネルの一辺全体に開口部を
設ける等)することによって改善することができる。
A nematic liquid crystal material (liquid crystal layer 10) was injected into the obtained liquid crystal cell to obtain a liquid crystal display device 100 (driving circuits for forming the liquid crystal display device, a polarizing plate, and other components were simply prepared. Omitted for). In the liquid crystal display device 100, no disorder in the alignment of liquid crystal molecules and unevenness in the distance between the substrates were observed. Since the injection speed of the liquid crystal material is slowed down by the influence of the black matrix 5, it can be improved by enlarging the injection port (for example, providing an opening on one side of the panel).

【0034】実施形態1では、単純マトリクス型の液晶
表示装置100について説明したが、実施形態1のカラ
ーフィルタ基板をプラズマアドレス型液晶表示装置(P
ALC)用の基板として用いることもできる。
In the first embodiment, the simple matrix type liquid crystal display device 100 has been described. However, the color filter substrate of the first embodiment is applied to the plasma address type liquid crystal display device (P).
It can also be used as a substrate for ALC).

【0035】(実施形態2)実施形態2では、アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置に適用した例を説明する。
ここでは、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
(TFT)を形成した基板(以下、TFT基板と略す)
に、カラーフィルタを絵素電極毎に形成した。
Embodiment 2 In Embodiment 2, an example in which the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device will be described.
Here, a substrate on which a thin film transistor (TFT) as a switching element is formed (hereinafter abbreviated as a TFT substrate)
Next, a color filter was formed for each pixel electrode.

【0036】図3(a)を参照しながら、実施形態2の
液晶表示装置200を説明する。公知の方法を用いて、
ガラス基板21上にTFT22および絵素電極(約12
0x約300μm)24等を有するTFT基板を形成し
た(ソース配線、ゲート配線等は簡単のために不図
示)。絵素電極24上に、実施形態1と同じ材料を用い
て、カラーフィルタ層26、オーバーコート層28およ
びブラックマトリクス30を形成した。カラーフィルタ
層26およびオーバーコート層28の厚さも実施形態1
と同じとし、ブラックマトリクス30の厚さは約3μm
とした。なお、カラーフィルタ26a、26bおよび2
6cとブラックマトリクス30のパターニングには、所
望のパターンを有するマスクを用いた。カラーフィルタ
26a、26bおよび26cは、絵素電極24に対応し
て形成されるので、カラーフィルタ26a、26bおよ
び26cの境界部に形成されるブラックマトリクス30
の形状は、絵素電極24の形状に応じて変わるが、実質
的に井形となる(図3(b)参照)。実施形態2におい
ても、カラーフィルタ層26を形成した後で、ブラック
マトリクス30を形成しているので、カラーフィルター
基板の突起による悪影響を受けないので、ブラックマト
リクス30の形状は均一で、且つ再現性良く形成でき
た。
The liquid crystal display device 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Using a known method,
A TFT 22 and a pixel electrode (about 12
(0x about 300 μm) A TFT substrate having 24 and the like was formed (source wiring, gate wiring, etc. are not shown for simplicity). A color filter layer 26, an overcoat layer 28, and a black matrix 30 were formed on the pixel electrodes 24 using the same material as in the first embodiment. The thicknesses of the color filter layer 26 and the overcoat layer 28 are also the same as those in the first embodiment
And the thickness of the black matrix 30 is about 3 μm
And The color filters 26a, 26b and 2
6c and the black matrix 30 were patterned using a mask having a desired pattern. Since the color filters 26a, 26b and 26c are formed corresponding to the picture element electrodes 24, the black matrix 30 formed at the boundary between the color filters 26a, 26b and 26c is formed.
Changes substantially depending on the shape of the picture element electrode 24, but becomes substantially a well (see FIG. 3B). Also in the second embodiment, since the black matrix 30 is formed after the color filter layer 26 is formed, the black matrix 30 is not adversely affected by the projection of the color filter substrate, so that the shape of the black matrix 30 is uniform and reproducible. Well formed.

【0037】次に、対向基板として、ガラス基板31上
のほぼ全面に、厚さ約30nmのITO膜からなる単一の
透明電極34を形成した。この透明電極34の上に、実
施形態1で用いた黒色樹脂材料を用いて、厚さ2μm、
幅50μmのストライプ状の凸部36を形成した。な
お、凸部36の形成に用いる材料には必ずしも遮光性は
必要無いので、一般的なレジスト材料(例えば、東京応
化社製OFPR−800)を用いてもよい。
Next, a single transparent electrode 34 made of an ITO film having a thickness of about 30 nm was formed almost on the entire surface of the glass substrate 31 as a counter substrate. On this transparent electrode 34, using the black resin material used in the first embodiment, a thickness of 2 μm,
A stripe-shaped convex portion 36 having a width of 50 μm was formed. Note that a material used for forming the convex portion 36 does not necessarily need to have a light-shielding property, and therefore, a general resist material (for example, OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) may be used.

【0038】この後、配向膜(不図示)の塗布及び配向
処理を行った。ストライプ状の凸部36は、液晶材料の
注入ルートを形成するために設けた。ストライプ状の凸
部36の幅は、実施形態2においては、カラーフィルタ
26a、26b、26c間のブラックマトリクス30の
幅と同じにしたが、アライメントのマージンを考慮して
ブラックマトリクス30の幅よりも狭くてもよい。
Thereafter, application of an alignment film (not shown) and alignment treatment were performed. The stripe-shaped convex portions 36 are provided to form an injection route of the liquid crystal material. In the second embodiment, the width of the stripe-shaped protrusions 36 is the same as the width of the black matrix 30 between the color filters 26a, 26b, and 26c. It may be narrow.

【0039】ブラックマトリクス30と凸部36とが対
向し接するように、上述のTFT基板と対向基板とを貼
り合わせ、液晶セルを形成した。図3(a)および
(b)から分かるように、ブラックマトリクス30と凸
部36とによって、液晶セルの基板間の間隔が規定され
る。図3(b)は、ブラックマトリクス30と凸部36
との2次元的な配置関係を示す平面図である。即ち、ブ
ラックマトリクス30と凸部36とが、スペーサとして
機能しており、ブラックマトリクス30は、スぺーサの
一部となっている。なお、実施形態2においては、スト
ライプ状のカラーフィルタに平行に、各絵素列毎に、ス
トライプ状の凸部36を形成したが、例えば、赤青緑の
3色毎に形成してもよい。また、ストライプ状(壁状)
に限らず、ドット状(柱状)に形成してもよい。基板間
の間隔を安定に保持できるように、機械的な強度を考慮
して、凸部36の形状、大きさ、配置を設定すればよ
い。液晶材料の注入速度の観点からは、ドット状に形成
することが好ましい。
The above-described TFT substrate and counter substrate were bonded together so that the black matrix 30 and the protrusions 36 faced and were in contact with each other to form a liquid crystal cell. As can be seen from FIGS. 3A and 3B, the distance between the substrates of the liquid crystal cell is defined by the black matrix 30 and the convex portions 36. FIG. 3B shows the black matrix 30 and the convex portions 36.
It is a top view which shows the two-dimensional arrangement | positioning relationship with this. That is, the black matrix 30 and the convex portions 36 function as spacers, and the black matrix 30 is a part of the spacer. In the second embodiment, the stripe-shaped convex portions 36 are formed in each picture element row in parallel with the stripe-shaped color filters, but may be formed in, for example, three colors of red, blue, and green. . Also, stripe shape (wall shape)
The present invention is not limited to this, and may be formed in a dot shape (column shape). The shape, size, and arrangement of the protrusions 36 may be set in consideration of mechanical strength so that the distance between the substrates can be stably maintained. From the viewpoint of the injection speed of the liquid crystal material, it is preferable that the liquid crystal material is formed in a dot shape.

【0040】得られた液晶セルにネマティック液晶材料
を注入し、液晶表示装置200を作製した。液晶表示装
置200においては、液晶分子の配向乱れや基板間隔の
むらも見られなかった。
A nematic liquid crystal material was injected into the obtained liquid crystal cell to produce a liquid crystal display device 200. In the liquid crystal display device 200, no disorder in the alignment of liquid crystal molecules or unevenness in the distance between the substrates was observed.

【0041】本実施形態2では、TFT基板にカラーフ
ィルタ層26およびブラックマトリクス30を形成した
が、対向基板にカラーフィルタ層26およびブラックマ
トリクス30を形成してもよい。アクティブマトリクス
型液晶表示装置の対向基板に形成される透明電極(対向
電極)は、基板のほぼ全面に形成された単一の電極なの
で、図1(d)に示したITO膜のエッチング工程を省
略することによって作製することができる。
In the second embodiment, the color filter layer 26 and the black matrix 30 are formed on the TFT substrate. However, the color filter layer 26 and the black matrix 30 may be formed on the opposite substrate. Since the transparent electrode (counter electrode) formed on the counter substrate of the active matrix type liquid crystal display device is a single electrode formed on almost the entire surface of the substrate, the step of etching the ITO film shown in FIG. By doing so, it can be produced.

【0042】本発明によるとカラーフィルタ間に突起が
形成されないので、カラーフィルター間の上部に位置す
るITO膜にも欠陥が生じることがない。なお、対向基
板にブラックマトリクスを形成した場合には、液晶材料
注入用のルートを確保するための凸部36はTFT基板
に形成すれば良い。
According to the present invention, since no protrusion is formed between the color filters, no defect occurs in the ITO film located above the color filters. When a black matrix is formed on the opposite substrate, the protrusion 36 for securing a route for injecting a liquid crystal material may be formed on the TFT substrate.

【0043】(実施形態3)軸対称配向(ASM)モー
ドの液晶表示装置に適用した例を説明する。ここでは、
図4(a)および(b)に示す単純マトリクス型のAS
M液晶表示装置300について説明する。図4(a)
は、液晶表示装置の模式断面図であり、(b)は、カラ
ーフィルタ層46とブラックマトリクス50と凸部66
との2次元的な配置関係を示す平面図である。(b)の
4a−4a’断面が(a)に相当する。
(Embodiment 3) An example in which the present invention is applied to an axially symmetric alignment (ASM) mode liquid crystal display device will be described. here,
Simple matrix type AS shown in FIGS. 4A and 4B
The M liquid crystal display device 300 will be described. FIG. 4 (a)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device, and FIG. 2B is a diagram illustrating a color filter layer 46, a black matrix 50, and convex portions 66.
It is a top view which shows the two-dimensional arrangement | positioning relationship with this. The cross section 4a-4a 'of (b) corresponds to (a).

【0044】実施形態1と同様にして、ガラス基板41
上に、ストライプ状のカラーフィルタ46a、46bお
よび46cを有するカラーフィルタ層46を形成する
(図1(a))。このカラーフィルタ層46上に、オー
バーコート層48を形成することによって、表面を平坦
化する(図1(b))。次いで、オーバーコート層48
の全面にITO膜を形成し(図1(c))、所定のパタ
ーンにエッチングすることによって、ストライプ状のカ
ラーフィルタ46a、46bおよび46cに平行なスト
ライプ状の透明電極44を形成する(図1(d))。
In the same manner as in the first embodiment, the glass substrate 41
A color filter layer 46 having stripe-shaped color filters 46a, 46b, and 46c is formed thereon (FIG. 1A). The surface is flattened by forming an overcoat layer 48 on the color filter layer 46 (FIG. 1B). Next, the overcoat layer 48
An ITO film is formed on the entire surface of the substrate (FIG. 1 (c)) and is etched into a predetermined pattern to form a stripe-shaped transparent electrode 44 parallel to the stripe-shaped color filters 46a, 46b and 46c (FIG. 1). (D)).

【0045】得られた基板上に、実施形態1と同じ感光
性黒色樹脂を塗布し、所定のマスクを用いて露光、現像
することによって、厚さ約3μmのブラックマトリクス
50を形成する。ブラックマトリクス50は、カラーフ
ィルタ46a、46bおよび46cの間からの光を遮光
する部分50aと、1つの絵素領域70を複数の液晶領
域70a〜70dに分割する部分50bとを有する。こ
の基板の表面に垂直配向膜(例えば、日本合成ゴム社製
JALS−204)を塗布し(不図示)、カラーフィル
タ基板が作製される。
A black matrix 50 having a thickness of about 3 μm is formed on the obtained substrate by applying the same photosensitive black resin as in the first embodiment, exposing and developing using a predetermined mask. The black matrix 50 has a portion 50a that blocks light from between the color filters 46a, 46b, and 46c, and a portion 50b that divides one picture element region 70 into a plurality of liquid crystal regions 70a to 70d. A vertical alignment film (for example, JALS-204 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied to the surface of the substrate (not shown) to produce a color filter substrate.

【0046】対向基板は、ガラス基板61上に、互いに
平行に伸びる複数のストライプ状の透明電極64を有
し、透明電極64の伸長方向に直交する方向に伸びるス
トライプ状の凸部66(高さ約2μm)を有している。
ストライプ状の凸部66は、ブラックマトリクス50と
同じ材料を用いて形成することができる。この基板の表
面にも垂直配向膜(不図示)を形成し、対向基板を作製
する。
The opposing substrate has a plurality of stripe-shaped transparent electrodes 64 extending in parallel with each other on a glass substrate 61, and stripe-shaped projections 66 (heights) extending in a direction perpendicular to the direction in which the transparent electrodes 64 extend. About 2 μm).
The stripe-shaped projections 66 can be formed using the same material as the black matrix 50. A vertical alignment film (not shown) is also formed on the surface of this substrate, and an opposing substrate is manufactured.

【0047】ストライプ状の透明電極44と64とが互
いに直交するように、カラーフィルタ基板と対向基板と
を貼り合わせることによって、液晶セルを作製した。透
明電極44と64との交差部が絵素領域(例えば、図4
(a)中の参照符号70)を規定する。この液晶セル
は、ブラックマトリクス50と凸部66とによって、基
板間隔(約5μm)が規定されている。即ち、ブラック
マトリクス50の一部と凸部66とがスペーサとして機
能している。また、実施形態2と同様に、凸部66によ
って液晶材料を注入するルートが形成される。凸部66
が一組のストライプ状のカラーフィルタ46a、46b
および46c毎に形成された例を図4に示したが、この
例に限られず、液晶材料の注入速度や液晶表示装置の強
度を考慮して、凸部66の形状や大きさ配置を適宜変更
することができる。
A liquid crystal cell was fabricated by bonding a color filter substrate and a counter substrate such that the transparent electrodes 44 and 64 in a stripe shape were orthogonal to each other. The intersection of the transparent electrodes 44 and 64 corresponds to the picture element region (for example, FIG.
Reference numeral 70) in (a) is defined. In this liquid crystal cell, the substrate spacing (about 5 μm) is defined by the black matrix 50 and the convex portions 66. That is, a part of the black matrix 50 and the projection 66 function as a spacer. Further, as in the second embodiment, a route for injecting the liquid crystal material is formed by the convex portion 66. Convex part 66
Are a set of striped color filters 46a, 46b
FIG. 4 shows an example in which the projections 66 and 46c are formed. However, the present invention is not limited to this example. can do.

【0048】得られた液晶セルに、液晶材料としてのn
型液晶材料(Δε=−4.0、Δn=0.08、カイラ
ル角5μmで90度に設定したもの)と、光硬化性樹脂
としての下記の化1で表される化合物A0.3wt%と
Irgacure6510.1wt%とを含む混合物を注入し
た。
The obtained liquid crystal cell contains n as a liquid crystal material.
Liquid crystal material (Δε = −4.0, Δn = 0.08, chiral angle 5 μm, set at 90 °) and 0.3 wt% of a compound A represented by the following formula 1 as a photocurable resin:
A mixture containing Irgacure 6510.1 wt% was injected.

【0049】[0049]

【化1】 Embedded image

【0050】透明電極44と64との間に電圧(例え
ば、5V)を印加することによって、垂直配向膜(不図
示)に対して垂直に配向していた液晶分子72が基板と
平行(電界に対して垂直)になるように傾き、軸対称配
向(図4(a)中の破線を中心軸とする)が形成され
る。さらに、閾値電圧よりも約0.5V高い電圧(約
2.5V)を印加しながら、室温(25℃)で、例え
ば、紫外線(6mW/cm2、365nm)を約10分間
照射することによって、混合物中の光硬化性樹脂を硬化
し、軸対称配向の配向規制要素(プレチルト)を形成し
た。この操作によって、液晶分子72の軸対称配向を速
やかに再現することが可能となる。
By applying a voltage (for example, 5 V) between the transparent electrodes 44 and 64, the liquid crystal molecules 72 which are vertically aligned with respect to a vertical alignment film (not shown) are parallel to the substrate (by an electric field). (Vertical with respect to the axis), and an axially symmetric orientation (a broken line in FIG. 4 (a) as a central axis) is formed. Further, while applying a voltage (approximately 2.5 V) higher than the threshold voltage by approximately 0.5 V, irradiation with ultraviolet rays (6 mW / cm 2 , 365 nm) for approximately 10 minutes at room temperature (25 ° C.) The photocurable resin in the mixture was cured to form an axially symmetric alignment regulating element (pretilt). This operation makes it possible to quickly reproduce the axially symmetric alignment of the liquid crystal molecules 72.

【0051】得られた液晶表示装置300においては液
晶分子の配向乱れや基板間隔のむらも見られず、広視野
角な液晶表示装置が得られた。本実施形態3において
は、ブラックマトリクス50が、スぺーサの機能を果た
すとともに、液晶層を複数の液晶領域に分割する高分子
壁としても機能している。即ち、個別に形成されてい
た、高分子壁やスペーサを同時に形成することが可能で
あり、且つ、カラーフィルタ基板の表面の突起による加
工精度の低下(例えば、高分子壁の形状の再現性や位置
によるばらつき)がなく、高品位の表示が可能な液晶表
示装置を少ない工程で製造することができる。
In the obtained liquid crystal display device 300, no disorder in the alignment of the liquid crystal molecules and unevenness in the distance between the substrates were observed, and a liquid crystal display device with a wide viewing angle was obtained. In the third embodiment, the black matrix 50 functions as a spacer and also functions as a polymer wall that divides a liquid crystal layer into a plurality of liquid crystal regions. That is, it is possible to simultaneously form polymer walls and spacers formed separately, and to reduce processing accuracy due to protrusions on the surface of the color filter substrate (for example, the reproducibility of the shape of the polymer wall and the A liquid crystal display device that does not have a variation due to position) and can perform high-quality display can be manufactured in a small number of steps.

【0052】ブラックマトリクスと基板間隔を規定する
スペーサの少なくとも一部が兼用されるということは、
従来のブラックマトリクスを含むカラーフィルタ上に高
分子からなるスペーサを別途形成する方法に比べて、カ
ラーフィルタ形成時問の短縮、製造工程数の減少、使用
材料の削減、製造工程数減少に伴う歩留まり向上などの
点においてコストダウンが可能となる。
The fact that at least a part of the spacer that defines the black matrix and the substrate spacing is also used
Compared to the conventional method of separately forming a polymer spacer on a color filter including a black matrix, the time required for forming the color filter is reduced, the number of manufacturing steps is reduced, the number of materials used, and the yield associated with the reduction in the number of manufacturing steps is reduced. Cost reduction is possible in terms of improvement and the like.

【0053】(比較例1)従来の製造方法で、実施形態
1と同じ材料を用いて、単純マトリクス型液晶表示装置
用のカラーフィルタ基板を作製した。
Comparative Example 1 A color filter substrate for a simple matrix type liquid crystal display device was manufactured by the conventional manufacturing method using the same material as in the first embodiment.

【0054】まず、透明基板81上に、感光性黒色樹脂
からなるブラックマトリクス85(厚さ約1.5μm)
を形成した(図5(a))。その後、緑、赤、青各色の
カラーフィルタ82a、82bおよび82cを、各色の
フォトレジストをこの順番にスピナー塗布、マスクによ
る露光及び現像を繰り返すことにより形成した(図5
(b))。それぞれの膜厚は約1.5μmとした。各カ
ラーフィルタ間の間隔は約50μmであり、ブラックマ
トリクスの幅は約70μmとした。この場合、カラーフ
ィルタの端部にそれぞれ1μmの段差が認められ、約2
μmのオーバーコート層を形成しても(図5(c))、
約0.5μmの突起(段差)が残った。
First, a black matrix 85 (about 1.5 μm thick) made of a photosensitive black resin is formed on a transparent substrate 81.
Was formed (FIG. 5A). Thereafter, color filters 82a, 82b, and 82c of green, red, and blue colors were formed by repeating spinner application, exposure with a mask, and development of a photoresist of each color in this order (FIG. 5).
(B)). Each film thickness was about 1.5 μm. The space between the color filters was about 50 μm, and the width of the black matrix was about 70 μm. In this case, a step of 1 μm is recognized at each end of the color filter, and about 2 μm is formed.
Even if an overcoat layer of μm is formed (FIG. 5C),
A protrusion (step) of about 0.5 μm remained.

【0055】この基板にスパッタ法によりITO膜を形
成し(図5(d))、フォトレジスト塗布、マスクによ
る露光及び現像、エッチングを経てストライプ状の電極
84aを形成した(図5(e))。この電極には、上記
の突起(段差)が原因と見られるエッチング不良により
ITOストライプの欠けや細りが、カラーフィルタの端
部で見られた。
An ITO film was formed on this substrate by sputtering (FIG. 5D), and a stripe-shaped electrode 84a was formed through application of a photoresist, exposure with a mask, development, and etching (FIG. 5E). . In this electrode, chipping or thinning of the ITO stripe was observed at the end of the color filter due to poor etching caused by the protrusions (steps).

【0056】さらに、この基板を5μmのシリカビーズ
スペーサを介して対向基板と貼りあわせ、これにネマテ
ィック液晶を注入したところ、ITOストライプの欠け
や細りに対応した表示不良が見られた。さらに、スペー
サ周りに僅かな液晶分子の配向乱れやスペーサ散布むら
による基板間隔のばらつきが確認された。
Further, this substrate was bonded to a counter substrate through a 5 μm silica bead spacer, and a nematic liquid crystal was injected. As a result, display defects corresponding to chipping and thinning of the ITO stripe were observed. Further, variations in the substrate spacing due to slight alignment disturbance of the liquid crystal molecules around the spacer and uneven dispersion of the spacer were confirmed.

【0057】(比較例2)比較例1と同様の製造工程
で、実施形態2と同様の液晶表示装置を作製した。この
場合にも、ITO膜からなる絵素電極の欠けや細りに対
応した表示不良が見られ、加えてカラーフィルタの端部
における突起(段差)が原因と見られるブラックマトリ
クスの高分子壁の形状の歪みによる液晶分子の配向乱れ
が確認された。ここで、この液晶表示装置の開口率は約
62%であり、実施形態2の液晶表示装置の約65%に
比べて、減少していた。この低下の原因は、カラーフィ
ルタ作製前に形成したブラックマトリクスと、カラーフ
ィルタ作製後に形成した高分子壁とのアライメントのず
れによる光のロスであった。
(Comparative Example 2) A liquid crystal display device similar to that of Embodiment 2 was manufactured in the same manufacturing process as in Comparative Example 1. In this case as well, display defects corresponding to chipping or thinning of the pixel electrode made of the ITO film are observed, and in addition, the shape of the polymer wall of the black matrix which is considered to be caused by protrusions (steps) at the ends of the color filters. It was confirmed that the alignment of the liquid crystal molecules was disturbed due to the distortion of. Here, the aperture ratio of this liquid crystal display device was about 62%, which was smaller than that of the liquid crystal display device of the second embodiment, which was about 65%. The cause of this decrease was light loss due to misalignment between the black matrix formed before the production of the color filter and the polymer wall formed after the production of the color filter.

【0058】(比較例3)比較例1と同様の製造工程
で、実施形態3と同様の液晶表示装置を透明感光性樹脂
をブラックマトリクスの高分子壁材料として用いて作製
した。この液晶表示装置を実施形態3の液晶表示装置と
比べると、暗所におけるコントラスト比や視野角には違
いが見られなかったが、明所における視野角は160°
(実施形態3)から150°(比較例3)に低下してい
た。これは、高分子壁に遮光性が無いために、バックラ
イト及び外部光を反射、屈折してコントラストが低下し
たためと考えられる。
Comparative Example 3 A liquid crystal display device similar to that of Embodiment 3 was manufactured in the same manufacturing process as in Comparative Example 1, except that a transparent photosensitive resin was used as a polymer wall material of a black matrix. When this liquid crystal display device was compared with the liquid crystal display device of Embodiment 3, there was no difference in contrast ratio and viewing angle in a dark place, but the viewing angle in a bright place was 160 °.
(Embodiment 3) was reduced to 150 ° (Comparative Example 3). This is presumably because the polymer wall did not have a light-shielding property, so that the backlight and external light were reflected and refracted to lower the contrast.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、カラーフィルタ基板の
ブラックマトリクスをカラーフィルタ層の形成後に形成
することにより、表面に突起をなくす(段差を小さくす
る)ことができ、液晶表示装置の作製時の不良が少ない
優れたカラーフィルタを製造することができる。また、
樹脂材料をパターニングすることによりスペーサが形成
される液晶表示装置(これは表示品位の高い表示装置が
作製可能だとされる)を比較的容易、かつ高開口率に製
造することができる。さらに視角依存性の改善に極めて
有効な、絵素部分を基板間隔の少なくとも一部を占める
高さの高分子壁によって囲まれた1ないし複数の液晶領
域に分割し、各液晶領域内の液晶分子を基板に垂直な軸
に対し軸対称に配向させる方法を用いた液晶表示装置
(ASMモード)を比較的容易かつ高開口率に、しかも
高分子壁の形状を安定に製造することができる。そして
このASMモードの液晶表示装置を形成する場合には、
高分子壁の材料として黒色材料を用いることによって、
明時のコントラスト比を向上することができる。
According to the present invention, by forming the black matrix of the color filter substrate after the formation of the color filter layer, it is possible to eliminate projections on the surface (reduce the level difference) and to manufacture the liquid crystal display device. An excellent color filter with less defects can be manufactured. Also,
A liquid crystal display device in which spacers are formed by patterning a resin material (this is said to be capable of producing a display device with high display quality) can be manufactured relatively easily and with a high aperture ratio. Further, the picture element portion, which is extremely effective for improving the viewing angle dependency, is divided into one or a plurality of liquid crystal regions surrounded by a polymer wall having a height occupying at least a part of the substrate interval. A liquid crystal display device (ASM mode) using a method of orienting the liquid crystal in an axisymmetric manner with respect to an axis perpendicular to the substrate can be manufactured relatively easily, with a high aperture ratio, and stably in the shape of the polymer wall. When forming this ASM mode liquid crystal display device,
By using a black material as the material of the polymer wall,
The contrast ratio at the time of light can be improved.

【0060】さらに、本発明によれば、光学濃度が高い
感光性黒色樹脂を用いても、未硬化による現像不良(オ
ーバー現像)を起こさないカラーフィルタ層を製造する
ことができる。
Further, according to the present invention, even when a photosensitive black resin having a high optical density is used, it is possible to produce a color filter layer which does not cause development failure (over-development) due to uncuring.

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

【図1】本発明の実施形態1におけるカラーフィルタ基
板の製造方法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 method for manufacturing a color filter substrate according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1による液晶表示装置の模式
断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)は本発明の実施形態2による液晶表示装
置の模式断面図であり、(b)は平面図である。
FIG. 3A is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view.

【図4】(a)は本発明の実施形態3による液晶表示装
置の模式断面図であり、(b)は平面図である。
4A is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 4B is a plan view.

【図5】従来のカラーフィルタの製造方法を示す模式断
面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional color filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 ガラス基板 2 カラーフィルタ 3 オーバーコート層(平坦化層) 4、14 透明電極(ITO膜) 5 ブラックマトリクス 6、16 配向膜 1, 11 glass substrate 2 color filter 3 overcoat layer (flattening layer) 4, 14 transparent electrode (ITO film) 5 black matrix 6, 16 alignment film

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基板と、第2の基板と、該第1お
よび第2の基板の間に挟持された液晶層とを有し、 該第1の基板の該液晶層側に、カラーフィルタ層とブラ
ックマトリクスとをこの順に有し、 該ブラックマトリクスの少なくとも一部によって、該第
1および第2の基板の間隔が規定されている液晶表示装
置。
A first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second substrates; and a liquid crystal layer side of the first substrate, A liquid crystal display device having a color filter layer and a black matrix in this order, wherein at least a part of the black matrix defines an interval between the first and second substrates.
【請求項2】 前記ブラックマトリクスは、黒色の樹脂
材料からなる高分子壁からなる請求項1に記載の液晶表
示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the black matrix includes a polymer wall made of a black resin material.
【請求項3】 前記液晶層は、前記高分子壁によって分
割された複数の液晶領域を有し、 該複数の液晶領域内の液晶分子は、該第1および第2の
基板に垂直な軸を中心に軸対称配向している請求項2に
記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal layer has a plurality of liquid crystal regions divided by the polymer wall, and liquid crystal molecules in the plurality of liquid crystal regions have axes perpendicular to the first and second substrates. 3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device is axially symmetrically oriented at the center.
【請求項4】 前記液晶領域は絵素領域毎に少なくとも
1つ設けられている請求項3に記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein at least one liquid crystal region is provided for each picture element region.
【請求項5】 前記高分子壁の少なくとも一部の前記液
晶側表面に凸部をさらに有し、該高分子壁と該凸部とに
よって、前記第1および第2基板の間隔が規定されてい
る請求項2から4のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display according to claim 1, further comprising a convex portion on at least a part of the liquid crystal side surface of the polymer wall, wherein a distance between the first and second substrates is defined by the polymer wall and the convex portion. The liquid crystal display device according to any one of claims 2 to 4.
【請求項6】 前記第1の基板と前記カラーフィルタ層
との間に、更に、スイッチング素子と、該スイッチング
素子に接続された絵素電極とを有する請求項1から5の
いずれかに記載の液晶表示装置。
6. The switching device according to claim 1, further comprising a switching element and a picture element electrode connected to the switching element, between the first substrate and the color filter layer. Liquid crystal display.
【請求項7】 前記第2の基板は、前記液晶層に印加す
る電圧を制御するスイッチング素子を絵素領域毎に有す
る請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the second substrate has a switching element for controlling a voltage applied to the liquid crystal layer for each pixel region.
【請求項8】 前記カラーフィルタ層と前記ブラックマ
トリクスとの間に、さらにオーバーコート層を有する請
求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising an overcoat layer between said color filter layer and said black matrix.
【請求項9】 前記オーバーコート層と前記液晶層との
間に透明電極を有する請求項1から8のいずれかに記載
の液晶表示装置。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a transparent electrode between the overcoat layer and the liquid crystal layer.
【請求項10】 第1の基板上に複数のカラーフィルタ
を有するカラーフィルタ層を形成する工程と、 該カラーフィルタ層上にオーバーコート層を形成する工
程と、 該オーバーコート層上にネガ型感光性黒色樹脂材料を塗
布する工程と、 該ネガ型感光性黒色樹脂材料を所定のマスクを介して露
光する工程と、 露光された該ネガ型感光性黒色樹脂材料を現像すること
によって、ブラックマトリクスを形成する工程と、 を包含する液晶表示装置の製造方法。
10. A step of forming a color filter layer having a plurality of color filters on a first substrate, a step of forming an overcoat layer on the color filter layer, and a step of forming a negative photosensitive layer on the overcoat layer. Applying a conductive black resin material, exposing the negative photosensitive black resin material through a predetermined mask, and developing the exposed negative photosensitive black resin material to form a black matrix. Forming a liquid crystal display device.
【請求項11】 前記ネガ型感光性黒色樹脂材料を所定
のマスクを介して露光する工程の後に、前記第1の基板
を介して、該ネガ型感光性黒色樹脂材料を全面露光する
工程をさらに包含する請求項10に記載の液晶表示装置
の製造方法。
11. A step of exposing the entire surface of the negative photosensitive black resin material through the first substrate after the step of exposing the negative photosensitive black resin material via a predetermined mask. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 10, further comprising:
【請求項12】 第2の基板上に複数の凸部を形成する
工程と、 前記第1の基板のブラックマトリクスと該複数の凸部と
が対向し接するように、該第1の基板と該第2の基板と
を貼り合わせる工程と、 を包含する請求項10または11に記載の液晶表示装置
の製造方法。
12. A step of forming a plurality of projections on a second substrate; and forming the plurality of projections on the first substrate so that the black matrix of the first substrate faces the plurality of projections. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 10, further comprising: bonding a second substrate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008081652A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display
JP2010175918A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Toppan Printing Co Ltd Color filter substrate for liquid crystal display device
WO2019242238A1 (en) * 2018-06-21 2019-12-26 惠科股份有限公司 Color filter substrate and display panel

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