JP2006243207A - Liquid crystal display device, color filter for liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 表示品質に優れたPVAモードの液晶表示装置と、このような液晶表示装置の製造を可能とするカラーフィルタとこのカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】 透明基板上に所定のパターンで配設された複数色の着色層と、これらの着色層を被覆する共通透明電極と、を備え、上記の共通透明電極を、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを有するものとすることにより、PVAモードの液晶表示装置に用いるカラーフィルタとし、このようなカラーフィルタの製造では、着色層上の共通透明電極のスリット形成予定部位に樹脂パターンを形成し、着色層と樹脂パターンを覆うように共通透明電極を形成した後、樹脂パターンを除去することにより、同時に、樹脂パターン上の共通透明電極も除去(リフトオフ)して、配向制御用のスリットを有する共通透明電極を形成するようにした。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PVA mode liquid crystal display device excellent in display quality, a color filter capable of manufacturing such a liquid crystal display device, and a method for manufacturing the color filter.
SOLUTION: A plurality of colored layers arranged in a predetermined pattern on a transparent substrate, and a common transparent electrode covering these colored layers, wherein the common transparent electrode is arranged in an orientation direction of liquid crystal molecules. The color filter used in the PVA mode liquid crystal display device by having a slit for controlling the liquid crystal in a plurality of directions, and in the manufacture of such a color filter, the slit formation planned portion of the common transparent electrode on the colored layer After forming the resin pattern on the substrate and forming the common transparent electrode so as to cover the colored layer and the resin pattern, the resin pattern is removed, and at the same time, the common transparent electrode on the resin pattern is also removed (lifted off) and aligned. A common transparent electrode having a control slit was formed.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、表示品質に優れた液晶表示装置、特に複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置と、このような液晶表示装置の製造が可能なカラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device excellent in display quality, in particular, a liquid crystal display device of a multi-alignment division type vertical alignment mode, a color filter capable of manufacturing such a liquid crystal display device, and a method of manufacturing the color filter.
近年、フラットディスプレイとして、液晶表示装置(LCD)が注目されており、その薄型、軽量、低消費電力といった特徴により、パーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話、ビデオカメラ等から大画面テレビまで市場が急速に拡大してきた。
LCD、特に大型のLCDを考える場合、画面全域において視野角度によらない均一な輝度、コントラスト等が要求される。しかしながら、従来広く用いられている捩れ配向モード(TN−LCD)では、その視野角度の狭さが大きな問題となっていた。そこで、近年In Plane Switchingモード(IPSモード)、光学補償TNモード等、多くの視野角度改善モードが開発されている。
In recent years, liquid crystal display devices (LCDs) have attracted attention as flat displays, and due to their features such as thinness, light weight, and low power consumption, the market from personal computers (PCs), mobile phones, video cameras, etc. to large screen televisions is rapidly growing. Has expanded to.
When an LCD, particularly a large LCD, is considered, uniform brightness, contrast, etc. are required regardless of the viewing angle over the entire screen. However, in the twisted alignment mode (TN-LCD) that has been widely used in the past, the narrow viewing angle has been a big problem. Thus, in recent years, many viewing angle improvement modes such as an In Plane Switching mode (IPS mode) and an optical compensation TN mode have been developed.
このような視野角度改善モードの一つである複数配向分割型垂直配向モードとして、Multi-domain Vertical Alignmentモード(MVAモード)が、(1)広視野角、(2)高コントラスト、(3)高速応答といった優位性から、現在広く注目を集めいている。
上記の複数配向分割(液晶分子の配向方向を複数方向とする)、いわゆるマルチドメイン化を実現するために、当初はマスクラビングを複数回繰り返す手法が考えられたが、この方法を用いた場合、ラビング工程に起因する静電気発生、発塵等による歩留まり率の低下、プロセスの複雑化による生産性の低下等、多くの問題があった。
As one of such viewing angle improvement modes, the multi-domain vertical alignment mode (MVA mode) is (1) wide viewing angle, (2) high contrast, and (3) high speed. Currently, it is attracting widespread attention because of its superior response.
In order to realize the above-mentioned multiple alignment division (the alignment direction of liquid crystal molecules is a plurality of directions), so-called multi-domaining, a method of repeating mask rubbing a plurality of times at first was considered. There were many problems such as generation of static electricity due to the rubbing process, a decrease in yield due to dust generation, and a decrease in productivity due to complicated processes.
そこで、液晶パネル内に突起を設けることにより、ラビングの手法を用いずに液晶分子の傾斜方向を制御する手法が開発されている(特許文献1)。上記の液晶分子の配向を制御する突起は、例えば、屈曲部を有する45°のジグザグストライプ状とすることができ、一画素内における配向方向を4分割とし、かつ、その分割面積が等しくなるように設計されている。また、上記の突起は、カラーフィルタ側とTFT(Thin Film Transistor)基板側の双方に設けることができ、この場合、両基板を対向させてセル化したときに、双方の突起が交互に配列するように構成される。このような突起は、液晶分子にプレチルト角を付与し、かつ、電気力線を歪ませる役割をもち、この二つの効果により、電圧印加時に液晶分子が複数の異なった方向に配向することになる。 In view of this, a technique has been developed in which protrusions are provided in the liquid crystal panel to control the tilt direction of liquid crystal molecules without using a rubbing technique (Patent Document 1). The protrusions for controlling the alignment of the liquid crystal molecules can be formed in, for example, a 45 ° zigzag stripe shape having a bent portion so that the alignment direction in one pixel is divided into four and the divided areas are equal. Designed to. Further, the protrusions can be provided on both the color filter side and the TFT (Thin Film Transistor) substrate side. In this case, when the two substrates are made to face each other, both protrusions are alternately arranged. Configured as follows. Such protrusions have a role of imparting a pretilt angle to the liquid crystal molecules and distorting the lines of electric force. Due to these two effects, the liquid crystal molecules are aligned in a plurality of different directions when a voltage is applied. .
しかし、上述の突起を備えたMVAモードの液晶表示装置では、突起を形成する工程が新たに必要であり、製造工程の増加を来たすことになる。この問題を解決するために、最近では、TFT基板側に上記の突起を設ける代わりに、仮想的な配向制御用突起として、透明電極にスリットを設けたPatterned-domain Vertical Alignment(PVA)モードの液晶表示装置が開発されている(特許文献2)。
PVAモードの液晶表示装置に用いる従来のカラーフィルタでは、着色層上に所望のスリットを備えた共通透明電極を形成する工程において、酸性エッチング液から着色層を保護するために、着色層と共通透明電極との間に透明保護層が配設されている。しかし、この透明保護層は短波長側の光透過率が低く、このため画面に黄変が生じるという問題があった。
また、従来のカラーフィルタの製造では、上記のように、エッチング工程で使用する酸性エッチング液から着色層を保護するための透明保護層を形成する工程が増え、製造効率向上の点で支障を来たしていた。
In the conventional color filter used for the liquid crystal display device of PVA mode, in order to protect the colored layer from the acidic etching solution in the step of forming the common transparent electrode having a desired slit on the colored layer, the transparent layer and the common transparent electrode are used. A transparent protective layer is disposed between the electrodes. However, this transparent protective layer has a low light transmittance on the short wavelength side, which causes a problem that yellowing occurs on the screen.
In addition, in the production of conventional color filters, as described above, the number of processes for forming a transparent protective layer for protecting the colored layer from the acidic etching solution used in the etching process has increased, which hindered the improvement of manufacturing efficiency. It was.
また、酸性エッチング液に対する耐性を有する材料を用いて着色層を形成することにより、透明保護層を不要とすることも可能であるが、着色層に使用できる材料が制限されるという問題もあった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、表示品質に優れたPVAモードの液晶表示装置と、このような液晶表示装置の製造を可能とするカラーフィルタとこのカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
Moreover, it is possible to eliminate the need for the transparent protective layer by forming the colored layer using a material having resistance to the acidic etching solution, but there is also a problem that the material that can be used for the colored layer is limited. .
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a PVA mode liquid crystal display device excellent in display quality, a color filter capable of manufacturing such a liquid crystal display device, and the color filter. An object is to provide a manufacturing method.
上記のような目的を達成するために、本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、透明基板と、該透明基板上に所定のパターンで配設された複数色の着色層と、該着色層を被覆する共通透明電極とを備え、該共通透明電極は液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを有するものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記スリットは、屈曲部を有するストライプ形状であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記スリットの幅は5〜15μmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、各画素の境界部位にブラックマトリックスを備えるような構成とした。
In order to achieve the above object, the present invention provides a color filter used in a liquid crystal display device of a multi-orientation division type vertical alignment mode, a transparent substrate, and a plurality of substrates arranged in a predetermined pattern on the transparent substrate. A colored colored layer and a common transparent electrode covering the colored layer are provided, and the common transparent electrode has a slit for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in a plurality of directions.
As another aspect of the present invention, the slit has a stripe shape having a bent portion.
As another aspect of the present invention, the slit has a width in the range of 5 to 15 μm.
As another aspect of the present invention, a configuration is provided in which a black matrix is provided at a boundary portion of each pixel.
本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置において、所定の間隔のセルを形成するように対向したTFT基板とカラーフィルタと、前記セルに充填された液晶層とを備え、前記カラーフィルタは上述のいずれかのカラーフィルタであり、前記TFT基板は、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを有する透明電極を備えるような構成とした。 The present invention provides a liquid crystal display device of a multi-orientation division type vertical alignment mode, comprising a TFT substrate and a color filter which are opposed to form cells having a predetermined interval, and a liquid crystal layer filled in the cells, The filter is any one of the color filters described above, and the TFT substrate includes a transparent electrode having a slit for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in a plurality of directions.
本発明は、複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法において、透明基板の表面に所定色の着色層を所定のパターンで形成する操作を複数色分繰り返す着色層形成工程と、複数色の前記着色層を覆うように感光性樹脂組成物を塗布し、マスクを介して前記感光性樹脂組成物塗膜を露光し、現像して、共通透明電極のスリット形成予定部位に樹脂パターンを形成するパターン形成工程と、複数色の前記着色層と前記樹脂パターンを覆うように共通透明電極を形成する電極形成工程と、前記樹脂パターンを除去することにより、該樹脂パターン上の共通透明電極も同時に除去して、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを共通透明電極に形成するリフトオフ工程と、を有するような構成とした。 The present invention relates to a method for producing a color filter for use in a liquid crystal display device of a multi-orientation division type vertical alignment mode, and a color layer formation in which a color layer of a predetermined color is formed in a predetermined pattern on the surface of a transparent substrate is repeated for a plurality of colors. Applying a photosensitive resin composition so as to cover the colored layers of a plurality of steps, exposing the photosensitive resin composition coating film through a mask, developing, and forming a slit-forming portion of a common transparent electrode Forming a resin pattern on the resin pattern; forming a common transparent electrode so as to cover the colored layers of the plurality of colors and the resin pattern; removing the resin pattern; A lift-off step for removing the common transparent electrode at the same time and forming slits in the common transparent electrode for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules in a plurality of directions. It was.
本発明の他の態様として、前記パターン形成工程では、前記樹脂パターンの断面形状を、着色層側が表面側よりも狭い逆テーパー形状とするような構成とした。
本発明の他の態様として、前記パターン形成工程にて、感光性樹脂組成物としてポジ型感光性樹脂組成物を使用し、前記リフトオフ工程では、前記樹脂パターンを露光して除去するような構成、あるいは、前記パターン形成工程にて、感光性樹脂組成物として重合開始剤を含有したネガ型感光性樹脂組成物を使用し、前記リフトオフ工程では、アルカリ水溶液を用いて前記樹脂パターンを除去するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記着色層形成工程の前に、前記透明基板の表面にブラックマトリックスを形成するような構成、あるいは、前記着色層形成工程の後に、各画素の境界部位にブラックマトリックスを形成するような構成とした。
As another aspect of the present invention, in the pattern forming step, the cross-sectional shape of the resin pattern is set to have a reverse taper shape in which the colored layer side is narrower than the surface side.
As another aspect of the present invention, a positive photosensitive resin composition is used as the photosensitive resin composition in the pattern forming step, and the resin pattern is exposed and removed in the lift-off step. Alternatively, in the pattern forming step, a negative photosensitive resin composition containing a polymerization initiator is used as the photosensitive resin composition, and in the lift-off step, the resin pattern is removed using an alkaline aqueous solution. The configuration.
As another aspect of the present invention, a configuration in which a black matrix is formed on the surface of the transparent substrate before the colored layer forming step, or a black matrix at a boundary portion of each pixel after the colored layer forming step. It was set as the structure which forms.
本発明では、カラーフィルタの着色層上に、透明保護層を介在させることなく、配向制御用のスリットを有する共通透明電極を備えるため、従来の透明保護層が原因となる画面の黄変を防止することができ、このカラーフィルタを用いた複数配向分割型垂直配向(PVA)モードの液晶表示装置は、視野角が広く、明度が高いとともに、色純度も良好な表示画面が可能である。
また、本発明のカラーフィルタの製造方法では、リフトオフ工程において、配向制御用のスリットを有する共通透明電極を形成するので、酸性エッチング液を用いたエッチング工程が不要となり、工程数削減が可能であるとともに、使用する着色層用の材料選択の幅が広くなり、製造されるカラーフィルタは、表示画面の視野角が広く、明度が高いとともに、色純度も良好である複数配向分割型垂直配向(PVA)モードの液晶表示装置を可能とするものである。
In the present invention, a common transparent electrode having a slit for orientation control is provided on the colored layer of the color filter without interposing a transparent protective layer, thereby preventing yellowing of the screen caused by the conventional transparent protective layer. A liquid crystal display device of a multi-orientation division type vertical alignment (PVA) mode using this color filter can have a wide viewing angle, high brightness, and a display screen with good color purity.
In the color filter manufacturing method of the present invention, since the common transparent electrode having the alignment control slit is formed in the lift-off process, an etching process using an acidic etchant becomes unnecessary, and the number of processes can be reduced. In addition, a wide range of materials can be selected for the color layer to be used, and the produced color filter has a wide viewing angle of the display screen, high brightness, and good color purity. ) Mode liquid crystal display device.
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
[カラーフィルタ]
図1は、本発明の液晶表示装置用のカラーフィルタの一実施形態を示す部分平面図であり、図2は図1のA−A線における拡大縦断面図であり、図3は図1のB−B線における拡大縦断面図である。図1〜図3において、本発明のカラーフィルタ1は、透明基板2と、この透明基板2上に形成されたブラックマトリックス3および着色層4を備え、ブラックマトリックス3および着色層4を覆うように共通透明電極5を備えており、この共通透明電極5は、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリット6を有し、この共通透明電極5を覆うように配向膜7を有している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[Color filter]
FIG. 1 is a partial plan view showing an embodiment of a color filter for a liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. It is an expanded longitudinal cross-sectional view in the BB line. 1 to 3, the
このような本発明のカラーフィルタ1を構成する透明基板2としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製1737ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。
また、カラーフィルタ1を構成する着色層4は、赤色パターン4R、緑色パターン4Gおよび青色パターン4Bがストライプ形状のパターンで配列されたものであり、ブラックマトリックス3は、着色層4の各色のパターン4R,4G,4Bからなる各画素(1画素は図1で太線により囲まれた領域)の間および着色層4の形成領域の外側に設けられている。
As the
The
上記のブラックマトリックス3は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして形成したもの等、いずれであってもよい。尚、本発明のカラーフィルタは、ブラックマトリックスを備えないものであってもよい。
赤色パターン4R、緑色パターン4Gおよび青色パターン4Bがストライプ形状のパターンで配列されている着色層4は、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。
The
The
また、カラーフィルタ1を構成する共通透明電極5は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような共通透明電極5の厚みは、例えば、200〜5000Å程度とすることができる。
共通透明電極5が有するスリット6は、近傍の液晶分子にプレチルト角度を与える作用、および、電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすことにより、例えば、後述する液晶表示装置において、TFT基板の透明画素電極が有するスリットと協働して液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とするものである。
The common
The
このようなスリット6は、屈曲部6a,6bで屈曲しながら各着色パターン(赤色パターン4R、緑色パターン4Gおよび青色パターン4B)に沿って形成されているストライプ形状(ジグザグ形状)である。スリット6の屈曲部6aは、隣接する着色パターンとの境界部位(ブラックマトリックス3上)に位置するとともに、1個の画素領域の境界部位に位置している。また、屈曲部6bは、反対側に隣接する着色パターンの略中央部に位置している。この場合、着色層4の形成領域の外側において、各ストライプ形状(ジグザグ形状)のスリット6で区分された共通透明電極5が相互に接続されている。
上記のスリット6の幅W1は5〜15μm、好ましくは5〜10μm程度とすることができる。スリット6の幅W1が5μm未満であると、配向制御作用が低下する場合があり、一方、15μmを超えると、共通透明電極5の非形成領域が増加し、表示画像の明るさを損なうこととなり好ましくない。
尚、スリット6の形状および着色パターン形状は、図示例の形状に限定されるものではない。
The
The width W1 of the
In addition, the shape of the
カラーフィルタ1を構成する配向膜7は、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物により形成することができ、厚みは100〜1000Å程度とすることができる。このような配向膜7は、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布した後、焼成することにより形成されるが、配向処理(ラビング)は不要である。
本発明のカラーフィルタは、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の液晶表示装置用のカラーフィルタを構成する共通透明電極のスリットは、上述の実施形態のような連続したストライプ形状である他に、微細な不連続部位を有する不連続ストライプ形状であってもよい。但し、スリットが不連続ストライプ形状であっても、スリットの幅は、上述のスリット6の幅W1と同様とすることができる。また、本発明のカラーフィルタは、フォトスペーサ(液晶セルを所定の間隔とするためのスペーサ)を備えるものであってもよい。
The
The color filter of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the slits of the common transparent electrode constituting the color filter for the liquid crystal display device of the present invention have a discontinuous stripe shape having fine discontinuous portions in addition to the continuous stripe shape as in the above embodiment. There may be. However, even if the slit has a discontinuous stripe shape, the width of the slit can be the same as the width W1 of the
[液晶表示装置]
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
図4は、本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す概略部分断面図である。図4において、液晶表示装置11は、本発明のカラーフィルタ21とTFT基板31とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材(図示せず)により封止し、間隙部分に液晶層12を備えたPatterned-domain Vertical Alignment(PVA)モードの透過型の液晶表示装置である。尚、カラーフィルタ21とTFT基板31の外側には、それぞれ偏光板(図示せず)が配設されている。
[Liquid Crystal Display]
Next, the liquid crystal display device of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic partial sectional view showing an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. In FIG. 4, the liquid
本発明の液晶表示装置11を構成する本発明のカラーフィルタ21は、透明基板22と、この透明基板22上に形成されたブラックマトリックス23および着色層24を備え、このブラックマトリックス23および着色層24を覆うように、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリット26を有する共通透明電極25を備え、この共通透明電極25を覆うように配向膜27を有している。
上記の着色層24は、赤色パターン24R、緑色パターン24Gおよび青色パターン24Bがストライプ形状のパターンで配列されている。そして、スリット26は、屈曲部で屈曲しながら各着色パターン(赤色パターン24R、緑色パターン24G、青色パターン24B)に沿って形成されているストライプ形状(ジグザグ形状)である。尚、液晶表示装置11を構成する本発明のカラーフィルタ21は、上述の本発明のカラーフィルタ1と同様であり、ここでの説明は省略する。
The color filter 21 of the present invention constituting the liquid
In the colored layer 24, a
本発明の液晶表示装置11を構成するTFT基板31は、透明基板32上に液晶駆動用の薄膜トランジスタ(TFT)33、透明画素電極34を備え、透明画素電極34にはスリット35が形成され、このような透明画素電極34を覆うように配向膜36が形成されている。
本発明の液晶表示装置11を構成するTFT基板31には、薄膜トランジスタ(TFT)33を開閉するゲート線群(図示せず)、映像信号を供給する信号線群(図示せず)、および、カラーフィルタ21の共通透明電極25への電圧供給線(図示せず)が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ(TFT)33の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。
The
The
上記のTFT基板31を構成する透明基板32としては、上述のカラーフィルタ21の透明基板22と同じもの(カラーフィルタ1の透明基板2として挙げたもの)を使用することができる。また、スリット35を備える透明画素電極34は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、スリットパターンを備えるマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法により形成することができる。もしくは、公知のフォトリソグラフィーの手法とエッチングの手法を組み合わせることにより形成することができる。
As the
透明画素電極34に形成されたスリット35は、図5に示されるように、カラーフィルタ21のスリット26の配列ピッチに対して半ピッチずれたピッチで形成されている。図5に示されるスリット35の形状は、スリット26の形状に対応して、屈曲部を有するストライプ形状(ジグザグ形状)である。尚、スリット26、スリット35の形状は、図示例の形状に限定されるものではなく、屈曲部の数等は適宜設定することができる。また、スリット26、スリット35の形状は、屈曲部を有する不連続ストライプ形状(ジグザグ形状)であってもよい。
また、TFT基板31を構成する配向膜36は、上述のカラーフィルタ21を構成する配向膜27(カラーフィルタ1を構成する配向膜7)と同様に、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物により形成することができ、厚みは100〜1000Å程度とすることができる。このような配向膜36は、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布した後、焼成することにより形成されるが、配向処理(ラビング)は不要である。
As shown in FIG. 5, the
Further, the
[カラーフィルタの製造方法]
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。
図6〜図7は、上述の本発明のカラーフィルタ1を例とした本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形態を説明するための工程図(図2相当の断面図)である。
本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、着色層形成工程において、透明基板2の表面2aにブラックマトリックス3を形成し(図6(A))、さらに、赤色パターン4Rをストライプ形状のパターンで形成し、同様の操作を繰り返して、緑色パターン4G、青色パターン4Bを所定の画素パターンで形成して、着色層4を形成する(図6(B))。
[Color filter manufacturing method]
Next, the manufacturing method of the color filter of this invention is demonstrated.
6 to 7 are process diagrams (cross-sectional views corresponding to FIG. 2) for explaining an embodiment of the method for producing the color filter of the present invention, taking the above-described
In the method for producing a color filter of the present invention, first, in the colored layer forming step, the
ブラックマトリックス3の形成は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより行なうことができる。また、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス3を形成してもよい。さらに、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス3を形成することもできる。
The
着色層4を構成する赤色パターン4R、緑色パターン4Gおよび青色パターン4Bは、例えば、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。尚、着色パターン4R,4G,4Bの形成順序は上述の例に限定されるものではない。
尚、次のパターン形成工程の前に、着色パターン4R,4G,4Bからなる着色層4の平坦化のために、着色層4上に平坦化層を設けてもよい。
The
Before the next pattern formation step, a planarizing layer may be provided on the
次に、パターン形成工程において、複数色の着色層4(着色パターン4R,4G,4B)を覆うように感光性樹脂組成物を塗布し、マスクを介して感光性樹脂組成物塗膜を露光し、現像して、共通透明電極のスリット形成予定部位に樹脂パターン8を形成する(図6(C))。スリット形成予定部位は、カラーフィルタ1の例では、屈曲部で屈曲しながら各着色パターン(赤色パターン4R、緑色パターン4Gおよび青色パターン4B)に沿って形成されているストライプ形状(ジグザグ形状)の部位である。形成する樹脂パターン8は、その断面形状を、着色層側8aが表面側8bよりも狭い逆テーパー形状であることが好ましい。この樹脂パターン8は、その幅(最大幅)が、共通透明電極5に形成されるスリット6の幅を決定するものであり、例えば、5〜15μm、好ましくは5〜10μmの範囲で設定することができる。
Next, in the pattern forming step, a photosensitive resin composition is applied so as to cover the colored layers 4 (
上記の樹脂パターン8を形成する感光性樹脂組成物として、ポジ型の感光性樹脂組成物を使用する場合、樹脂パターン8に対応した遮光部を備えたマスクを使用して感光性樹脂組成物塗膜を露光し、現像することにより、断面形状が逆テーパー形状である樹脂パターンを形成することができる。使用するポジ型の感光性樹脂組成物としては、例えば、東京応化工業(株)製 OFPR−800等の市販のポジ型感光性樹脂組成物等を挙げることができる。
When a positive photosensitive resin composition is used as the photosensitive resin composition for forming the
また、樹脂パターン8の形成にネガ型の感光性樹脂組成物を使用する場合、公知のネガ型感光性樹脂組成物を使用することができる。例えば、アクリル系ネガ型感光性樹脂組成物として、少なくとも紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にC=Cなるアクリル基を有し上記の発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基(例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分)、とから構成されるものを用いることができる。このように、重合開始剤を含有するネガ型の感光性樹脂組成物を使用し、樹脂パターン8に対応した透光部を備えたマスクを介して感光性樹脂組成物塗膜を露光した場合、深さ方向で徐々に露光量が減少して重合反応の程度が低下するので、その後、現像することにより、断面形状が逆テーパー形状である樹脂パターン8が形成される。
Moreover, when using a negative photosensitive resin composition for formation of the
上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、テトラメチルペンタトリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にスペーサを介してアクリル基を導入したポリマー等が挙げられる。
次に、電極形成工程において、複数色の着色パターン4R,4G,4Bからなる着色層4と、樹脂パターン8を覆うように共通透明電極5を形成する(図7(A))。共通透明電極5の形成は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法等の成膜方法により行なうことができる。
Among the above-mentioned components having an acrylic group, examples of relatively low molecular weight polyfunctional acrylic molecules include dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), and tetramethylpentatriacrylate (TMPTA). Can be mentioned. Moreover, as a high molecular weight polyfunctional acrylic molecule, the polymer etc. which introduce | transduced the acrylic group through the spacer to the one part carboxylic acid group part of the styrene-acrylic acid-benzyl methacrylate copolymer are mentioned.
Next, in the electrode formation step, the common
次に、リフトオフ工程において、樹脂パターン8を除去することにより、この樹脂パターン8上の共通透明電極5も同時に除去して、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリット6を有する共通透明電極5を形成する(図7(B))。ポジ型の感光性樹脂組成物を使用して樹脂パターン8を形成した場合には、樹脂パターン8を露光し、その後、洗浄することにより樹脂パターン8を除去することができる。また、樹脂パターン8の形成にネガ型の感光性樹脂組成物を使用した場合には、アルカリ水溶液を用いて樹脂パターン8を除去することができる。
Next, in the lift-off process, by removing the
次に、共通透明電極5を覆うように配向膜7を形成する(図7(C))。この配向膜7の形成は、例えば、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物を、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布し、その後、焼成することにより行なうことができる。配向膜7の厚みは100〜1000Å程度とすることができる。尚、この配向膜7には配向処理(ラビング)は不要である。
本発明のカラーフィルタの製造方法では、酸性エッチング液の使用が不要であり、着色層を損傷させることなく配向制御用のスリット6を有する共通透明電極5を形成することができる。また、エッチング工程が不要であり、工程数削減が可能であるとともに、使用できる着色層用の材料選択の幅が広いものとなる。
Next, an
In the method for producing a color filter of the present invention, it is not necessary to use an acidic etching solution, and the common
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
カラーフィルタ用の透明基板として、300mm×400mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み2000Å)を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜を硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液によりエッチングして、線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスを形成した。
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[Example 1]
As a transparent substrate for a color filter, a glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 300 mm × 400 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After this substrate was washed according to a conventional method, a chromium thin film (thickness 2000 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by sputtering. A positive-type photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the chromium thin film, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the chromium thin film was etched with an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid to form a black matrix having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm.
次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
(赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物)
・赤顔料 … 4.8重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
・黄顔料 … 1.2重量部
(BASF社製 パリオトールイエローD1819)
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) … 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) … 4.0重量部
・ポリマーI … 5.0重量部
・開始剤 … 1.4重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
Next, a negative photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern having the following compositions were prepared.
(Negative photosensitive resin composition for red pattern)
・ Red pigment: 4.8 parts by weight (Chromophthalic Red A2B, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
・ Yellow pigment: 1.2 parts by weight (PASFOL Yellow D1819, manufactured by BASF)
-Dispersant (Disperbic 161 manufactured by Big Chemie) ... 3.0 parts by weight-Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) ... 4.0 parts by weight-Polymer I ... 5.0 parts by weight-Initiator ... 1.4 parts by weight ( (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-
Tetraphenyl-1,2'-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
(緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物)
・緑顔料 … 4.2重量部
(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C)
・黄顔料 … 1.8重量部
(BASF社製 パリオトールイエローD1819)
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) … 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) … 4.0重量部
・ポリマーI … 5.0重量部
・開始剤 … 1.4重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Negative photosensitive resin composition for green pattern)
Green pigment: 4.2 parts by weight (Avisia Monastral Green 9Y-C)
・ Yellow pigment: 1.8 parts by weight (manufactured by BASF Paliotor Yellow D1819)
-Dispersant (Disperbic 161 manufactured by Big Chemie) ... 3.0 parts by weight-Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) ... 4.0 parts by weight-Polymer I ... 5.0 parts by weight-Initiator ... 1.4 parts by weight ( (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-
Tetraphenyl-1,2'-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
(青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物)
・青顔料 … 6.0重量部
(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F)
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) … 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) … 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) … 4.0重量部
・ポリマーI … 5.0重量部
・開始剤 … 1.4重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(Negative photosensitive resin composition for blue pattern)
・ Blue pigment: 6.0 parts by weight (Heliogen Blue L6700F manufactured by BASF)
Pigment derivative (Solsperse 5000 manufactured by Avicia) ... 0.6 parts by weight Dispersant (Disperbic 161 manufactured by Big Chemie) ... 2.4 parts by weight Monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight Polymer I … 5.0 parts by weight • Initiator… 1.4 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Initiator: 0.6 parts by weight (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-
Tetraphenyl-1,2'-biimidazole)
・ Solvent: 80.0 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
尚、上記のポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。 The polymer I is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、図1に示されるような画素(100μm×300μmの長方形状)が連続したストライプ形状であった。
その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが図1に示されるようなストライプ形状のパターンで配列された着色層を形成した。(以上、着色層形成工程)
Next, a negative photosensitive resin composition for red pattern is applied by spin coating so as to cover the black matrix on the glass substrate, exposed and developed through a photomask for red pattern, and the red pattern is formed. Formed. This red pattern had a stripe shape in which pixels (rectangular shape of 100 μm × 300 μm) as shown in FIG. 1 were continuous.
Then, the green pattern and the blue pattern were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green pattern and the negative photosensitive resin composition for the blue pattern. Thus, a colored layer in which the red pattern, the green pattern, and the blue pattern are arranged in a stripe pattern as shown in FIG. 1 was formed. (End of colored layer formation process)
次に、ブラックマトリックス、着色層を覆うように、ポジ型感光性樹脂組成物(東京応化工業(株)製 OFPR−800)をスピンコート法により塗布し、下記仕様のマスクを介して下記の条件で露光し、その後、水酸化カリウム水溶液を用いて現像した。これにより、300μmピッチで同一方向の屈曲部を有し、各着色パターン(赤色パターン、緑色パターン、青色パターン)に沿ったストライプ形状(ジグザグ形状)の樹脂パターンを形成した。この樹脂パターンの断面形状は、着色層側が8μm、表面側が10μmである逆テーパー形状であった。(以上、パターン形成工程)
(マスクの仕様)
・遮光部位 : 150μmピッチで逆方向の屈曲部を有す
るストライプ形状(ジグザグ形状)
・遮光部のストライプ形状の幅 : 12μm
・屈曲部のストライプ形状の角度: 90°
(露光条件)
・露光量 : 60mJ/cm2
・露光ギャップ : 75μm
Next, a positive photosensitive resin composition (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied by a spin coating method so as to cover the black matrix and the colored layer, and the following conditions are applied through a mask having the following specifications. And then developed with an aqueous potassium hydroxide solution. As a result, a resin pattern having a stripe shape (zigzag shape) having bent portions in the same direction at a pitch of 300 μm and along each colored pattern (red pattern, green pattern, blue pattern) was formed. The cross-sectional shape of this resin pattern was an inversely tapered shape with the colored layer side being 8 μm and the surface side being 10 μm. (End of pattern formation process)
(Mask specifications)
-Light-shielding part: 150m pitch and reverse bending
Stripe shape (zigzag shape)
-Width of stripe shape of light shielding part: 12μm
・ An angle of the stripe shape of the bent part: 90 °
(Exposure conditions)
・ Exposure: 60 mJ / cm 2
・ Exposure gap: 75μm
次に、ブラックマトリックス、着色層、および樹脂パターンを覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる共通透明電極(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。(以上、電極形成工程)
次に、樹脂パターン形成面側を下記の条件で露光し、アルカリ水溶液洗浄、水洗浄を行なった。これにより、樹脂パターンを除去し、同時に、樹脂パターン上のITO膜も除去して、配向制御用のスリット(線幅10μm)を有する共通透明電極を形成した。(以上、リフトオフ工程)
(露光条件)
・露光量 : 300mJ/cm2
・露光域 : 全面露光
Next, a common transparent electrode (thickness 1500 mm) made of indium tin oxide (ITO) was formed by sputtering so as to cover the black matrix, the colored layer, and the resin pattern. (End of electrode formation process)
Next, the resin pattern formation surface side was exposed on the following conditions, and alkaline aqueous solution washing | cleaning and water washing were performed. As a result, the resin pattern was removed, and at the same time, the ITO film on the resin pattern was also removed to form a common transparent electrode having an alignment control slit (line width: 10 μm). (End of lift-off process)
(Exposure conditions)
・ Exposure: 300 mJ / cm 2
・ Exposure area: Full exposure
次に、共通透明電極を覆うように、配向膜用塗料(日産化学(株)製 SE−5300)をスピンコート法で塗布し、220℃、60分間の焼成処理を施して、厚み(共通透明電極上の厚み)200Åの配向膜を形成し、本発明のカラーフィルタを得た。
一方、TFT基板用の透明基板として、300mm×400mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により酸化インジウムスズ(ITO)を1500Åの厚さに成膜して透明電極とした。
Next, a coating for alignment film (SE-5300 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied by spin coating so as to cover the common transparent electrode, and subjected to a baking treatment at 220 ° C. for 60 minutes to obtain a thickness (common transparent). An alignment film having a thickness of 200 mm on the electrode was formed to obtain the color filter of the present invention.
On the other hand, a 300 mm × 400 mm glass substrate (Corning 1737 glass) was prepared as a transparent substrate for the TFT substrate. After this substrate was washed according to a conventional method, indium tin oxide (ITO) was formed to a thickness of 1500 mm by sputtering on the entire surface of one side of the substrate to form a transparent electrode.
次に、この透明電極上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、透明電極をエッチングして、スリットを形成した。このスリットは、線幅10μmであり、形状および配列ピッチは、上記の共通透明電極のスリットの形状、配列ピッチと同じものとした。その後、上記のカラーフィルタ作製の場合と同様にして、スリットを備えた透明電極上に厚み200Åの配向膜を形成し、TFT基板を得た。 Next, a positive type photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the transparent electrode, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the transparent electrode was etched to form slits. The slit had a line width of 10 μm, and the shape and the arrangement pitch were the same as the slit shape and the arrangement pitch of the common transparent electrode. Thereafter, in the same manner as in the production of the color filter described above, an alignment film having a thickness of 200 mm was formed on the transparent electrode provided with the slits to obtain a TFT substrate.
尚、実際のTFT基板は、液晶駆動用の薄膜トランジスタ(TFT)を備えた基板上に、画素形状にパターニングされた透明画素電極を備えるが、本実施例では、簡略化のためTFTを省略し、画素形状にパターニングしていない透明電極にスリットを形成してTFT基板とした。
次に、カラーフィルタとTFT基板を配向膜形成面側を対向させるようにして5μmのギャップを設けて貼り合わせた。このとき、カラーフィルタの配向制御用のスリットとTFT基板のスリットが図5に示されるように半ピッチずれるように設定した。次いで、真空注入法を用いて液晶をセル内に注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止し、アニーリング処理を行い、流動配向効果をキャンセルした。これにより、評価用の液晶表示装置を作製した。
The actual TFT substrate includes a transparent pixel electrode patterned in a pixel shape on a substrate including a thin film transistor (TFT) for driving a liquid crystal. In this embodiment, the TFT is omitted for simplification. A slit was formed in a transparent electrode that was not patterned into a pixel shape to obtain a TFT substrate.
Next, the color filter and the TFT substrate were bonded together with a 5 μm gap so that the alignment film forming surface side was opposed. At this time, the slit for controlling the orientation of the color filter and the slit of the TFT substrate were set to be shifted by a half pitch as shown in FIG. Next, liquid crystal was injected into the cell using a vacuum injection method, the injection port was sealed with an ultraviolet curable resin, an annealing treatment was performed, and the flow alignment effect was cancelled. Thereby, a liquid crystal display device for evaluation was produced.
[実施例2]
パターン形成工程において、下記組成のネガ型感光性樹脂組成物を使用して樹脂パターンを形成した他は、実施例1と同様にして、評価用の液晶表示装置を作製した。
(ネガ型感光性樹脂組成物)
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 … 42重量部
・エピコート180S70(三菱油化シェル(株)製) … 18重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート … 32重量部
・開始剤 … 8重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
・溶剤 … 300重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
[Example 2]
A liquid crystal display device for evaluation was produced in the same manner as in Example 1 except that in the pattern forming step, a resin pattern was formed using a negative photosensitive resin composition having the following composition.
(Negative photosensitive resin composition)
・ Methyl methacrylate-styrene-acrylic acid copolymer: 42 parts by weight ・ Epicoat 180S70 (Mitsubishi Yuka Shell Co., Ltd.): 18 parts by weight ・ Dipentaerythritol pentaacrylate: 32 parts by weight: Initiator: 8 parts by weight (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
・ Solvent: 300 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)
尚、形成した樹脂パターンは、300μmピッチで同一方向の屈曲部を有し、各着色パターン(赤色パターン、緑色パターン、青色パターン)に沿ったストライプ形状(ジグザグ形状)であり、この樹脂パターンの断面形状は、着色層側が8μm、表面側が10μmである逆テーパー形状であった。また、リフトオフ工程では、水酸化カリウム水溶液を用いて樹脂パターンを剥離除去した。これにより形成した共通透明電極のスリットは、樹脂パターンに対応したストライプ形状(ジグザグ形状)(幅10μm)であった。 The formed resin pattern has a bent portion in the same direction at a pitch of 300 μm, and has a stripe shape (zigzag shape) along each colored pattern (red pattern, green pattern, blue pattern). The shape was a reverse taper shape with the colored layer side being 8 μm and the surface side being 10 μm. In the lift-off process, the resin pattern was peeled off using an aqueous potassium hydroxide solution. The slits of the common transparent electrode thus formed had a stripe shape (zigzag shape) (width 10 μm) corresponding to the resin pattern.
[比較例]
まず、実施例1と同様にして、ガラス基板上にブラックマトリックスと着色層を形成した。
次に、ブラックマトリックス、着色層を覆うように、透明保護層用塗布液(JSR(株)製 SS6908)をスピンコート法により塗布し、230℃、30分間の硬化処理を施して、透明保護層(厚み1.5μm)を形成した。
[Comparative example]
First, in the same manner as in Example 1, a black matrix and a colored layer were formed on a glass substrate.
Next, a transparent protective layer coating solution (SS6908, manufactured by JSR Corporation) is applied by a spin coating method so as to cover the black matrix and the colored layer, and is subjected to a curing treatment at 230 ° C. for 30 minutes. (Thickness 1.5 μm) was formed.
次いで、上記の透明保護層上に、酸化インジウムスズ(ITO)からなる共通透明電極(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。
次に、この共通透明電極上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとしてITO膜をエッチングし、各画素上に位置するようにスリットを形成した。このように形成した共通透明電極のスリットは、300μmピッチで同一方向の屈曲部を有し、各着色パターン(赤色パターン、緑色パターン、青色パターン)に沿ったストライプ形状(ジグザグ形状)であり、幅は10μmであった。
その後、実施例1と同様にして、配向膜を形成してカラーフィルタを得た。
上記のカラーフィルタと、実施例1と同じTFT基板を用いて、実施例1と同様に、評価用の液晶表示装置を作製した。
Next, a common transparent electrode (thickness 1500 mm) made of indium tin oxide (ITO) was formed on the transparent protective layer by a sputtering method.
Next, a positive photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the common transparent electrode, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, the ITO film was etched using this resist pattern as a mask, and a slit was formed so as to be positioned on each pixel. The slit of the common transparent electrode formed in this way has a bent portion in the same direction at a pitch of 300 μm, has a stripe shape (zigzag shape) along each colored pattern (red pattern, green pattern, blue pattern), and width Was 10 μm.
Thereafter, an alignment film was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a color filter.
A liquid crystal display device for evaluation was produced in the same manner as in Example 1 using the above color filter and the same TFT substrate as in Example 1.
[評 価]
上述のように作製した液晶表示装置(実施例1〜2、比較例)について、バックライト上に載置して電圧のON/OFFによる白・黒表示を行った時の明るさに基いて表示品位を評価した。その結果、実施例1、2の液晶表示装置では、良好な表示であったが、比較例の液晶表示装置では、やや黄味がかかった表示となった。
[Evaluation]
The liquid crystal display devices (Examples 1 and 2 and Comparative Examples) manufactured as described above are displayed based on the brightness when they are placed on the backlight and white / black display is performed by ON / OFF of the voltage. The grade was evaluated. As a result, in the liquid crystal display devices of Examples 1 and 2, the display was good, but in the liquid crystal display device of the comparative example, the display was slightly yellowish.
複数配向分割型垂直配向モードの液晶表示装置等に利用することができる。 It can be used for a liquid crystal display device of a multi-alignment division type vertical alignment mode.
1,1′…カラーフィルタ
2…透明基板
3…ブラックマトリックス
4…着色層
4R,4G,4B…着色パターン
5…共通透明電極
6…スリット
7…配向膜
8…樹脂パターン
11…液晶表示装置
12…液晶層
21…カラーフィルタ
22…透明基板
23…ブラックマトリックス
24…着色層
24R,24G,24B…着色パターン
25…共通透明電極
26…スリット
27…配向膜
31…TFT基板
32…透明基板
33…TFT
34…透明画素電極
35…スリット
36…配向膜
DESCRIPTION OF
34 ...
Claims (11)
透明基板と、該透明基板上に所定のパターンで配設された複数色の着色層と、該着色層を被覆する共通透明電極とを備え、該共通透明電極は液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを有するものであることを特徴とする液晶表示装置用のカラーフィルタ。 In a color filter used in a liquid crystal display device of a multi-alignment division type vertical alignment mode
A transparent substrate, a plurality of colored layers arranged in a predetermined pattern on the transparent substrate, and a common transparent electrode covering the colored layer, the common transparent electrode having a plurality of orientation directions of liquid crystal molecules A color filter for a liquid crystal display device, comprising a slit for controlling the liquid crystal display.
所定の間隔のセルを形成するように対向したTFT基板とカラーフィルタと、前記セルに充填された液晶層とを備え、前記カラーフィルタは請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のカラーフィルタであり、前記TFT基板は、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを有する透明電極を備えることを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device of the multi-alignment division type vertical alignment mode,
5. The color filter according to claim 1, comprising a TFT substrate and a color filter that are opposed to each other so as to form cells at a predetermined interval, and a liquid crystal layer filled in the cell, wherein the color filter is a color filter according to claim 1. The TFT substrate includes a transparent electrode having a slit for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules in a plurality of directions.
透明基板の表面に所定色の着色層を所定のパターンで形成する操作を複数色分繰り返す着色層形成工程と、
複数色の前記着色層を覆うように感光性樹脂組成物を塗布し、マスクを介して前記感光性樹脂組成物塗膜を露光し、現像して、共通透明電極のスリット形成予定部位に樹脂パターンを形成するパターン形成工程と、
複数色の前記着色層と前記樹脂パターンを覆うように共通透明電極を形成する電極形成工程と、
前記樹脂パターンを除去することにより、該樹脂パターン上の共通透明電極も同時に除去して、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するためのスリットを共通透明電極に形成するリフトオフ工程と、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 In the manufacturing method of the color filter used for the liquid crystal display device of a multiple alignment division type vertical alignment mode
A colored layer forming step for repeating the operation of forming a colored layer of a predetermined color in a predetermined pattern on the surface of the transparent substrate for a plurality of colors,
A photosensitive resin composition is applied so as to cover the colored layers of a plurality of colors, the photosensitive resin composition coating film is exposed through a mask, developed, and a resin pattern is formed on a slit formation scheduled portion of the common transparent electrode. Forming a pattern, and
An electrode forming step of forming a common transparent electrode so as to cover the colored layers of a plurality of colors and the resin pattern;
A lift-off process for removing the resin pattern and simultaneously removing the common transparent electrode on the resin pattern and forming slits in the common transparent electrode for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules in a plurality of directions. A method for producing a color filter characterized by the above.
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