JPH10239513A - Color filter for liquid crystal display device, manufacture thereof, and liquid crystal display device - Google Patents
Color filter for liquid crystal display device, manufacture thereof, and liquid crystal display deviceInfo
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- JPH10239513A JPH10239513A JP4374997A JP4374997A JPH10239513A JP H10239513 A JPH10239513 A JP H10239513A JP 4374997 A JP4374997 A JP 4374997A JP 4374997 A JP4374997 A JP 4374997A JP H10239513 A JPH10239513 A JP H10239513A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】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
層の高さの大きなカラーフィルタ及びその製造方法及び
カラー液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device, and more particularly to a color filter having a large spacer layer, a method of manufacturing the same, and a color liquid crystal display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、カラーフィルタは、透明基板上
にブラックマトリックスを所定箇所にマトリックス状に
形成したのち、透明基板上に赤色（Ｒｅｄ），緑色（Ｇ
ｒｅｅｎ）、青色（Ｂｌｕｅ）のカラーフィルタ層を染
色法、電着法、印刷法、顔料分散法などにより画素状に
形成している。このカラーフィルタ層の上に必要に応じ
てカラーフィルタ層の保護と、平坦性を向上させるため
にオーバーコート層が形成されることもある。そしてこ
のオーバーコート層の上もしくはカラーフィルタ層に直
に透明導電膜層が形成されてカラーフィルタが構成され
る。2. Description of the Related Art Generally, a color filter is formed by forming a black matrix on a transparent substrate at a predetermined position in a matrix, and then forming a red (Red) and green (G) on the transparent substrate.
(green) and blue (Blue) color filter layers are formed into pixels by a dyeing method, an electrodeposition method, a printing method, a pigment dispersion method, or the like. If necessary, an overcoat layer may be formed on the color filter layer to protect the color filter layer and improve flatness. Then, a transparent conductive film layer is formed on the overcoat layer or directly on the color filter layer to form a color filter.
【０００３】さらに、このカラーフィルタと、この基板
に対向するように対向基板を設け、これらの接合によっ
てできる隙間に液晶材料を封入することにより液晶表示
装置が構成される。このような液晶表示装置において
は、両基板間に前記液晶材料を封入する隙間を形成する
ために、スペーサ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）や短棒状粒子を散布している。Further, a liquid crystal display device is constructed by providing a color filter and an opposing substrate so as to oppose the substrate, and sealing a liquid crystal material into a gap formed by joining these color filters. In such a liquid crystal display device, in order to form a gap between the two substrates for enclosing the liquid crystal material, transparent spherical particles (beads) or short rod-like particles of glass or synthetic resin called spacers are dispersed. .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の液晶表示装置の技術に於いては、基板間に隙間を形
成するために、粒状スペーサを用いているが、この粒状
スペーサを散布する工程を他の手段により省くことが出
来ると、液晶表示装置を製造する工程における生産性の
面からは大きな利点となる。また、粒状スペーサが透明
な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にこの粒状
スペーサが入っていると、黒色表示時に粒状スペーサを
介して光が漏れてしまい、また液晶材料が封入されてい
る基板間に粒状スペーサが存在することによって、粒状
スペーサ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
及ぼすという問題を有している。However, in this conventional liquid crystal display device technology, a granular spacer is used to form a gap between the substrates. However, a process of dispersing the granular spacer is performed. If it can be omitted by other means, it will be a great advantage from the viewpoint of productivity in the process of manufacturing the liquid crystal display device. In addition, since the granular spacer is a transparent particle, if this granular spacer is contained in the pixel with the liquid crystal, light leaks through the granular spacer during black display, and the liquid crystal material is sealed. There is a problem that the arrangement of liquid crystal molecules in the vicinity of the granular spacer is disturbed due to the presence of the granular spacer between the substrates, and light leakage occurs at this portion, thereby lowering contrast and adversely affecting display quality. .
【０００５】このような技術に関し、特開平５−１９６
９４６号公報には、スペーサ機能を有するカラーフィル
タのＲＧＢの各色を重畳して構成されている３層構造部
を、各絵素間に配置することが示されている。この技術
によれば、粒状スペーサを散布する工程を省くことがで
き、また、表示品質の向上を図ることができる。しかし
カラーフィルタ層を形成するときに、同時に、３層構造
部を形成すると、３層構造部の厚みはカラーフィルタ層
の厚みに制約され、各カラーフィルタ層の厚みの合計以
上の高さにはならない。[0005] With respect to such technology, Japanese Patent Laid-Open No. 5-196 is disclosed.
No. 946 discloses that a three-layer structure portion configured by superposing RGB colors of a color filter having a spacer function is arranged between picture elements. According to this technique, the step of spraying the granular spacers can be omitted, and the display quality can be improved. However, if a three-layer structure is formed at the same time as forming the color filter layer, the thickness of the three-layer structure is limited by the thickness of the color filter layer. No.
【０００６】本発明は、カラーフィルタ層を形成すると
きに、同時に、スペーサ機能を有する積層部を形成して
も、積層部はカラーフィルタ層の厚みに制約されるが、
スペーサ層全体としてはカラーフィルタ層の厚みに制約
されずに、スペーサ層の高さを大きくすることができる
液晶表示装置用カラーフィルタを提供すること、及び液
晶表示装置を製造する工程の簡略化を図ること、及び粒
状スペーサによる光漏れをなくし、表示品質の向上を図
ることを課題とする。According to the present invention, when forming a color filter layer and simultaneously forming a laminated portion having a spacer function, the laminated portion is restricted by the thickness of the color filter layer.
The present invention provides a color filter for a liquid crystal display device that can increase the height of the spacer layer without being limited by the thickness of the color filter layer as a whole of the spacer layer, and simplifies the process of manufacturing the liquid crystal display device. It is an object to improve display quality by eliminating light leakage due to granular spacers.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、透明基板と、この透明基板の上に形成されて遮光部
を構成するブラックマトリックス層と、この透明基板の
上に形成されて画素を構成するカラーフィルタ層とを有
する液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記ブラ
ックマトリックス層が配置される部分に複数の基板凸部
が形成され、この基板凸部の上には、遮光部及び少なく
とも３色の着色材料による積層部が形成され、前記基板
凸部と前記積層部とからなる、スペーサ層を備えること
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, there is provided a transparent substrate, a black matrix layer formed on the transparent substrate to constitute a light shielding portion, and a black matrix layer formed on the transparent substrate. In a color filter for a liquid crystal display device having a color filter layer constituting a pixel, a plurality of substrate protrusions are formed in a portion where the black matrix layer is disposed, and a light shielding portion and A color filter for a liquid crystal display device, comprising: a laminated portion formed of at least three coloring materials; and a spacer layer including the substrate protrusion and the laminated portion.
【０００８】また本発明の請求項２の発明は、前記ブラ
ックマトリックス層が薄膜トランジスタ駆動方式を用い
た液晶表示装置用であり、薄膜トランジスタに対向する
位置に前記スペーサ層があることを特徴とする請求項１
記載の液晶表示装置用カラーフィルタ、としたものであ
る。According to a second aspect of the present invention, the black matrix layer is for a liquid crystal display device using a thin film transistor driving method, and the spacer layer is provided at a position facing the thin film transistor. 1
A color filter for a liquid crystal display device as described in the above.
【０００９】また本発明の請求項３の発明は、前記ブラ
ックマトリックス層の膜厚、前記基板凸部の高さのう
ち、いずれか一方又は両方を調節することにより、前記
カラーフィルタ層の着色材料の膜厚を変化させた際に変
動するスペーサ層の高さが、一定の高さに保たれている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラー
フィルタ、としたものである。According to a third aspect of the present invention, the coloring material of the color filter layer is adjusted by adjusting one or both of the thickness of the black matrix layer and the height of the substrate projection. 2. The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the height of the spacer layer, which changes when the film thickness is changed, is kept constant.
【００１０】次に、本発明の請求項４の発明は、透明基
板の上に基板凸部を設け、続いて透明基板の上に、遮光
部を構成するブラックマトリックス層及び少なくとも３
色の着色材料を用いて画素Ｒ，Ｇ，Ｂを構成するカラー
フィルタ層を形成し、同時に、基板凸部の上に遮光部及
び少なくとも３色の着色材料による突起部を形成する操
作を繰り返して積層部を形成し、基板凸部と積層部とか
らなるスペーサ層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。Next, according to a fourth aspect of the present invention, a substrate projection is provided on a transparent substrate, and subsequently, a black matrix layer constituting a light shielding portion and at least three projections are provided on the transparent substrate.
The operation of forming the color filter layers constituting the pixels R, G, and B using the coloring materials of the colors, and simultaneously forming the light-shielding portion and the projections of the coloring materials of at least three colors on the convex portions of the substrate are repeated. A method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, comprising forming a laminated portion and forming a spacer layer including a substrate convex portion and the laminated portion.
【００１１】次に、本発明の請求項５の発明は、上記第
一の発明の液晶表示装置用カラーフィルタと、複数の電
極を有する対向透明基板とを、前記液晶表示装置用カラ
ーフィルタに形成されたほぼ均一高さのスペーサ層を介
して接合し、スペーサ層により形成された隙間に液晶材
料が封入されていることを特徴とするカラー液晶表示装
置である。According to a fifth aspect of the present invention, a color filter for a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention and a counter transparent substrate having a plurality of electrodes are formed on the color filter for a liquid crystal display device. A color liquid crystal display device wherein the liquid crystal material is sealed via a spacer layer having a substantially uniform height and a liquid crystal material is sealed in a gap formed by the spacer layer.
【００１２】また本発明の請求項６の発明は、前記ブラ
ックマトリックス層が薄膜トランジスタ駆動方式を用い
た液晶表示装置用であり、薄膜トランジスタに対向する
位置に前記スペーサ層があることを特徴とする請求項５
記載のカラー液晶表示装置である。According to a sixth aspect of the present invention, the black matrix layer is for a liquid crystal display device using a thin film transistor driving method, and the spacer layer is provided at a position facing the thin film transistor. 5
It is a color liquid crystal display device of the description.
【００１３】また本発明の請求項７の発明は、前記液晶
表示装置用カラーフィルタの、前記ブラックマトリック
ス層の膜厚、前記基板凸部の高さのうち、いずれか一方
又は両方を調節することにより、前記カラーフィルタ層
の着色材料の膜厚を変化させた際に変動するスペーサ層
の高さが、一定の高さに保たれていることを特徴とする
請求項５記載のカラー液晶表示装置である。According to a seventh aspect of the present invention, in the color filter for a liquid crystal display device, one or both of the thickness of the black matrix layer and the height of the substrate protrusion are adjusted. 6. The color liquid crystal display device according to claim 5, wherein the height of the spacer layer, which varies when the thickness of the coloring material of the color filter layer is changed, is kept constant. It is.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１及び図２に示されるように、
本発明の液晶表示装置用カラーフィルタ（１）は透明基
板（１０）と、この透明基板（１０）の上に形成されて
遮光部を構成するブラックマトリックス層（ＢＫ）と、
この透明基板（１０）の上に形成されて画素を構成する
カラーフィルタ層（２０）とを有している。そして、前
記ブラックマトリックス層（ＢＫ）が配置される部分に
複数の基板凸部（３１）がある。この基板凸部（３１）
の上に遮光部及び少なくとも３色の着色材料が積層され
た積層部（３２）があり、この基板凸部（３１）とこの
積層部（３２）とでスペーサ層（３０）を構成してい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIGS.
The color filter (1) for a liquid crystal display of the present invention comprises a transparent substrate (10), a black matrix layer (BK) formed on the transparent substrate (10) and constituting a light shielding portion,
A color filter layer (20) formed on the transparent substrate (10) to constitute a pixel. There are a plurality of substrate protrusions (31) in a portion where the black matrix layer (BK) is arranged. This substrate protrusion (31)
There is a light-shielding portion and a laminated portion (32) in which at least three coloring materials are laminated, and the substrate convex portion (31) and the laminated portion (32) constitute a spacer layer (30). .
【００１５】図１に於いて、スペーサ層（３０）は基板
凸部（３１）と積層部（３２）とで構成されており、ま
た、積層部（３２）は基板凸部（３１）の上に形成され
た、黒色の突起部（ＢＫ’）と、この上に形成された赤
色の突起部（Ｒ’）と、続いてこの上に形成された緑色
の突起部（Ｇ’）と、更にこの上に形成された青色の突
起部（Ｂ’）とからなっている。また、カラーフィルタ
層（２０）を保護するとともに、平坦性を向上させるた
めに該カラーフィルタ層（２０）上にはオーバーコート
層（図示せず）が形成されることもある。この該カラー
フィルタ層（２０）又は該オーバーコート層（図示せ
ず）の上に透明導電膜層（図示せず）が形成される。In FIG. 1, the spacer layer (30) is composed of a substrate convex portion (31) and a laminated portion (32), and the laminated portion (32) is formed on the substrate convex portion (31). , A black protrusion (BK '), a red protrusion (R') formed thereon, a green protrusion (G ') formed thereon, and further, It has a blue projection (B ') formed thereon. In addition, an overcoat layer (not shown) may be formed on the color filter layer (20) to protect the color filter layer (20) and improve flatness. A transparent conductive film layer (not shown) is formed on the color filter layer (20) or the overcoat layer (not shown).
【００１６】本発明に於いては、カラーフィルタ層を形
成するときに、同時に、スペーサ機能を有する積層部を
形成すると、積層部はカラーフィルタ層の厚みに制約さ
れるが、スペーサ層全体としてはカラーフィルタ層の厚
みに制約されずに、スペーサ層の高さを大きくすること
ができる液晶表示装置用カラーフィルタであることを特
徴としている。In the present invention, when forming a color filter layer and simultaneously forming a laminated portion having a spacer function, the laminated portion is restricted by the thickness of the color filter layer. It is a color filter for a liquid crystal display device in which the height of the spacer layer can be increased without being limited by the thickness of the color filter layer.
【００１７】図１及び図２に示すように、先ず、透明基
板（１０）の一方の面のブラックマトリックス層（Ｂ
Ｋ）が配置される部分に複数の基板凸部（３１）を設け
る。基板凸部（３１）の形成方法は本発明に於いて特に
限定されないが、フォトエッチング法による実施の形態
を述べる。As shown in FIGS. 1 and 2, first, a black matrix layer (B) on one surface of a transparent substrate (10) is formed.
A plurality of substrate protrusions (31) are provided in a portion where K) is arranged. The method for forming the substrate protrusion (31) is not particularly limited in the present invention, but an embodiment using a photoetching method will be described.
【００１８】透明基板（１０）を洗浄処理した後、レジ
スト膜の密着性を向上させるための前処理として疎水化
処理を行う。疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメ
チルジシラザン濃度２０％のアルコール溶液をもちい
る。次に、ネガ型レジスト｛例えば、東京応化工業株式
会社製、製品名「ＯＭＲ８３」｝を浸漬塗布により透明
基板（１０）の両面に塗布し、乾燥、プリベークの後、
感光性樹脂層を形成する。続いて、所定のパターンを有
するフォトマスクを介して、一方の面に露光し、現像、
ポストベークを施した後、一方の面にはパタニングされ
た耐蝕性レジスト膜を、他方の面には全面に耐蝕性レジ
スト膜を形成する。次に、エッチング液｛例えば、フッ
酸（４９重量％）と、フッ化アンモン水溶液（４０重量
％）の１：１０容積比混合液｝への浸漬エッチング処理
を、エッチング速度約０．１μｍ／分にて行う。続い
て、レジスト膜の剥膜、洗浄を行い、所定の高さの基板
凸部（３１）を形成する。After washing the transparent substrate (10), a hydrophobic treatment is performed as a pretreatment for improving the adhesion of the resist film. As the hydrophobizing agent, for example, an alcohol solution having a hexamethyldisilazane concentration of 20% is used. Next, a negative resist (for example, product name “OMR83” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to both surfaces of the transparent substrate (10) by dip coating, dried, pre-baked,
A photosensitive resin layer is formed. Subsequently, through a photomask having a predetermined pattern, one surface is exposed, developed,
After post-baking, a patterned corrosion-resistant resist film is formed on one surface, and a corrosion-resistant resist film is formed on the entire surface on the other surface. Next, an immersion etching treatment in an etching solution {for example, a mixed solution of hydrofluoric acid (49% by weight) and an aqueous solution of ammonium fluoride (40% by weight) in a volume ratio of 1:10) is performed at an etching rate of about 0.1 μm / min Perform at Subsequently, the resist film is stripped and washed to form a substrate protrusion (31) having a predetermined height.
【００１９】次に、図１に示すように、透明基板（１
０）上にブラックマトリックス層（ＢＫ）を図２の平面
図に示すように、ストライプ状に設け，同時に、黒色の
突起部（ＢＫ’）を基板凸部（３１）の上に設ける。。
このブラックマトリックス層（ＢＫ）の材料としては、
本発明に於いては特に限定されないが、例えば、黒色顔
料を分散した紫外線硬化型感光性樹脂（例えば 富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー株式会社製、製品名
「ＣＫ−２０００」）をスピンコータにより塗布・乾燥
させ、フォトマスクを介して紫外線を照射し、次いで現
像処理される。このブラックマトリックス層（ＢＫ）は
画素Ｒ，Ｇ，Ｂ間の遮光として機能するために表示画像
のコントラスト向上に役立つものであり、ブラックマト
リックス層（ＢＫ）の厚さは、透過濃度（ｌｏｇ10Ｉ0
／Ｉ1 ，但しＩ0 は入射光量、Ｉ1は透過光量）の値を
２〜３以上にする必要から例えば、１．０μｍ程度とな
る。しかし本発明に於いては、１．０μｍ〜３．０μｍ
であってもよい。Next, as shown in FIG.
0), a black matrix layer (BK) is provided in a stripe shape as shown in the plan view of FIG. 2, and at the same time, a black protrusion (BK ') is provided on the substrate protrusion (31). .
As a material of the black matrix layer (BK),
Although not particularly limited in the present invention, for example, an ultraviolet-curable photosensitive resin in which a black pigment is dispersed (for example, product name "CK-2000" manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) is applied and dried by a spin coater. Ultraviolet rays are irradiated through a photomask, and then developed. The black matrix layer (BK) functions as a light shield between the pixels R, G, and B and thus helps to improve the contrast of a displayed image. The thickness of the black matrix layer (BK) is determined by the transmission density (log 10 I). 0
/ I 1 , where I 0 is the amount of incident light and I 1 is the amount of transmitted light). However, in the present invention, 1.0 μm to 3.0 μm
It may be.
【００２０】続いて、透明基板（１０）上に赤色のカラ
ーフィルタ（Ｒ）をストライプ状に設け、同時に赤色の
突起部（Ｒ' ）を設ける。この赤色着色材料として、赤
色顔料を分散した紫外線硬化型感光性樹脂（例えば 富
士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社製、製
品名「ＣＲ−２０００」）をスピンコータにより塗布・
乾燥させ、透明基板（１０）上にストライプ状赤色のカ
ラーフィルタ（Ｒ）及び黒色の突起部（ＢＫ’）の上に
赤色の突起部（Ｒ' ）のパターンを形成する１枚のフォ
トマスクを介し、紫外線を照射し、次いで現像処理され
る。この赤色のカラーフィルタ（Ｒ）の厚さは、所望の
分光特性を得るために、１．０μｍ程度が適当であり、
赤色の突起部（Ｒ' ）の厚さも１．０μｍ程度となる。Subsequently, a red color filter (R) is provided on the transparent substrate (10) in the form of a stripe, and at the same time, a red projection (R ') is provided. As a red coloring material, an ultraviolet curable photosensitive resin in which a red pigment is dispersed (for example, product name “CR-2000” manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) is applied by a spin coater.
After drying, a photomask for forming a pattern of a red color filter (R) on a transparent substrate (10) and a red color projection (R ') on a black color projection (BK') is formed. Through which ultraviolet light is applied and then developed. The thickness of the red color filter (R) is suitably about 1.0 μm in order to obtain desired spectral characteristics.
The thickness of the red protrusion (R ′) is also about 1.0 μm.
【００２１】次に、同様な操作を行い、透明基板（１
０）上に緑色のカラーフィルタ（Ｇ）をストライプ状に
設け、同時に赤色の突起部（Ｒ' ）の上に緑色の突起部
（Ｇ'）を設ける。次に、同様な操作を行い、透明基板
（１０）上に青色のカラーフィルタ（Ｂ）をストライプ
状に設け、同時に緑色の突起部（Ｇ' ）の上に青色の突
起部（Ｂ' ）を設ける。Next, the same operation is performed to obtain the transparent substrate (1).
0), a green color filter (G) is provided in a stripe shape, and at the same time, a green protrusion (G ') is provided on the red protrusion (R'). Next, by performing the same operation, a blue color filter (B) is provided in a stripe shape on the transparent substrate (10), and at the same time, a blue protrusion (B ′) is formed on the green protrusion (G ′). Provide.
【００２２】続いて、必要に応じこの上から全面に、オ
ーバーコート層（図示せず）をスピンコータにより形成
し、更に、その上に透明導電膜層（７０）をスパッタ法
により形成する。薄膜トランジスタを用いたアクティブ
マトリックス型用のカラーフィルタの際には透明導電膜
層（７０）をスペーサ層（３０）を含めた全面に、或い
はスペーサ層（３０）を避けた全面に形成する。また単
純マトリックス型用のカラーフィルタの際にはブラック
マトリックス層（ＢＫ）を避けた状態でストライプ状に
設ける。Subsequently, if necessary, an overcoat layer (not shown) is formed on the entire surface by a spin coater, and a transparent conductive film layer (70) is further formed thereon by a sputtering method. In the case of an active matrix type color filter using a thin film transistor, the transparent conductive film layer (70) is formed on the entire surface including the spacer layer (30) or on the entire surface except the spacer layer (30). In the case of a color filter for a simple matrix type, the color filter is provided in a stripe shape while avoiding the black matrix layer (BK).
【００２３】このようにして得られた液晶表示装置用カ
ラーフィルタ（１）は、予め形成した基板凸部（３１）
と、その基板凸部（３１）の上に形成した積層部（３
２）とでスペーサ層（３０）を構成しているため、基板
凸部（３１）の形成されていない平坦な透明基板（１
０）の上に積層部（３２）を形成した際のスペーサ層
（３０）に比べ、スペーサ層（３０）の高さの大きな液
晶表示装置用カラーフィルタ（１）となる。The color filter (1) for a liquid crystal display device thus obtained is provided with a substrate projection (31) formed in advance.
And the laminated portion (3) formed on the substrate convex portion (31).
2) and the spacer layer (30), the flat transparent substrate (1) on which the substrate protrusion (31) is not formed.
The color filter (1) for a liquid crystal display device has a larger height of the spacer layer (30) than the spacer layer (30) when the laminated portion (32) is formed on the layer (0).
【００２４】以下に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。液晶表示装置（２）には、薄膜トランジスタ（６
０）をスイッチング素子に用いたアクティブマトリック
ス型の液晶表示装置（２）があるが、この際には対向透
明基板（１２）の画素電極（６５）の近傍にスイッチン
グ素子としての薄膜トランジスタ（６０）が各々形成さ
れている。また、薄膜トランジスタ（６０）に外部光が
入射し、不要な光電効果を防ぐために、図３に示すよう
に、カラーフィルタには、薄膜トランジスタ（６０）に
対向する位置に遮光部として突起部（ＢＫ’）を配置し
てある。図４に示すように、すべての画素領域内一隅
（若しくは適宜部分的な画素領域内一隅）が薄膜トラン
ジスタ（６０）に対向する位置にある突起部（ＢＫ’）
を示している。Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described. The liquid crystal display device (2) includes a thin film transistor (6).
There is an active matrix type liquid crystal display device (2) that uses (0) as a switching element. In this case, a thin film transistor (60) as a switching element is provided near a pixel electrode (65) on a counter transparent substrate (12). Each is formed. In order to prevent external light from entering the thin film transistor (60) and prevent unnecessary photoelectric effects, as shown in FIG. 3, the color filter has a projection (BK ') as a light shielding portion at a position facing the thin film transistor (60). ) Is placed. As shown in FIG. 4, a protrusion (BK ′) in which one corner in all the pixel regions (or one corner in the pixel region as appropriate) faces the thin film transistor (60).
Is shown.
【００２５】本実施の形態に於いては、薄膜トランジス
タ（６０）に対向する位置にある基板凸部（３１）の上
に、黒色材料による突起部（ＢＫ’）及び着色材料によ
る積層された突起部（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を設け、積層
部（３２）を形成したものである。この積層部（３２）
は遮光部も兼ねるものである。これにより、薄膜トラン
ジスタ（６１）に外部光が入射することによる不要な光
電効果を抑えることがより確実なものになる。In this embodiment, a projection (BK ') made of a black material and a projection made of a coloring material are stacked on a substrate projection (31) at a position facing the thin film transistor (60). (R ', G', B ') are provided to form a laminated portion (32). This laminated part (32)
Also serves as a light shielding portion. Thus, it is more reliable to suppress an unnecessary photoelectric effect caused by external light incident on the thin film transistor (61).
【００２６】また、携帯用機器に用いる液晶表示装置
（２）の際には、消費電力を少なくし電池の寿命を長く
するために、明るい液晶表示装置（２）にし、その照明
光量を少なくしている。液晶表示装置（２）の色表示の
性能を、一定の色純度及び明るさを有する標準となる色
性能に対して、色の純度は低下させても色の明るさを高
くした性能に変更し、明るい液晶表示装置（２）を製作
する。このような際に用いる液晶表示装置用カラーフィ
ルタ（１）としては、標準となる色性能になる着色材料
と同一の着色材料を用い、その膜厚を薄くして明るさを
高くしている。In the case of a liquid crystal display device (2) used in a portable device, a bright liquid crystal display device (2) is used to reduce power consumption and extend the life of a battery. ing. The color display performance of the liquid crystal display device (2) is changed from a standard color performance having a fixed color purity and brightness to a performance in which the color brightness is increased even if the color purity is reduced. Then, a bright liquid crystal display device (2) is manufactured. As a color filter (1) for a liquid crystal display device used in such a case, the same color material as a color material having a standard color performance is used, and the film thickness is reduced to increase the brightness.
【００２７】本実施の形態に於いては、図５に示すよう
に、標準となる色性能の際には、ブラックマトリックス
層（ＢＫ）、カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ，）及び突起
部（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）の膜厚は、例えば各々１．０μ
ｍであり（膜厚ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆすべて１．０μ
ｍ）、積層部（３２）は４．０μｍ、基板凸部の高さａ
は２．０μｍである。そして、スペーサ層の有効高さｇ
は５．０μｍである。また、図６に示すように、明るさ
を高くした色性能の際には、カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，
Ｂ，）及び突起部（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）の膜厚は、例え
ば各々０．７μｍであるが（膜厚ｃ，ｄ，ｅ、ｆすべて
０．７μｍ）、スペーサ層の有効高さｇを、標準となる
色性能の際のスペーサ層の有効高さｇと同一の５．０μ
ｍに保つため、突起部（ＢＫ’）の膜厚ｂを１．３μｍ
に、基板凸部の高さａを２．３μｍに、してある。In this embodiment, as shown in FIG. 5, in the case of standard color performance, a black matrix layer (BK), color filters (R, G, B,) and a projection ( R ′, G ′, B ′) are, for example, 1.0 μm each.
m (film thicknesses b, c, d, e, and f are all 1.0 μm).
m), the laminated portion (32) is 4.0 μm, and the height a of the substrate convex portion is
Is 2.0 μm. And the effective height g of the spacer layer
Is 5.0 μm. Also, as shown in FIG. 6, when the color performance is increased in brightness, the color filters (R, G,
B,) and the protrusions (R ′, G ′, B ′) are, for example, 0.7 μm each (thicknesses c, d, e, and f are all 0.7 μm), but the effective height of the spacer layer is 0.7 μm. Is 5.0 μm, which is the same as the effective height g of the spacer layer for the standard color performance.
m, the thickness b of the protrusion (BK ′) is set to 1.3 μm.
The height a of the substrate convex portion is set to 2.3 μm.
【００２８】これにより、カラーフィルタのカラーフィ
ルタ層（Ｒ，Ｇ，Ｂ，）及び突起部（Ｒ’，Ｇ’，
Ｂ’）の膜厚を薄くしてもスペーサ層（３０）の有効高
さｇは一定に保たれる。他の目的に対しても、このよう
にスペーサ層（３０）の高さを調節するために、基板凸
部（３１）の高さ、及びブラックマトリックス層（Ｂ
Ｋ）の膜厚を変化させることができる。As a result, the color filter layers (R, G, B,) of the color filter and the projections (R ', G',
Even if the thickness of B ′) is reduced, the effective height g of the spacer layer (30) is kept constant. For other purposes, in order to adjust the height of the spacer layer (30) in this manner, the height of the substrate protrusion (31) and the height of the black matrix layer (B) are adjusted.
The film thickness of K) can be changed.
【００２９】次に、他の実施の形態のカラー液晶表示装
置について説明する。図７は薄膜トランジスタ駆動の液
晶表示装置（２）である。対向透明基板（１２）は、薄
膜トランジスタ駆動の液晶表示装置（２）の際には、対
向透明基板（１２）の画素電極（６５）の近傍にスイッ
チング素子としての薄膜トランジスタ（６０）が各々形
成されている。また、薄膜トランジスタ（６０）に外部
光が入射し不要な光電効果を防ぐために、図７にあるよ
うに前記液晶表示装置用カラーフィルタには、薄膜トラ
ンジスタ（６０）に対向する位置に基板凸部（３１）と
積層部（３２）とからなるスペーサ層（３０）が形成さ
れている。尚、（６１）はソース電極、（６２）はアモ
ルファスシリコン、（６３）はゲート電極、（６４）は
ゲート絶縁層、（６６）は絶縁層である。Next, a color liquid crystal display device according to another embodiment will be described. FIG. 7 shows a liquid crystal display device (2) driven by a thin film transistor. In the case of the liquid crystal display device (2) driven by a thin film transistor, the opposed transparent substrate (12) is formed by forming a thin film transistor (60) as a switching element near the pixel electrode (65) of the opposed transparent substrate (12). I have. Further, in order to prevent external light from entering the thin film transistor (60) to prevent unnecessary photoelectric effect, as shown in FIG. 7, the color filter for the liquid crystal display device has a substrate protrusion (31) at a position facing the thin film transistor (60). ) And a laminated portion (32) are formed. Note that (61) is a source electrode, (62) is amorphous silicon, (63) is a gate electrode, (64) is a gate insulating layer, and (66) is an insulating layer.
【００３０】本実施の形態による液晶表示装置（２）
は、上記第一の発明の液晶表示装置用カラーフィルタと
複数の電極を有する対向透明基板（１２）とを、前記液
晶表示装置用カラーフィルタ上に形成されたスペーサ層
（３０）と、前記対向透明基板（１２）上に形成された
薄膜トランジスタ（６０）とを介して接合し、スペーサ
層（３０）及び薄膜トランジスタ（６０）により形成さ
れた隙間に液晶材料（５０）が封入されているものであ
る。The liquid crystal display (2) according to the present embodiment
The present invention is characterized in that the color filter for a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention and an opposing transparent substrate (12) having a plurality of electrodes are combined with a spacer layer (30) formed on the liquid crystal display device color filter. The liquid crystal material (50) is bonded through a thin film transistor (60) formed on a transparent substrate (12), and a liquid crystal material (50) is sealed in a gap formed by the spacer layer (30) and the thin film transistor (60). .
【００３１】また、透明基板（１０）のブラックマトリ
ックス層（ＢＫ）に、部分的に、複数の基板凸部（３
１）を形成する方法としては、ホトエッチング法に限定
されず、ブラスティング法、イオン注入法などを用いて
もよい。また、遮光部を構成するブラックマトリックス
層（ＢＫ）の材料としては、黒色顔料を分散した紫外線
硬化型感光性樹脂に限定されず、クロム薄膜などを用い
てもよい。The black matrix layer (BK) of the transparent substrate (10) is partially provided with a plurality of substrate projections (3).
The method for forming 1) is not limited to the photoetching method, but may be a blasting method, an ion implantation method, or the like. Further, the material of the black matrix layer (BK) constituting the light shielding portion is not limited to an ultraviolet curable photosensitive resin in which a black pigment is dispersed, and a chromium thin film or the like may be used.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明に於いては、ブラックマトリック
ス層の膜厚、及び基板凸部の高さを調節することによ
り、スペーサ層の高さを変化させることができ、スペー
サ層の高さの大きな液晶表示装置用カラーフィルタが得
られる。また、カラーフィルタにスペーサ層が形成され
ているので、液晶表示装置の製造工程での粒状スペーサ
を散布する工程を省略できる。また、液晶表示装置に粒
状スペーサを用いないので、液晶表示装置の表示品質を
向上させることができる。また、薄膜トランジスタに対
向する位置にスペーサ層があるので、遮光効果がより確
実なものになる。また、３色の着色材料の膜厚を変化さ
せると、スペーサ層の高さが変化するが、ブラックマト
リックス層の膜厚、及び基板凸部の高さを調節すること
により、スペーサ層の高さを一定に保つことができる。According to the present invention, the height of the spacer layer can be changed by adjusting the thickness of the black matrix layer and the height of the convex portion of the substrate. A large color filter for a liquid crystal display device can be obtained. Further, since the spacer layer is formed on the color filter, the step of dispersing the granular spacer in the manufacturing process of the liquid crystal display device can be omitted. In addition, since no granular spacer is used in the liquid crystal display device, the display quality of the liquid crystal display device can be improved. Further, since the spacer layer is provided at a position facing the thin film transistor, the light-shielding effect is further ensured. When the thickness of the three colored materials is changed, the height of the spacer layer is changed. However, by adjusting the thickness of the black matrix layer and the height of the substrate protrusion, the height of the spacer layer is adjusted. Can be kept constant.
【図１】本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの一実
施例の側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of one embodiment of a color filter for a liquid crystal display device of the present invention.
【図２】本発明の図１に示す液晶表示装置用カラーフィ
ルタの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the color filter for a liquid crystal display device shown in FIG. 1 of the present invention.
【図３】本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの他の
実施例の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of another embodiment of the color filter for a liquid crystal display device of the present invention.
【図４】本発明の図３に示す液晶表示装置用カラーフィ
ルタの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the color filter for a liquid crystal display device shown in FIG. 3 of the present invention.
【図５】標準となる色性能の際の本発明の液晶表示装置
用カラーフィルタの一例を示す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing an example of a color filter for a liquid crystal display device of the present invention at the time of standard color performance.
【図６】明るさを高くした色性能の際の本発明の液晶表
示装置用カラーフィルタの一例を示す側断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view showing an example of a color filter for a liquid crystal display device of the present invention in a case of color performance with increased brightness.
【図７】本発明の図３に示す液晶表示装置用カラーフィ
ルタを用いた液晶表示装置の一例を示す側断面図であ
る。7 is a side sectional view showing an example of a liquid crystal display device using the color filter for a liquid crystal display device shown in FIG. 3 of the present invention.
１…液晶表示装置用カラーフィルタ ２…液晶表示装置 １０…透明基板 １２…対向透明基板 ２０…カラーフィルタ層 ３０…スペーサ層 ３１…基板凸部 ３２…積層部 ５０…液晶材料 ６０…薄膜トランジスタ ６１…ソース電極 ６２…アモルファスシリコン ６３…ゲート電極 ６４…ゲート絶縁層 ６５…画素電極 ６６…絶縁層 ７０…透明導膜層 ＢＫ’，Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’…突起部 ＢＫ…ブラックマトリックス層 Ｒ，Ｇ，Ｂ…カラーフィルタ ａ…基板凸部の高さ ｃ…カラーフィルタの膜厚 ｂ，ｄ，ｅ，ｆ…突起部ＢＫ’，Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の膜
厚 ｇ…スペーサ層の有効高さDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter for liquid crystal display devices 2 ... Liquid crystal display device 10 ... Transparent substrate 12 ... Optical transparent substrate 20 ... Color filter layer 30 ... Spacer layer 31 ... Substrate protrusion 32 ... Laminated part 50 ... Liquid crystal material 60 ... Thin film transistor 61 ... Source Electrode 62 ... Amorphous silicon 63 ... Gate electrode 64 ... Gate insulating layer 65 ... Pixel electrode 66 ... Insulating layer 70 ... Transparent conductive film layer BK ', R', G ', B' ... Protrusion BK ... Black matrix layer R, G , B: Color filter a: Height of substrate convex part c: Film thickness of color filter b, d, e, f: Film thickness of protrusions BK ', R', G ', B' g: Effectiveness of spacer layer height
Claims (7)
て遮光部を構成するブラックマトリックス層と、この透
明基板の上に形成されて画素を構成するカラーフィルタ
層とを有する液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
前記ブラックマトリックス層が配置される部分に複数の
基板凸部が形成され、この基板凸部の上には、遮光部及
び少なくとも３色の着色材料による積層部が形成され、
前記基板凸部と前記積層部とからなる、スペーサ層を備
えることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。1. A liquid crystal display device comprising: a transparent substrate; a black matrix layer formed on the transparent substrate to form a light shielding portion; and a color filter layer formed on the transparent substrate and forming pixels. In the color filter for
A plurality of substrate protrusions are formed in a portion where the black matrix layer is arranged, and a light-shielding portion and a laminated portion made of at least three color materials are formed on the substrate protrusions.
A color filter for a liquid crystal display device, comprising a spacer layer comprising the substrate convex portion and the laminated portion.
ジスタ駆動方式を用いた液晶表示装置用であり、薄膜ト
ランジスタに対向する位置に前記スペーサ層があること
を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィ
ルタ。2. A color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein said black matrix layer is for a liquid crystal display device using a thin film transistor driving method, and said spacer layer is provided at a position facing said thin film transistor. .
基板凸部の高さのうち、いずれか一方又は両方を調節す
ることにより、前記カラーフィルタ層の着色材料の膜厚
を変化させた際に変動するスペーサ層の高さが、一定の
高さに保たれていることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。3. When changing the thickness of the coloring material of the color filter layer by adjusting one or both of the thickness of the black matrix layer and the height of the convex portion of the substrate. 3. The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the height of the fluctuating spacer layer is kept constant.
明基板の上に、遮光部を構成するブラックマトリックス
層及び少なくとも３色の着色材料を用いて画素Ｒ，Ｇ，
Ｂを構成するカラーフィルタ層を形成し、同時に、基板
凸部の上に遮光部及び少なくとも３色の着色材料による
突起部を形成する操作を繰り返して積層部を形成し、基
板凸部と積層部とからなるスペーサ層を形成することを
特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。4. A method according to claim 1, further comprising the steps of: providing a substrate projection on the transparent substrate; and forming pixels R, G, and G on the transparent substrate by using a black matrix layer constituting a light-shielding portion and at least three coloring materials.
Forming a color filter layer constituting B, and at the same time, repeating the operation of forming a light-shielding portion and a protrusion made of at least three colored materials on the substrate convex portion, thereby forming a laminated portion. A method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, comprising forming a spacer layer comprising:
ルタと、複数の電極を有する対向透明基板とを、前記液
晶表示装置用カラーフィルタに形成されたスペーサ層を
介して接合し、スペーサ層により形成された隙間に液晶
材料が封入されていることを特徴とするカラー液晶表示
装置。5. The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, and an opposing transparent substrate having a plurality of electrodes are joined via a spacer layer formed on the color filter for a liquid crystal display device, and a spacer layer is formed. A liquid crystal display device characterized in that a liquid crystal material is sealed in a gap formed by the method.
ジスタ駆動方式を用いた液晶表示装置用であり、薄膜ト
ランジスタに対向する位置に前記スペーサ層があること
を特徴とする請求項５記載のカラー液晶表示装置。6. A color liquid crystal display device according to claim 5, wherein said black matrix layer is for a liquid crystal display device using a thin film transistor driving method, and said spacer layer is provided at a position facing said thin film transistor.
記ブラックマトリックス層の膜厚、前記基板凸部の高さ
のうち、いずれか一方又は両方を調節することにより、
前記カラーフィルタ層の着色材料の膜厚を変化させた際
に変動するスペーサ層の高さが、一定の高さに保たれて
いることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のカラ
ー液晶表示装置。7. The color filter for a liquid crystal display device, wherein one or both of the thickness of the black matrix layer and the height of the substrate projection are adjusted.
7. The color liquid crystal according to claim 5, wherein the height of the spacer layer, which fluctuates when the thickness of the coloring material of the color filter layer is changed, is kept constant. Display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4374997A JPH10239513A (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Color filter for liquid crystal display device, manufacture thereof, and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4374997A JPH10239513A (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Color filter for liquid crystal display device, manufacture thereof, and liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239513A true JPH10239513A (en) | 1998-09-11 |
Family
ID=12672422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4374997A Pending JPH10239513A (en) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | Color filter for liquid crystal display device, manufacture thereof, and liquid crystal display device |
Country Status (1)
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