JP2005345666A - Color filter for liquid crystal display, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタに関するものであり、特に、スペーサー機能を有するフォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタに関する。 The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device, and more particularly, to a color filter for a liquid crystal display device provided with a photo spacer having a spacer function.
従来の液晶表示装置の技術に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)を散布している。このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光が漏れてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光漏れを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有している。 In the conventional liquid crystal display device technology, transparent spherical particles (beads) of glass or synthetic resin called spacers are dispersed to form a gap between substrates. Since this spacer is a transparent particle, if there is a spacer in the pixel with liquid crystal, light leaks through the spacer during black display, and between the substrates where the liquid crystal material is sealed Due to the presence of the spacer, the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacer is disturbed, light leakage occurs in this portion, and the contrast is lowered, which adversely affects the display quality.
このような問題を解決する技術として、例えば、感光性樹脂を用い、部分的なパターン露光〜現像というフォトファブリケーション法により画素間の遮光層の位置にスペーサー機能を有する突起部を形成する方法が提案されている。
図1は、このような例を示す液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図1において、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)は、透明基板(11)上に、遮光層(12)、画素状カラーフィルタ層(13)、透明導電膜(14)が形成され、この画素状カラーフィルタ層(13)間の透明導電膜(14)上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー(15)が形成されているものである。
このようなフォトスペーサー(15)は、水平方向の断面積が同一面積で、また高さが同一高さのものが面内に多数個形成されている。
As a technique for solving such a problem, for example, there is a method in which a photosensitive resin is used and a protrusion having a spacer function is formed at a position of a light shielding layer between pixels by a photofabrication method of partial pattern exposure to development. Proposed.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a color filter for a liquid crystal display device showing such an example. In FIG. 1, a color filter (10) for a liquid crystal display device has a light shielding layer (12), a pixel-like color filter layer (13), and a transparent conductive film (14) formed on a transparent substrate (11). A photospacer (15) as a protrusion having a spacer function is formed on the transparent conductive film (14) between the color filter layers (13).
A number of such photospacers (15) having a horizontal sectional area of the same area and the same height are formed in the plane.
図2は、このような液晶表示装置用カラーフィルタ(10)を液晶表示装置に使用した例を示す液晶表示装置の部分断面図である。
図2において、液晶表示装置(50)は、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)と、例えば、透明基板(21)上に透明導電膜(24)が形成された対向基板(20)が貼り合わされて構成されているものである。
このような液晶表示装置(50)においては、フォトスペーサー(15)は画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられることに加え、液晶表示装置としての耐衝撃性が向上したものとなる。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display device showing an example in which such a color filter (10) for a liquid crystal display device is used in a liquid crystal display device.
In FIG. 2, the liquid crystal display device (50) includes a liquid crystal display device color filter (10) and a counter substrate (20) in which a transparent conductive film (24) is formed on a transparent substrate (21), for example. It is configured.
In such a liquid crystal display device (50), since the photospacer (15) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, in addition to the improvement in the contrast, the impact resistance as a liquid crystal display device is obtained. Will be improved.
液晶表示装置用カラーフィルタ(10)と対向基板(20)を貼り合わせてパネルとするパネル組み立て工程では、周辺部にシール部(図示せず)を設け、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)と対向基板(20)のギャップができるだけ平行になるようにして、上下定盤間に荷重を加えシール部及びフォトスペーサーを圧着し貼り合わせる。 In the panel assembling process in which the color filter (10) for the liquid crystal display device and the counter substrate (20) are bonded to form a panel, a seal portion (not shown) is provided at the peripheral portion, and the color filter (10) for the liquid crystal display device is provided. With the gap of the counter substrate (20) as parallel as possible, a load is applied between the upper and lower surface plates, and the seal portion and the photo spacer are pressed and bonded together.
この際に、フォトスペーサー(15)の硬さが硬目であると、押し圧ムラによって基板間のギャップが均一になりにくく、液晶表示装置に色ムラなどが発生し易くなる。 At this time, if the photo spacer (15) is hard, the gap between the substrates is difficult to be uniform due to uneven pressing pressure, and color unevenness is likely to occur in the liquid crystal display device.
一方、液晶表示装置の使用時に、その表面に指などが接触して局部的に指圧がかかると、局部的な色ムラなどが発生することがある。このような色ムラなどの発生を回避するためには、フォトスペーサー(15)の硬さは硬目であることが好ましい。
On the other hand, when a finger touches the surface of the liquid crystal display device and local finger pressure is applied, local color unevenness may occur. In order to avoid the occurrence of such color unevenness and the like, it is preferable that the hardness of the photo spacer (15) is hard.
本発明は、上記の相反する問題を同時に解決するためになされたものであり、フォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、フォトスペーサーの硬さとして、十分に硬目なフォトスペーサーを用いても、パネル組み立て工程での押し圧ムラの影響を受けずに基板間のギャップを均一に組み立てることができ、従って、液晶表示装置に色ムラなどを発生させることのない、且つ、フォトスペーサーの硬さが十分に硬目であるがために、液晶表示装置の使用時に、その表面に局部的に荷重がかかっても、色ムラなどを発生させることのない液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法を提供することを課題とするものである。
また、本発明は、上記液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、配向制御用突起を備えた液晶表示装置用カラーフィルタ及びその廉価な製造方法を提供することを課題とする。
The present invention has been made to solve the above conflicting problems at the same time. In a color filter for a liquid crystal display device provided with a photo spacer, a sufficiently hard photo spacer is used as the hardness of the photo spacer. However, the gap between the substrates can be uniformly assembled without being affected by the pressing pressure unevenness in the panel assembling process. Therefore, the liquid crystal display device does not cause the color unevenness and the photo spacer A color filter for a liquid crystal display device that does not cause color unevenness even when a load is locally applied to the surface of the liquid crystal display device because the hardness is sufficiently hard, and its manufacture It is an object to provide a method.
Another object of the present invention is to provide a color filter for a liquid crystal display device provided with an alignment control protrusion and an inexpensive manufacturing method thereof in the color filter for a liquid crystal display device.
本発明の第一の発明は、フォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、フォトスペーサーが少なくとも2層で構成され、下層の硬さは硬目であり、上層の硬さは軟らか目であり、両層のダイナミック硬度の差が5以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 According to a first aspect of the present invention, in the color filter for a liquid crystal display device provided with a photo spacer, the photo spacer is composed of at least two layers, the lower layer has a hard hardness, and the upper layer has a soft eye. And a difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記下層の硬さが、ダイナミック硬度35以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 The present invention also provides the color filter for a liquid crystal display device according to the invention, wherein the lower layer has a dynamic hardness of 35 or more.
また、本発明は、フォトスペーサーが少なくとも2層で構成され、下層の硬さは硬目であり、上層の硬さは軟らか目であり、両層のダイナミック硬度の差が5以上であるフォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、該少なくとも2層で構成されるフォトスペーサーを形成する際に、
1)基板上に設けられた透明導電膜上に、上記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、硬目の下層となる塗布膜を設け、
2)該硬目の下層となる塗布膜上に、上記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、軟らか目の上層となる塗布膜を設け、
3)フォトマスクを介した露光及び現像処理を行い、
両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサーを形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
In the present invention, the photo spacer is composed of at least two layers, the lower layer has a hard hardness, the upper layer has a soft hardness, and the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more. In the method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with the above, when forming the photo spacer composed of at least two layers,
1) On the transparent conductive film provided on the substrate, a coating film serving as a hard lower layer is provided in which the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more,
2) On the coating film serving as the lower layer of the hard layer, a coating film serving as the upper layer of the softer layer having a difference in dynamic hardness of the two layers of 5 or more is provided.
3) Perform exposure and development through a photomask,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising forming a photospacer having a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記下層の硬さが、ダイナミック硬度35以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 The present invention also provides the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the hardness of the lower layer is 35 or more in dynamic hardness.
本発明の第二の発明は、前記少なくとも2層で構成されるフォトスペーサーの近傍に、前記下層の硬さと同一の硬さ、同一の高さを有する第二フォトスペーサーが設けられていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 According to a second aspect of the present invention, a second photo spacer having the same hardness and the same height as the lower layer is provided in the vicinity of the photo spacer composed of at least two layers. This is a color filter for a liquid crystal display device.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記下層の硬さが、ダイナミック硬度35以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 The present invention also provides the color filter for a liquid crystal display device according to the invention, wherein the lower layer has a dynamic hardness of 35 or more.
また、本発明は、前記1)基板上に設けられた透明導電膜上に、上記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、硬目の下層となる塗布膜を設け、た後に、フォトマスクを介
した露光及び現像処理を行い、前記下層及び前記第二フォトスペーサーを形成し、
上記下層及び第二フォトスペーサー上に、前記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、軟らか目の上層となる塗布膜を設け、
前記3)フォトマスクを介した露光及び現像処理を行い、
両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサーの近傍に第二フォトスペーサーが設けられているカラーフィルタを製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
In addition, the present invention provides a photomask after 1) providing a coating film as a hard lower layer with a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more on the transparent conductive film provided on the substrate. Exposure and development processing through, forming the lower layer and the second photo spacer,
On the lower layer and the second photospacer, a coating film that is a soft upper layer is provided with a difference in dynamic hardness of the two layers of 5 or more,
3) Perform exposure and development processing through a photomask,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising: producing a color filter in which a second photo spacer is provided in the vicinity of a photo spacer having a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記下層の硬さが、ダイナミック硬度35以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 The present invention also provides the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the hardness of the lower layer is 35 or more in dynamic hardness.
本発明の第三の発明は、前記第二フォトスペーサーが配向制御用突起であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 A third invention of the present invention is a color filter for a liquid crystal display device, wherein the second photospacer is an alignment control protrusion.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記下層の硬さが、ダイナミック硬度35以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。 The present invention also provides the color filter for a liquid crystal display device according to the invention, wherein the lower layer has a dynamic hardness of 35 or more.
また、本発明は、前記下層となる塗布膜を設ける際に、塗布液として配向制御用突起用の感光性樹脂組成物を用い、前記第二フォトスペーサーが配向制御用突起であるカラーフィルタを製造することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 The present invention also provides a color filter in which the second photospacer is an alignment control protrusion, using a photosensitive resin composition for the alignment control protrusion as a coating liquid when providing the lower coating film. A method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記下層の硬さが、ダイナミック硬度35以上であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。 The present invention also provides the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the hardness of the lower layer is 35 or more in dynamic hardness.
本発明の第一の発明は、フォトスペーサーが少なくとも2層で構成され、下層の硬さは硬目であり、上層の硬さは軟らか目であり、両層のダイナミック硬度の差が5以上有するフォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタであるので、フォトスペーサーの硬さとして、十分に硬目なフォトスペーサーを用いても、パネル組み立て工程での押し圧ムラの影響を受けずに基板間のギャップを均一に組み立てることができ、従って、液晶表示装置に色ムラなどを発生させることのない、且つ、フォトスペーサーの硬さが十分に硬目であるがために、液晶表示装置の使用時に、その表面に局部的に荷重がかかっても、色ムラなどを発生させることのない液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 In the first invention of the present invention, the photo spacer is composed of at least two layers, the hardness of the lower layer is hard, the hardness of the upper layer is soft, and the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more. Since this is a color filter for a liquid crystal display device with a photo spacer, even if a sufficiently hard photo spacer is used as the hardness of the photo spacer, it is not affected by uneven pressing pressure in the panel assembly process. Therefore, when the liquid crystal display device is used, the liquid crystal display device does not cause color unevenness and the photo spacer is sufficiently hard. Even when a load is locally applied to the surface, a color filter for a liquid crystal display device that does not cause color unevenness or the like is obtained.
本発明の第二の発明は、前記少なくとも2層で構成されるフォトスペーサーの近傍に、前記下層の硬さと同一の硬さ、同一の高さを有する第二フォトスペーサーが設けられている液晶表示装置用カラーフィルタであるので、パネル組み立て工程では、押し圧にムラがあっても、そのムラを緩和して基板間のギャップを均一に組み立てることができ、且つ非常に過度な押し圧がかかっても、或いは液晶表示装置の使用時に局部的な荷重が非常に過度にかかっても、極めて強靱な液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display in which a second photo spacer having the same hardness and the same height as the lower layer is provided in the vicinity of the photo spacer composed of at least two layers. Since it is a color filter for equipment, even if the pressing pressure is uneven in the panel assembly process, the unevenness can be alleviated and the gap between the substrates can be assembled uniformly, and a very excessive pressing pressure is applied. Alternatively, even when a local load is applied excessively when the liquid crystal display device is used, the color filter for the liquid crystal display device is extremely tough.
本発明の第三の発明は、前記第二フォトスペーサーが配向制御用突起である液晶表示装置用カラーフィルタなので、配向制御用突起は、フォトスペーサーを形成する工程でフォトスペーサーの形成と同時に形成される。すなわち、配向制御用突起を形成するコストが大幅に削減され、フォトスペーサー及び配向制御用突起が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタを廉価に提供することが可能となる。 Since the third invention of the present invention is a color filter for a liquid crystal display device in which the second photo spacer is an alignment control protrusion, the alignment control protrusion is formed simultaneously with the formation of the photo spacer in the step of forming the photo spacer. The That is, the cost for forming the alignment control protrusions can be greatly reduced, and a color filter for a liquid crystal display device provided with photo spacers and alignment control protrusions can be provided at low cost.
以下に本発明による液晶表示装置用カラーフィルタを、その一実施例に基づいて詳細に説明する。
図3は、フォトスペーサーを設けた、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタを模式的に示した断面図である。図3に示すように、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタのフォトスペーサー(25)は、図示せぬ遮光層、画素状カラーフィルタ層、透明導電膜が形成された透明基板上の、透明導電膜(14)上に形成されているものである。
Hereinafter, a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail based on an embodiment thereof.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention provided with a photo spacer. As shown in FIG. 3, the photo spacer (25) of the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention has a transparent conductive material on a transparent substrate on which a light shielding layer, a pixel-shaped color filter layer, and a transparent conductive film (not shown) are formed. It is formed on the film (14).
この一実施例においては、フォトスペーサー(25)は、硬さは硬目の下層(25A)と硬さは軟らか目の上層(25B)の2層で構成されている。
下層(25A)の硬さは十分に硬目であり、パネル組み立て工程での押し圧に十分に耐えうる。また、液晶表示装置の使用時に、その表面に局部的に荷重がかかっても十分に耐えうる硬さである。また、上層(25B)の硬さは押し圧によって変形され易い軟らか目である。
パネル組み立て工程で押し圧ムラがあると、押し圧ムラに応答性よく順応して塑性変形し、押し圧ムラを緩和する。
In this embodiment, the photospacer (25) is composed of two layers, a hard lower layer (25A) and a soft upper layer (25B).
The hardness of the lower layer (25A) is sufficiently hard, and can sufficiently withstand the pressing force in the panel assembling process. Further, when the liquid crystal display device is used, it has a hardness that can sufficiently withstand even if a load is locally applied to the surface thereof. Further, the hardness of the upper layer (25B) is a soft eye that is easily deformed by the pressing pressure.
If there is uneven pressure in the panel assembling process, it will conform to the uneven pressure and plastic deformation, and alleviate the uneven pressure.
2層で構成されるフォトスペーサー(25)が形成された際の高さ(H1)は、押し圧ムラに順応した上層(25B)の変形により、フォトスペーサー(25)の高さは符号H0で示す高さとなる。この高さ(H0)は、押し圧時の平均高さである。すなわち、押し圧ムラがあっても、基板間のギャップは全面にわたり均一な高さ(H0)となる。 The height (H1) when the photo spacer (25) composed of two layers is formed is the height H0 of the photo spacer (25) due to the deformation of the upper layer (25B) adapted to uneven pressing pressure. It becomes the height shown. This height (H0) is an average height at the time of pressing. That is, even if the pressing pressure is uneven, the gap between the substrates has a uniform height (H0) over the entire surface.
従って、パネルとしては、パネル組み立て工程で押し圧ムラがあっても、基板間のギャップを均一に組み立てることができる。また、過度の押し圧があっても、下層(25A)の硬さは十分に硬目であるので、過度の押し圧に影響されることはない。また、下層(25A)の硬さは十分に硬目であるがために、液晶表示装置の使用時に、その表面に局部的に荷重がかかっても、色ムラなどを発生させることはない。
すなわち、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタを用いることによって、パネル組み立て時の押し圧ムラに起因する色ムラなどのない、且つ、使用時の局部的な荷重に起因する色ムラなどのない液晶表示装置が得られる。
Therefore, as a panel, even if there is uneven pressing pressure in the panel assembly process, the gap between the substrates can be assembled uniformly. Moreover, even if there is an excessive pressing pressure, the hardness of the lower layer (25A) is sufficiently hard and therefore is not affected by the excessive pressing pressure. Further, since the hardness of the lower layer (25A) is sufficiently hard, even when a load is locally applied to the surface of the liquid crystal display device, color unevenness does not occur.
That is, by using the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, there is no color unevenness due to pressing pressure unevenness during panel assembly and no color unevenness due to local load during use. A display device is obtained.
本発明においては、下層の硬さと上層の硬さの差は、ダイナミック硬度で5以上であることが好ましい。硬度5以上の差を有することにより、上記の効果が良好なものとなる。また、本発明においては、下層の硬さがダイナミック硬度35以上であることを特徴としている。下層の硬さが硬度35以上であることによって、過度の押し圧、及び特に使用時の局部的な荷重に対し効果的なものとなる。 In the present invention, the difference between the hardness of the lower layer and the hardness of the upper layer is preferably 5 or more in terms of dynamic hardness. By having a difference of hardness of 5 or more, the above effect becomes favorable. In the present invention, the lower layer has a dynamic hardness of 35 or more. When the hardness of the lower layer is 35 or more, it becomes effective against excessive pressing pressure and particularly a local load during use.
また、本発明におけるダイナミック硬度とは、圧子の押し込み過程でのダイナミック硬さであり、試料の塑性変形分と弾性変形分の両方を含めて評価する。
このダイナミック硬度の測定装置としては、例えば、島津製作所(株)製:超微小硬度計、型番DUH−201を用いることができる。また、試料としては、厚さ1μmのものを用いることが好ましい。
The dynamic hardness in the present invention is the dynamic hardness in the indentation process of the indenter, and is evaluated including both plastic deformation and elastic deformation of the sample.
As this dynamic hardness measuring device, for example, Shimadzu Corp .: Ultra micro hardness tester, Model No. DUH-201 can be used. Further, it is preferable to use a sample having a thickness of 1 μm.
本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、2層で構成されるフォトスペーサーを形成する際に、まず、基板上に設けられた透明導電膜(14)上に、両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、硬目の下層となる塗布膜を設け、次に、この硬目の下層となる塗布膜上に、両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、軟らか目の上層となる塗布膜を設け、続いて、これら2層の塗布膜に対し、フォトマスクを介した露光及び現像処理を行い、下層(25A)及び上層(25B)を同時に形成し、両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサーを形成する、といった製造方法である。 In the method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, when forming a photo spacer composed of two layers, first, the dynamic hardness of both layers is formed on the transparent conductive film (14) provided on the substrate. A coating layer that is a hard lower layer with a difference of 5 or more, and then, on the coating film that is a lower layer of the hard layer, Then, the two layers of the coating film are exposed and developed through a photomask to form the lower layer (25A) and the upper layer (25B) at the same time. In this manufacturing method, a photospacer having a difference of 5 or more is formed.
図4は、請求項5に係わる液晶表示装置用カラーフィルタを模式的に示した断面図である。図4に示す第二フォトスペーサー(35)は、前記2層で構成されるフォトスペーサー(25)の近傍、透明導電膜(14)上に設けられたものである。
この第二フォトスペーサー(35)は、前記下層(25A)を形成する材料と同一の材料を用い、下層の形成と同時に形成されたものである。従って、その硬さは下層(25A)の硬さと同一であり、その高さ(H2)は下層(25A)の高さと同一である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a color filter for a liquid crystal display device according to a fifth aspect. The second photospacer (35) shown in FIG. 4 is provided on the transparent conductive film (14) in the vicinity of the photospacer (25) composed of the two layers.
The second photospacer (35) is formed simultaneously with the formation of the lower layer using the same material as that for forming the lower layer (25A). Therefore, its hardness is the same as that of the lower layer (25A), and its height (H2) is the same as that of the lower layer (25A).
このような第二フォトスペーサー(35)をフォトスペーサー(25)の近傍に設けることにより、パネル組み立て工程において、たとえ、非常に過度な押し圧があっても、フォトスペーサーとしては、その押し圧に十二分に耐えうるものとなる。また、液晶表示装置の使用時に、その表面に局部的な荷重が非常に過度にかかっても、色ムラなどを発生させることのないものとなる。
すなわち、パネル組み立て工程では、押し圧にムラがあっても、そのムラを緩和して基板間のギャップを均一に組み立てることができ、且つ非常に過度な押し圧及び局部的な荷重に対し極めて強靱な液晶表示装置用カラーフィルタが得られることになる。
By providing such a second photo spacer (35) in the vicinity of the photo spacer (25), even if there is a very excessive pressing force in the panel assembling process, the photo spacer has the same pressing pressure. It will be more than enough. Further, even when a local load is applied to the surface of the liquid crystal display device excessively excessively, color unevenness or the like does not occur.
In other words, in the panel assembly process, even if the pressing pressure is uneven, the unevenness can be reduced and the gap between the substrates can be assembled uniformly, and it is extremely tough against extremely excessive pressing pressure and local load. A color filter for a liquid crystal display device can be obtained.
図6(a)〜(f)は、請求項7に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、すなわち、図4に示す第二フォトスペーサー(35)が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を説明する工程図である。
図6(a)に示すように、まず、基板上に設けられた透明導電膜(14)上に、両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、硬目の下層となる塗布膜(26A)を設け、フォトマスク(PM1)を介した露光及び現像処理を行い、下層(25A)及び第二フォトスペーサー(35)を形成する(図6(b)〜(c))。
6 (a) to 6 (f) show a manufacturing method of a color filter for a liquid crystal display device according to
As shown in FIG. 6A, first, on the transparent conductive film (14) provided on the substrate, a coating film (26A) serving as a hard lower layer, in which the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more. And performing exposure and development through a photomask (PM1) to form a lower layer (25A) and a second photospacer (35) (FIGS. 6B to 6C).
次に、上記下層(25A)及び第二フォトスペーサー(35)上に、両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、軟らか目の上層となる塗布膜(26B)を設け(図6(d))、フォトマスク(PM2)を介した露光及び現像処理を行い、両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサー(25)の近傍に第二フォトスペーサー(35)が設けられているカラーフィルタを製造する(図6(e)〜(f))、といった製造方法である。 Next, on the lower layer (25A) and the second photospacer (35), a coating film (26B) serving as a soft upper layer having a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more is provided (FIG. 6D). )), A color which is exposed and developed through a photomask (PM2), and a second photospacer (35) is provided in the vicinity of the photospacer (25) where the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more. This is a manufacturing method for manufacturing a filter (FIGS. 6E to 6F).
また、本発明の第三の発明は、第二フォトスペーサーが配向制御用突起であることを特徴とするものである。
従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、多くの液晶表示装置に用いられているTN型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストの良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
The third invention of the present invention is characterized in that the second photospacer is an alignment control protrusion.
In conventional liquid crystal display devices, in order to uniformly align the liquid crystal molecules, polyimide is applied in advance on the transparent conductive film provided on both substrates sandwiching the liquid crystal, and the surface is uniformly rubbed. Process it.
However, in TN type liquid crystal used in many liquid crystal display devices, in principle, it is difficult to obtain a wide viewing angle. In a halftone display state, light leaks at an oblique viewing angle, and the contrast is lowered and displayed. Quality deteriorates. That is, there is a problem that the viewing angle with good contrast is narrow.
このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し、複数の方向で均一な中間調表示をするようにした、すなわち視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置(MVA、Multi−domain Vertical Alignment−LCD)が開発された。 As one technique for solving such a problem, the liquid crystal molecules in one pixel are controlled so that the alignment direction of the liquid crystal molecules is not a single direction but a plurality of directions, and uniform halftone display is performed in a plurality of directions. In other words, an alignment-divided vertical alignment liquid crystal display (MVA, Multi-domain Vertical Alignment-LCD) having a wide viewing angle has been developed.
図7は、このMVA−LCDの原理を説明するものであり、電圧印加時の状態では、白太矢印で示すように、一画素内で配向制御用突起(22a)〜配向制御用突起(23)間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御用突起(23)〜配向制御用突起(22b
)間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。
図7に示す例では、一画素が2分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が2方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
FIG. 7 illustrates the principle of the MVA-LCD. In a state where a voltage is applied, the alignment control projection (22a) to the alignment control projection (23) within one pixel, as indicated by a white arrow. ) Between the alignment control protrusions (23) to the alignment control protrusions (22b).
The liquid crystal molecules in between are inclined diagonally to the right. That is, the alignment of the liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of the rubbing treatment.
In the example shown in FIG. 7, one pixel is divided into two, and the tilt direction of the liquid crystal molecules is two in one pixel, and the liquid crystal display device is excellent in viewing angle characteristics.
図8(a)、(b)は、MVA−LCDに用いられるカラーフィルタの一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例では、配向制御用突起(83)は、一画素内で90°屈曲させてある。
また、図9(a)、(b)は、別な例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。図9(a)、(b)に示すように、この別な例は、平面形状が円形の配向制御用突起(93)が形成されたカラーフィルタである。
このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、電圧印加時に液晶分子は、いわば無限の方向に傾斜する、すなわち、一画素が無限に分割されたものとなり、図9(c)に示すように、視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
FIGS. 8A and 8B are an enlarged plan view and a cross-sectional view illustrating an example of a color filter used in the MVA-LCD. In this example, the alignment control protrusion (83) is bent 90 ° within one pixel.
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view showing an enlarged view of one pixel of another example. As shown in FIGS. 9A and 9B, another example is a color filter in which an
In the liquid crystal display device using such a color filter, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are inclined in an infinite direction, that is, one pixel is divided infinitely, as shown in FIG. 9C. Thus, a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics is obtained.
上記平面形状がストライプ状の配向制御用突起(83)のA−A’線の断面形状は、例えば、三角形、かまぼこ状であり、その巾(W2)は6〜20μm程度、高さ(H5)は1.2〜1.4μm程度である。また、平面形状が円形の配向制御用突起(93)の巾(W3)、高さ(H6)は、ストライプ状の配向制御用突起(83)の各々と同程度である。 The cross-sectional shape of the alignment control projection (83) having a stripe shape in the planar shape is, for example, a triangle or a kamaboko shape, and its width (W2) is about 6 to 20 μm and height (H5). Is about 1.2 to 1.4 μm. In addition, the width (W3) and the height (H6) of the alignment control projection (93) having a circular planar shape are substantially the same as those of the stripe-shaped alignment control projection (83).
従来、図3に示すフォトスペーサー(25)が設けられたカラーフィルタに配向分割機能を追加する際には、フォトスペーサーを形成する工程とは別工程で配向制御用突起を形成していた。
本発明は、フォトスペーサーと配向制御用突起を同時に形成し、大幅なコストダウンを図るものである。
Conventionally, when an alignment division function is added to a color filter provided with a photospacer (25) shown in FIG. 3, the alignment control protrusions are formed in a process separate from the process of forming the photospacer.
In the present invention, a photo spacer and an alignment control protrusion are formed at the same time, and the cost is greatly reduced.
すなわち、図5は、請求項9に係わる液晶表示装置用カラーフィルタを模式的に示した断面図である。図5に示す配向制御用突起(55)は、2層で構成されるフォトスペーサー(45)の近傍、画素内の透明導電膜(14)上に設けられたものである。
この配向制御用突起(55)は、下層(45A)を形成する材料と同一の材料を用い、下層の形成と同時に形成されたものである。従って、その硬さは下層(45A)の硬さと同一であり、その高さ(H3)は配向制御用突起(55)として好ましい高さを有している。下層(45A)の高さは、配向制御用突起(55)の高さ(H3)と同一である。
That is, FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a color filter for a liquid crystal display device according to a ninth aspect. The alignment control protrusion (55) shown in FIG. 5 is provided on the transparent conductive film (14) in the pixel, in the vicinity of the photo spacer (45) composed of two layers.
The orientation control protrusion (55) is formed simultaneously with the formation of the lower layer using the same material as that for forming the lower layer (45A). Accordingly, its hardness is the same as that of the lower layer (45A), and its height (H3) has a preferable height as the alignment control projection (55). The height of the lower layer (45A) is the same as the height (H3) of the alignment control protrusion (55).
下層(45A)の断面形状は、配向制御用突起(55)の断面形状と同様にかまぼこ状である。フォトスペーサー(45)は、この下層(45A)と、下層(45A)上に形成された硬さは軟らか目の上層(45B)で構成されている。
フォトスペーサー(45)の高さ(H4)は、上層(45B)の厚さを調節することによって所望する高さとする。
The cross-sectional shape of the lower layer (45A) is kamaboko like the cross-sectional shape of the alignment control protrusion (55). The photo spacer (45) is composed of the lower layer (45A) and the upper layer (45B) which is soft on the lower layer (45A).
The height (H4) of the photo spacer (45) is set to a desired height by adjusting the thickness of the upper layer (45B).
この下層(45A)及び配向制御用突起(55)の形成に用いる塗布液には、例えば、特開2003−330011号公報に開示されている配向制御用突起用の感光性樹脂組成物を使用することが好ましい。
この感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤を主成分とする感光性樹脂組成物である。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル系樹脂が、光重合性モノマーとしては、多官能アクリレートの一群が推奨され、特に光重合開始剤としては、チオキサンソン系光重合開始剤をα−アミノケトン系光重合開始剤と併用することが推奨されている。これにより、配向制御用突起のカマボコ状の断面形状を良好に形成することが可能である。
For the coating liquid used for forming the lower layer (45A) and the alignment control protrusion (55), for example, a photosensitive resin composition for alignment control protrusion disclosed in JP-A-2003-330011 is used. It is preferable.
This photosensitive resin composition is a photosensitive resin composition mainly comprising an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator. As the alkali-soluble resin, a (meth) acrylic resin is recommended, and as the photopolymerizable monomer, a group of polyfunctional acrylates is recommended. In particular, as the photopolymerization initiator, a thioxanthone photopolymerization initiator is used as an α-aminoketone-based light. It is recommended to use it together with a polymerization initiator. Thereby, it is possible to satisfactorily form the cross-sectional shape of the alignment control projection.
図10(a)〜(f)は、請求項11に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、すなわち、図5に示す配向制御用突起(55)が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を説明する工程図である。
図10(a)に示すように、まず、基板上に設けられた透明導電膜(14)上に、両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、上記配向制御用突起用の感光性樹脂組成物を用いた、硬目の下層となる塗布膜(44A)を設け、フォトマスク(PM3)を介した露光及び現像処理を行い、下層(45A)及び配向制御用突起(55)を形成する(図10(b)〜(c))。
10 (a) to 10 (f) show a method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to
As shown in FIG. 10 (a), first, the photosensitive resin for the alignment control protrusion, wherein the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more on the transparent conductive film (14) provided on the substrate. Using the composition, a coating film (44A) serving as a hard lower layer is provided, and exposure and development are performed through a photomask (PM3) to form a lower layer (45A) and an alignment control protrusion (55) ( FIG. 10 (b) to (c)).
次に、上記下層(45A)及び配向制御用突起(55)上に、両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、フォトスペーサー用の感光性樹脂組成物を用いた、軟らか目の上層となる塗布膜(44B)を設け(図10(d))、フォトマスク(PM4)を介した露光及び現像処理を行い、両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサー(45)、及びその近傍の画素内の透明導電膜(14)上に配向制御用突起(55)が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタを製造する(図10(e)〜(f))、といった製造方法である。 Next, on the lower layer (45A) and the alignment control protrusion (55), a soft upper layer using a photosensitive resin composition for a photospacer having a difference in dynamic hardness of both layers of 5 or more; A coating film (44B) to be formed (FIG. 10 (d)), exposure and development processing through a photomask (PM4) are performed, and a photospacer (45) having a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more, and its In a manufacturing method, a color filter for a liquid crystal display device in which an alignment control protrusion (55) is provided on a transparent conductive film (14) in a neighboring pixel is manufactured (FIGS. 10E to 10F). is there.
上記のように、請求項11に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によれば、配向制御用突起(55)は、フォトスペーサー(45)を形成する工程にて、フォトスペーサー(45)の形成と同時に形成されるので、配向制御用突起(55)を形成するコストが大幅に削減される。すなわち、フォトスペーサー及び配向制御用突起が設けられている液晶表示装置用カラーフィルタを廉価に製造することが可能となる。
As described above, according to the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to
7、10・・・液晶表示装置用カラーフィルタ
11、21、40・・・透明基板
12、41・・・遮光層
13、42・・・画素状カラーフィルタ層
14、24、43・・・透明導電膜
15・・・フォトスペーサー
20・・・対向基板
22a、22b、23、55、83、93・・・配向制御用突起
25・・・本発明におけるフォトスペーサー
25A・・・硬さは硬目の下層
25B・・・硬さは軟らか目の上層
26A、44A・・・硬目の下層となる塗布膜
26B、44B・・・軟らか目の上層となる塗布膜
27・・・液晶分子
35・・・第二フォトスペーサー
45・・・請求項9に係わるフォトスペーサー
45A・・・請求項9に係わるフォトスペーサーの下層
45B・・・請求項9に係わるフォトスペーサーの上層
50、80・・・液晶表示装置
H0・・・フォトスペーサーの押し圧時の平均高さ
H1・・・フォトスペーサー形成時の高さ
H2・・・第二フォトスペーサー及び下層の高さ
H3・・・配向制御用突起及び下層の高さ
H4・・・請求項9に係わるフォトスペーサーの高さ
H5・・・ストライプ状の配向制御用突起の高さ
H6・・・円形の配向制御用突起の高さ
PM1、PM2、PM3、PM4・・・フォトマスク
7, 10 ...
Claims (12)
1)基板上に設けられた透明導電膜上に、上記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、硬目の下層となる塗布膜を設け、
2)該硬目の下層となる塗布膜上に、上記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、軟らか目の上層となる塗布膜を設け、
3)フォトマスクを介した露光及び現像処理を行い、
両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサーを形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 A liquid crystal display device provided with a photo spacer in which the photo spacer is composed of at least two layers, the lower layer has a hard hardness, the upper layer has a soft hardness, and the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more In the manufacturing method of the color filter for use, when forming the photo spacer composed of the at least two layers,
1) On the transparent conductive film provided on the substrate, a coating film serving as a hard lower layer is provided in which the difference in dynamic hardness between the two layers is 5 or more,
2) On the coating film serving as the lower layer of the hard layer, a coating film serving as the upper layer of the softer layer having a difference in dynamic hardness of the two layers of 5 or more is provided.
3) Perform exposure and development through a photomask,
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising forming a photospacer having a difference in dynamic hardness of 5 or more between the two layers.
上記下層及び第二フォトスペーサー上に、前記両層のダイナミック硬度の差を5以上とする、軟らか目の上層となる塗布膜を設け、
前記3)フォトマスクを介した露光及び現像処理を行い、
両層のダイナミック硬度の差が5以上あるフォトスペーサーの近傍に第二フォトスペーサーが設けられているカラーフィルタを製造することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 1) On the transparent conductive film provided on the substrate, a coating film is provided as a hard lower layer with a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more, and then exposure and development through a photomask. Processing, forming the lower layer and the second photospacer;
On the lower layer and the second photospacer, a coating film that is a soft upper layer is provided with a difference in dynamic hardness of the two layers of 5 or more,
3) Perform exposure and development processing through a photomask,
4. The method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 3, wherein a color filter is produced in which a second photo spacer is provided in the vicinity of a photo spacer having a difference in dynamic hardness between the two layers of 5 or more.
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