JP4882277B2 - Color filter for liquid crystal display - Google Patents
Color filter for liquid crystal display Download PDFInfo
- Publication number
- JP4882277B2 JP4882277B2 JP2005150678A JP2005150678A JP4882277B2 JP 4882277 B2 JP4882277 B2 JP 4882277B2 JP 2005150678 A JP2005150678 A JP 2005150678A JP 2005150678 A JP2005150678 A JP 2005150678A JP 4882277 B2 JP4882277 B2 JP 4882277B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alignment control
- liquid crystal
- colored
- color filter
- control protrusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、スルーホール部上方の無色透明層上への配向制御用突起の形成時に位置ずれがあっても、配向制御用突起の高さが高くなることのない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 for a liquid crystal display device, and in particular, even when there is a misalignment during the formation of the alignment control protrusion on the colorless transparent layer above the through-hole portion, the height of the alignment control protrusion is high. The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device that does not become high.
図4は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図5は、図4に示すカラーフィルタのX−X’線における断面図である。
図4、及び図5に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ(4)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成されたものである。
図4、及び図5はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素(42)は12個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角17インチの画面に数百μm程度の着色画素が多数個配列されている。
FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a color filter used in the liquid crystal display device. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of the color filter shown in FIG.
As shown in FIGS. 4 and 5, the color filter (4) used in the liquid crystal display device has a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40). Are formed sequentially.
4 and 5 schematically show a color filter, and 12 colored pixels (42) are represented. In an actual color filter, for example, several hundreds are displayed on a 17-inch diagonal screen. A large number of colored pixels of about μm are arranged.
液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成してブラックマトリックス基板とし、次に、このブラックマトリックス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス(41)は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素(42)は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜(43)は、透明な電極として設けられたものである。
As a method for manufacturing a color filter having the above structure used in many liquid crystal display devices, a black matrix is first formed on a glass substrate to form a black matrix substrate, and then the black matrix on the black matrix substrate is used. A method is widely used in which a colored pixel is formed by aligning with the pattern, and a transparent conductive film is aligned and formed.
The black matrix (41) is a matrix having light shielding properties, the colored pixels (42) have, for example, red, green, and blue filter functions, and the transparent conductive film (43) is transparent. Provided as a simple electrode.
ブラックマトリックス(41)は、着色画素(42)間のマトリックス部(41A)と、着色画素(42)が形成された領域(表示部)の周辺部を囲む額縁部(41B)とで構成されている。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
The black matrix (41) is composed of a matrix portion (41A) between the colored pixels (42) and a frame portion (41B) surrounding the peripheral portion of the region (display portion) where the colored pixels (42) are formed. Yes.
The black matrix determines the position of the colored pixels of the color filter, makes the size uniform, and shields unwanted light when used in a display device, making the image of the display device uniform and uniform. In addition, it has a function of making an image with improved contrast.
このブラックマトリックス基板の製造には、ガラス基板(40)上にブラックマトリックスの材料としてのクロム(Cr)、酸化クロム(CrOX )などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Cr、CrOX などの金属薄膜からなるブラックマトリックス(41)を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板(40)上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス(41)を形成するといった方法がとられている。
For the production of this black matrix substrate, a metal or a metal compound such as chromium (Cr) or chromium oxide (CrO x ) as a black matrix material is formed into a thin film on a glass substrate (40). An etching resist pattern is formed on the formed thin film using, for example, a positive photoresist, and then an exposed portion of the formed metal thin film is etched and an etching resist pattern is stripped, and Cr, CrO A method has been adopted in which a black matrix (41) made of a metal thin film such as X is formed.
Alternatively, the black matrix (41) is formed on the glass substrate (40) by photolithography using a black photosensitive resin for forming a black matrix.
また、着色画素(42)の形成は、このブラックマトリックス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜(43)の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上に、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
In addition, the colored pixels (42) are formed by providing a coating film on the black matrix substrate using, for example, a negative photoresist in which a pigment or other pigment is dispersed, and exposing and developing the coating film. A method of forming colored pixels is used.
The transparent conductive film (43) is formed on the black matrix substrate on which the colored pixels are formed by, for example, forming a transparent conductive film by sputtering using ITO (Indium Tin Oxide). .
図4、及び図5に示すカラーフィルタ(4)は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーTV、ノート型PCなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して下記のような、種々な機能が付加されるようになった。
The color filter (4) shown in FIGS. 4 and 5 has a basic function as a color filter used in a liquid crystal display device. The liquid crystal display device incorporates such a color filter to realize full color display, and its application range is dramatically expanded, and many products using liquid crystal display devices such as liquid crystal color TVs and notebook PCs are created. It was done.
With the development and practical use of various liquid crystal display devices, the following various functions have been added to the color filters used in the liquid crystal display devices in addition to the above basic functions.
1)スペーサー機能
従来の液晶表示装置に於いては、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もれてしまい、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、この部分で光もれを生じ、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た。
1) Spacer function In a conventional liquid crystal display device, transparent spherical particles (beads) of glass or synthetic resin called spacers are dispersed to form a gap between substrates.
Since these spacers are transparent particles, if a spacer is included with the liquid crystal in the pixel, light will leak through the spacer during black display, and the substrate in which the liquid crystal material is enclosed Due to the presence of the spacers between them, the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacers is disturbed, and light leakage occurs at this part, and the contrast is lowered and the display quality is adversely affected.
このような問題を解決する技術として、感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により、例えば、画素間のブラックマトリックスの位置にスペーサー機能を有するフォトスペーサー(突起部)を形成する方法が開発された。
図7は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図7に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ(7)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成され、ブラックマトリックス(41)上方の透明導電膜(43)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(44)が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ(7)を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー(44)が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。
As a technique for solving such a problem, a method of forming a photo spacer (protrusion) having a spacer function at a position of a black matrix between pixels by using a photosensitive resin and by a photolithography method has been developed.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of such a color filter for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 7, in the color filter (7) for a liquid crystal display device, a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed on a glass substrate (40). A photospacer (44) as a protrusion having a spacer function is formed on the transparent conductive film (43) above the black matrix (41). In the liquid crystal display device using such a color filter (7) for the liquid crystal display device, the photo spacer (44) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, and thus the contrast is improved.
2)配向分割機能
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、コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
2) Orientation division function In the conventional liquid crystal display device, 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 A uniform rubbing process is performed.
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 type liquid crystal display (MVA, Multi-domain Vertical Alignment-LCD) having a wide viewing angle has been developed.
図8(a)は、このようなMVA−LCDの断面を模式的に示した説明図である。図8(a)に示すように、MVA−LCD(80)は、液晶分子(21)を介して配向制御用突起(22a)、(22b)が設けられたTFT側基板(20)と、配向制御用突起(23)が設けられたカラーフィルタ(8)とを配置した構造であるが、配向制御用突起(22a)、(22b)及び配向制御用突起(23)は一画素内で互い違いの位置に設けられている。 FIG. 8A is an explanatory diagram schematically showing a cross section of such an MVA-LCD. As shown in FIG. 8A, the MVA-LCD (80) includes a TFT side substrate (20) provided with alignment control protrusions (22a) and (22b) via liquid crystal molecules (21), and an alignment The color filter (8) provided with the control projection (23) is arranged, but the alignment control projections (22a) and (22b) and the alignment control projection (23) are staggered within one pixel. In the position.
図8(a)に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、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8(a)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。また、図8(b)、(c)は、MVA−LCD用カラーフィルタの他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(9)である。一画素内で液晶分子の傾斜方向が多方向になる。
As shown by the white arrow in FIG. 8A, in the state at the time of voltage application, the liquid crystal molecules between the alignment control protrusion (22a) and the alignment control protrusion (23) are diagonally leftward in the figure. The liquid crystal molecules between the alignment control protrusion (23) and the alignment control protrusion (22b) are inclined obliquely 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. 8A, 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 has excellent viewing angle characteristics. 8B and 8C are an enlarged plan view and a cross-sectional view showing another pixel of another example of the color filter for MVA-LCD. This example is a color filter (9) in which an orientation control protrusion (93) having a circular planar shape is formed. The tilt direction of the liquid crystal molecules becomes multidirectional within one pixel.
3)透過・反射併用機能
上記の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた半透過型液晶表示装置は、屋外の明るい環境下でも、屋内の暗い環境下でも用いることができる。図6は、半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一例の断面図である。図6に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が形成されたものである。
着色画素(42)は透過表示の着色画素(42Tr)と反射表示の着色画素(42Re)で構成されている。反射表示の着色画素(42Re)は着色部(45)とスルーホール部(46)で構成されている。
3) Transmission / reflection combined function The transflective liquid crystal display device having both the transmissive type and the reflective type in the above liquid crystal display device can be used in a bright outdoor environment or a dark indoor environment. FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of a color filter used in a transflective liquid crystal display device. As shown in FIG. 6, this color filter is obtained by forming a black matrix (41), colored pixels (42), and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40).
The colored pixel (42) includes a colored pixel (42Tr) for transmissive display and a colored pixel (42Re) for reflective display. The colored pixel (42Re) for reflective display is composed of a colored portion (45) and a through hole portion (46).
透過表示の着色画素(42Tr)と反射表示の着色画素(42Re)の着色部(45)は、透過表示用として適切な分光特性のものである。反射表示の着色画素(42Re)にスルーホール部(46)を設けることによって、着色部(45)の色光とスルーホール部(46)の白色光が混色し、反射表示の着色画素(42Re)の分光特性は反射表示用として適切な分光特性に調節されたものとなる。このスルーホール部(46)は無色透明樹脂によって充填される。 The colored portion (45Tr) of the transmissive display colored pixel (42Tr) and the reflective display colored pixel (42Re) has spectral characteristics suitable for transmissive display. By providing the through-hole part (46) in the colored pixel (42Re) for reflective display, the colored light of the colored part (45) and the white light of the through-hole part (46) are mixed, and the colored pixel (42Re) of the reflective display is mixed. The spectral characteristic is adjusted to an appropriate spectral characteristic for reflection display. The through hole portion (46) is filled with a colorless transparent resin.
上記スペーサー機能、配向分割機能、透過・反射併用機能は、図4に示すカラーフィルタ(4)に追加されるものであるが、上記機能の内、そのカラーフィルタの用途、仕様にもとづき1機能或いは複数の機能が追加される。
これらの機能は、基本となるカラーフィルタに付随する層として、各々対応したフォトスペーサー、配向制御用突起、反射表示のスルーホール部を形成し具備させる。
The spacer function, the orientation dividing function, and the combined transmission / reflection function are added to the color filter (4) shown in FIG. 4, but one of the above functions is based on the use and specification of the color filter. Multiple functions are added.
These functions are provided by forming corresponding photo spacers, alignment control protrusions, and reflective display through-hole portions as layers associated with the basic color filter.
図9(a)は、基本となるカラーフィルタに、反射表示のスルーホール部、配向制御用突起、フォトスペーサーを具備させたカラーフィルタの一例の平面図である。また図9(b)は、図9(a)におけるA−A’線での断面図である。
図9(a)、(b)に示すように、一例として示す、このカラーフィルタは、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、無色透明層(47)、透明導電膜(43)、配向制御用突起(Mv)が形成されたものである。
FIG. 9A is a plan view of an example of a color filter in which a basic color filter is provided with a through hole portion for reflection display, an alignment control protrusion, and a photo spacer. FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), this color filter, which is shown as an example, includes a black matrix (41), a colored pixel (42), a colorless transparent layer (47), and a transparent on a glass substrate (40). A conductive film (43) and an alignment control protrusion (Mv) are formed.
着色画素(42)は、透過表示の着色画素(42Tr)と反射表示の着色画素(42Re)で構成されている。反射表示の着色画素(42Re)は着色部(45)とスルーホール部(46)で構成されている。
透過表示の着色画素(42Tr)と、反射表示の着色画素(42Re)の着色部(45)は連続しており、フォトリソグラフィ法によって同時に形成されたものである。
The colored pixel (42) includes a colored pixel (42Tr) for transmissive display and a colored pixel (42Re) for reflective display. The colored pixel (42Re) for reflective display is composed of a colored portion (45) and a through hole portion (46).
The colored pixel (42Tr) for transmissive display and the colored portion (45) of the colored pixel (42Re) for reflective display are continuous and are formed simultaneously by photolithography.
反射表示の着色画素(42Re)上には、無色透明層(47)が設けられており、スルーホール部(46)には無色透明層(47)の形成に用いた無色透明樹脂が充填されている。無色透明層(47)は、この例では、反射表示の着色画素(42Re)上でY軸方向に幅(c)のストライプ状に設けられている。この例に限らず、無色透明層(47)がオ
ーバーコート層のごとく全面ベタ状に設けられることもある。
ブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、無色透明層(47)が形成されたガラス基板(40)上の全面に、透明導電膜(43)が形成されている。
この透明導電膜(43)上に、配向制御用突起(Mv)が形成されている。
A colorless transparent layer (47) is provided on the colored pixel (42Re) for reflective display, and the colorless transparent resin used for forming the colorless transparent layer (47) is filled in the through-hole portion (46). Yes. In this example, the colorless and transparent layer (47) is provided in a stripe shape having a width (c) in the Y-axis direction on the colored pixel (42Re) for reflective display. Not limited to this example, the colorless and transparent layer (47) may be provided in a solid form like the overcoat layer.
A transparent conductive film (43) is formed on the entire surface of the glass substrate (40) on which the black matrix (41), the colored pixels (42), and the colorless transparent layer (47) are formed.
On the transparent conductive film (43), alignment control projections (Mv) are formed.
配向制御用突起(Mv)は、平面形状が円形であり、反射表示の着色画素(42Re)のスルーホール部(46)上方の無色透明層(47)上に透明導電膜(43)を介して1個設けられている。また、配向制御用突起(Mv)の直径(φ1)は、例えば、16μm程度のものである。 The alignment control protrusion (Mv) has a circular planar shape, and is disposed on the colorless transparent layer (47) above the through-hole portion (46) of the colored pixel (42Re) for reflective display via the transparent conductive film (43). One is provided. The diameter (φ1) of the alignment control protrusion (Mv) is, for example, about 16 μm.
図10(a)、(b)は、反射表示の着色画素(42Re)の着色部(45)に対して配向制御用突起(Mv)がX方向に位置ずれして形成された状態を表したものである。
図10に示すように、幅(W1)を有するスルーホール部(46)の上方に、直径(φ1、φ1<W1)を有する配向制御用突起(Mv)が設けられており、配向制御用突起(Mv)の周縁部は無色透明層(47)上にて、着色部(45)の端部(45E)に幅(D1)が重なっている[D1=(W1−φ1)1/2]。
具体的には、幅(W1)20μmのスルーホール部(46)の上方に、直径(φ1)16μmの配向制御用突起(Mv)が設けられ、着色部の端部(45E)の上方に幅(D1)4μmの重なりがある。
FIGS. 10A and 10B show a state in which the alignment control protrusion (Mv) is formed in a position shifted in the X direction with respect to the colored portion (45) of the colored pixel (42Re) in the reflective display. Is.
As shown in FIG. 10, an alignment control protrusion (Mv) having a diameter (φ1, φ1 <W1) is provided above a through hole portion (46) having a width (W1). The peripheral part of (Mv) has a width (D1) overlapping the end part (45E) of the colored part (45) on the colorless transparent layer (47) [D1 = (W1-φ1) 1/2].
Specifically, an alignment control protrusion (Mv) having a diameter (φ1) of 16 μm is provided above a through hole portion (46) having a width (W1) of 20 μm, and a width is provided above an end portion (45E) of the colored portion. (D1) There is an overlap of 4 μm.
また、図11において、無色透明樹脂を塗布して無色透明層(47)を形成すると、スルーホール部(46)は無色透明樹脂で充填されるが、スルーホール部(46)上方の無色透明層(47)の表面は平坦にならず、窪み(48)が生じる。深さ(T1)の窪み(48)を有する無色透明層(47)上に、高さ(T2)の配向制御用突起(Mv)を形成すると、無色透明層(47)の表面からの配向制御用突起(Mv)の高さ(T3)は、窪み(48)の深さ(T1)の分だけ低い高さとなる(T3=T2−T1)。 In FIG. 11, when a colorless transparent resin is applied to form a colorless transparent layer (47), the through hole portion (46) is filled with the colorless transparent resin, but the colorless transparent layer above the through hole portion (46). The surface of (47) is not flat and a dent (48) is produced. When the alignment control protrusion (Mv) having the height (T2) is formed on the colorless transparent layer (47) having the depression (48) having the depth (T1), the alignment control from the surface of the colorless transparent layer (47) is performed. The height (T3) of the projection (Mv) is a height that is lower by the depth (T1) of the recess (48) (T3 = T2-T1).
具体的には、この窪み(48)の深さ(T1)は、厚さ1.4μm程度の着色部(45)に、厚さ2.0μm程度の無色透明層(47)を形成した際に0.2μm程度となる。また、図11において、T2は1.6μm、T3は1.4μm程度のものである。
従って、所望する配向制御用突起(Mv)の高さ(T3)を得るには、この窪み(48)の深さ(T1)を見込んだ高さに形成しておくことになる。
Specifically, the depth (T1) of the depression (48) is obtained when the colorless transparent layer (47) having a thickness of about 2.0 μm is formed on the colored portion (45) having a thickness of about 1.4 μm. It becomes about 0.2 μm. In FIG. 11, T2 is about 1.6 μm, and T3 is about 1.4 μm.
Therefore, in order to obtain the desired height (T3) of the alignment control projection (Mv), the height (T1) of the recess (48) is expected.
図10に示すように、幅(W1)20μmのスルーホール部(46)の上方に、直径(φ1)16μmの配向制御用突起(Mv)が、その形成時の位置ずれ(D)8μmをもって設けられ、着色部の端部(45E)の上方に幅(D2)6μmの重なりが生じている。その結果、配向制御用突起(Mv)の無色透明層(47)の表面からの高さは、図11に示す、位置ずれのない第一配向制御用突起(Mv)の高さ(T3)に対して、符号(ΔT)で示す高さ分、略0.1μm高いものとなる。 As shown in FIG. 10, an alignment control projection (Mv) having a diameter (φ1) of 16 μm is provided above a through hole portion (46) having a width (W1) of 20 μm with a positional deviation (D) of 8 μm at the time of formation. As a result, an overlap with a width (D2) of 6 μm occurs above the end (45E) of the colored portion. As a result, the height of the alignment control projection (Mv) from the surface of the colorless transparent layer (47) is the same as the height (T3) of the first alignment control projection (Mv) without misalignment shown in FIG. On the other hand, the height indicated by the reference sign (ΔT) is approximately 0.1 μm higher.
前記図11に示す、配向制御用突起(Mv)の高さ(T2)は、1.6μm程度であるが、0.2μm程度のバラツキを有している。この配向制御用突起(Mv)自体のバラツキ0.2μmに、位置ずれに起因した高さの変動量(ΔT=0.2μm)が加わり、配向制御用突起(Mv)の高さのバラツキは大きなものとなる。
配向制御用突起(Mv)の高さのバラツキが大きくなると、液晶に配向むらが生じて、表示品質に影響を及ぼすことになるので、位置ずれに起因した高さの変動は好ましいことではない。
The height (T2) of the alignment control protrusion (Mv) shown in FIG. 11 is about 1.6 μm, but has a variation of about 0.2 μm. A variation in height (ΔT = 0.2 μm) due to positional deviation is added to the variation 0.2 μm of the alignment control projection (Mv) itself, and the variation in the height of the alignment control projection (Mv) is large. It will be a thing.
If the variation in the height of the alignment control protrusion (Mv) becomes large, the alignment unevenness occurs in the liquid crystal and affects the display quality. Therefore, the variation in the height due to the displacement is not preferable.
図12は、図9(a)に示す部分を拡大して表す断面図である。図12は、配向制御用突起(Mv)とフォトスペーサー(Ps)の高さの関係を説明するものである。図9(a
)において、フォトスペーサー(Ps)は配向制御用突起(Mv)のY軸方向に位置するので、説明上、図12では点線で示す位置に移転したものとしている。
図12に示すように、窪み(48)の深さ(T1)が0.2μmの無色透明層(47)上に、高さ(T2)が1.6μmの第一配向制御用突起(Mv1)が設けられており、第一配向制御用突起(Mv1)の無色透明層(47)からの高さ(T3)は、前記1.4μmとなっている。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the portion shown in FIG. FIG. 12 illustrates the relationship between the orientation control protrusion (Mv) and the height of the photospacer (Ps). FIG.
), The photospacer (Ps) is located in the Y-axis direction of the alignment control protrusion (Mv), and therefore, for the sake of explanation, it is assumed that the photospacer (Ps) has been moved to the position indicated by the dotted line in FIG.
As shown in FIG. 12, the first orientation control protrusion (Mv1) having a height (T2) of 1.6 μm on the colorless transparent layer (47) having a depth (T1) of the depression (48) of 0.2 μm. The height (T3) of the first alignment control protrusion (Mv1) from the colorless transparent layer (47) is 1.4 μm.
フォトスペーサー(Ps)の高さ(T5)は、例えば、1.8μmであり、無色透明層(47)からの高さ(T6)は1.6μmとなっている(T6=T5−T1)。従って、フォトスペーサー(Ps)の無色透明層(47)からの高さ(T6)と、配向制御用突起(Mv)の無色透明層(47)からの高さ(T3)との高さの差(T7)は、0.2μmとなっている。
高さの差(T7)がほとんどないことに対して、配向制御用突起(Mv)の高さ(T2)のバラツキに、位置ずれに起因した高さの変動量(ΔT)が加わって、対向基板との間隔が狭まり、バラツキの総量として、例えば、0.2μm以上となると、液晶に配向むらが生じ、表示品質を悪化させるものとなる。
In contrast to the fact that there is almost no difference in height (T7), the variation in height (T) due to misalignment is added to the variation in the height (T2) of the alignment control projection (Mv), and the opposite When the distance from the substrate is narrowed and the total variation is, for example, 0.2 μm or more, alignment irregularity occurs in the liquid crystal, which deteriorates display quality.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおけるスルーホール部上方、その表面に窪みを有する無色透明層上に、平面形状が円形の配向制御用突起を設けたカラーフィルタにおいて、配向制御用突起を形成する際に、反射表示の着色画素の着色部に対して配向制御用突起の位置ずれがあっても、無色透明層からの配向制御用突起の高さが高くなることのない液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem. The planar shape is oriented circularly on the colorless transparent layer having a depression above the through-hole portion in the color filter for a transflective liquid crystal display device. In the color filter provided with the control protrusion, when forming the alignment control protrusion, the alignment control from the colorless transparent layer is performed even if the alignment control protrusion is misaligned with the colored portion of the colored pixel of the reflective display. It is an object of the present invention to provide a color filter for a liquid crystal display device in which the height of the projection is not increased.
本発明は、ガラス基板上に、少なくとも、透過表示の着色画素、反射表示の着色画素、該反射表示の着色画素上に無色透明層、該反射表示の着色画素を構成するスルーホール部上方の無色透明層上に平面形状が円形の配向制御用突起が形成された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該配向制御用突起の下方に位置する着色部への該配向制御用突起の重なり幅が、該配向制御用突起の直径の1/4以下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 provides, on a glass substrate, at least a colored pixel for transmissive display, a colored pixel for reflective display, a colorless transparent layer on the colored pixel for reflective display, and a colorless upper portion of a through-hole portion constituting the colored pixel for reflective display. In the color filter for a liquid crystal display device in which the orientation control projection having a circular planar shape is formed on the transparent layer, the overlapping width of the orientation control projection to the colored portion located below the orientation control projection is A color filter for a liquid crystal display device having a diameter of ¼ or less of the diameter of the alignment control protrusion.
本発明は、ガラス基板上に、少なくとも、透過表示の着色画素、反射表示の着色画素、該反射表示の着色画素上に無色透明層、該反射表示の着色画素を構成するスルーホール部上方の無色透明層上に平面形状が円形の配向制御用突起が形成された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、該配向制御用突起の下方に位置する着色部への該配向制御用突起の重なり幅が、該配向制御用突起の直径の1/4以下であるので、配向制御用突起を形成する際に、反射表示の着色画素の着色部に対して配向制御用突起の位置ずれがあっても、無色透明層からの配向制御用突起の高さが高くなることのない液晶表示装置用カラーフィルタとなる。 The present invention provides, on a glass substrate, at least a colored pixel for transmissive display, a colored pixel for reflective display, a colorless transparent layer on the colored pixel for reflective display, and a colorless upper portion of a through-hole portion constituting the colored pixel for reflective display. In the color filter for a liquid crystal display device in which the orientation control projection having a circular planar shape is formed on the transparent layer, the overlapping width of the orientation control projection to the colored portion located below the orientation control projection is Since it is 1/4 or less of the diameter of the alignment control protrusion, even when the alignment control protrusion is misaligned with respect to the colored portion of the colored pixel of the reflective display, the alignment control protrusion is colorless and transparent. A color filter for a liquid crystal display device in which the height of the alignment control protrusion from the layer does not increase is obtained.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1(a)、(b)は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の平面図、及び断面図である。図1は、前記図9(a)に示す(P)部分を拡大したものであるが
、配向制御用突起(Mv)の下方に位置する着色部(45)への無色透明層(47)を介した配向制御用突起(Mv)の重なり幅を、配向制御用突起(Mv)の直径(φ1)の1/4以下としたものである。また、図1は、反射表示の着色画素の着色部(45)に対して配向制御用突起(Mv)がX方向に位置ずれなく形成された状態を表したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 1 is an enlarged view of the portion (P) shown in FIG. 9 (a). A colorless transparent layer (47) is formed on the colored portion (45) located below the alignment control projection (Mv). The overlapping width of the orientation control projections (Mv) is set to 1/4 or less of the diameter (φ1) of the orientation control projections (Mv). FIG. 1 shows a state in which the alignment control protrusions (Mv) are formed in the X direction without positional deviation with respect to the colored portion (45) of the colored pixel of the reflective display.
図1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においては、着色部(45)への配向制御用突起(Mv)の重なり幅を、配向制御用突起(Mv)の直径(φ1)の1/4以下とするために、スルーホール部(46)の幅(W11)は配向制御用突起(Mv)の直径(φ1)より大きなものとしている(W11>φ1)。
幅(W11)を有するスルーホール部(46)の上方に、直径(φ1)を有する配向制御用突起(Mv)が設けられている。従って、配向制御用突起(Mv)の周縁部は無色透明層(47)上にて、着色部(45)の端部(45E)に重なっていない。
As shown in FIG. 1, in the color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, the overlapping width of the alignment control protrusion (Mv) to the colored portion (45) is set to the diameter (φ1) of the alignment control protrusion (Mv). Therefore, the width (W11) of the through-hole portion (46) is larger than the diameter (φ1) of the alignment control protrusion (Mv) (W11> φ1).
An alignment control protrusion (Mv) having a diameter (φ1) is provided above a through hole portion (46) having a width (W11). Therefore, the peripheral edge portion of the alignment control projection (Mv) does not overlap the end portion (45E) of the colored portion (45) on the colorless transparent layer (47).
具体的には、幅(W11)24μmのスルーホール部(46)の上方に、直径(φ1)16μmの配向制御用突起(Mv)が設けられ、着色部の端部(45E)の上方に重なりがない。 Specifically, an alignment control protrusion (Mv) having a diameter (φ1) of 16 μm is provided above a through hole portion (46) having a width (W11) of 24 μm, and overlaps above an end portion (45E) of the colored portion. There is no.
また、スルーホール部(46)を無色透明樹脂で充填した無色透明層(47)の表面は平坦にならず、窪み(48)が生じている。深さ(T1)の窪み(48)を有する無色透明層(47)上に、高さ(T2)の配向制御用突起(Mv)を形成すると、無色透明層(47)の表面からの配向制御用突起(Mv)の高さ(T3)は、窪み(48)の深さ(T1)の分だけ低い高さとなる(T3=T2−T1)。尚、これらT1〜T3の数値は、前記図10における各々の数値と同一である。 Further, the surface of the colorless transparent layer (47) in which the through-hole portion (46) is filled with the colorless transparent resin is not flat, and a depression (48) is generated. When the alignment control protrusion (Mv) having the height (T2) is formed on the colorless transparent layer (47) having the depression (48) having the depth (T1), the alignment control from the surface of the colorless transparent layer (47) is performed. The height (T3) of the projection (Mv) is a height that is lower by the depth (T1) of the recess (48) (T3 = T2-T1). The numerical values of T1 to T3 are the same as the numerical values in FIG.
具体的には、この窪み(48)の深さ(T1)は、厚さ1.4μm程度の着色部(45)に、厚さ2.0μm程度の無色透明層(47)を形成した際に0.2μm程度となる。また、図1において、T2は1.6μm、T3は1.4μm程度のものである。尚、図1において、透明導電膜は省略してある。 Specifically, the depth (T1) of the depression (48) is obtained when the colorless transparent layer (47) having a thickness of about 2.0 μm is formed on the colored portion (45) having a thickness of about 1.4 μm. It becomes about 0.2 μm. In FIG. 1, T2 is about 1.6 μm, and T3 is about 1.4 μm. In FIG. 1, the transparent conductive film is omitted.
図3は、配向制用御突起(Mv)の下方に位置する着色部(45)への無色透明層(47)を介した配向制御用突起(Mv)の重なり量(D)と、重なりによって生じる配向制御用突起(Mv)の高さの変動量(ΔT)との関係を示す説明図である。図3は、本発明者が着色部(45)への重なり量(D)と高さの変動量(ΔT)との関係を精査し得られたものである。 FIG. 3 shows the overlapping amount (D) of the alignment control protrusion (Mv) through the colorless transparent layer (47) to the colored portion (45) located below the alignment control protrusion (Mv) and the overlap. It is explanatory drawing which shows the relationship with the variation | change_quantity ((DELTA) T) of the height of the protrusion (Mv) for orientation control to arise. FIG. 3 shows the results obtained by the present inventor in examining the relationship between the amount of overlap (D) on the colored portion (45) and the amount of change in height (ΔT).
図3に示すように、直径(φ1)16μmの配向制御用突起(Mv)においては、重なり量(D)の増加に伴い、変動量(ΔT)は増加するが、略4μmの重なり量(D)までは高さの変動はみられない。略4μm〜8μm間にては、重なり量(D)の増加に比例した変動量(ΔT)の増(〜略0.17μm)がみられる。また、略8μm〜16μmの間の重なり量(D)の増加に対しては、変動量(ΔT)は略0.17〜0.18μmである。
すなわち、配向制御用突起(Mv)の下方に位置する着色部(45)への無色透明層(47)を介した配向制御用突起(Mv)の重なり幅が、配向制御用突起(Mv)の直径(φ1)の1/4以下であれば、重なりによって生じる配向制御用突起(Mv)の高さの変動量(ΔT)は略0であることを見出した。
As shown in FIG. 3, in the alignment control projection (Mv) having a diameter (φ1) of 16 μm, the fluctuation amount (ΔT) increases as the overlap amount (D) increases, but the overlap amount (D ) No change in height is observed. Between about 4 μm and 8 μm, an increase (˜about 0.17 μm) in the fluctuation amount (ΔT) proportional to the increase in the overlap amount (D) is observed. For the increase in the overlap amount (D) between about 8 μm and 16 μm, the variation amount (ΔT) is about 0.17 to 0.18 μm.
That is, the overlapping width of the alignment control protrusion (Mv) through the colorless transparent layer (47) to the colored portion (45) positioned below the alignment control protrusion (Mv) is equal to the alignment control protrusion (Mv). It was found that if the diameter (φ1) is equal to or less than ¼, the amount of variation (ΔT) in the height of the alignment control protrusion (Mv) caused by the overlap is substantially zero.
図2(a)、(b)は、反射表示の着色画素(42Re)の着色部(45)に対して配向制御用突起(Mv)がX方向に位置ずれして形成された状態を表したものである。図2に示すように、配向制御用突起(Mv)を形成する際の位置ずれ(E)が、図2中X軸左方へ生じている。このため、配向制御用突起(Mv)の周縁部は、無色透明層(47)上
にて、着色部(45)の端部(45E)に幅(D12)が重なったものとなっている。D12=[(φ1)1/2+E]−[(W11)1/2]。
FIGS. 2A and 2B show a state in which the alignment control protrusions (Mv) are formed in a position shifted in the X direction with respect to the colored portion (45) of the colored pixel (42Re) in the reflective display. Is. As shown in FIG. 2, a positional deviation (E) in forming the alignment control protrusion (Mv) occurs to the left of the X axis in FIG. For this reason, the peripheral part of the alignment control projection (Mv) is such that the width (D12) overlaps the end part (45E) of the colored part (45) on the colorless transparent layer (47). D12 = [(φ1) 1/2 + E] − [(W11) 1/2].
具体的には、幅(W11)24μmのスルーホール部(46)の上方に、直径(φ1)16μmの配向制御用突起(Mv)が、その形成時の位置ずれ(E)8μmをもって設けられ、着色部の端部(45E)の上方に幅(D12)4μmの重なりが生じている。
しかしながら、配向制御用突起(Mv)の無色透明層(47)の表面からの高さは変わらず、図1に示す、位置ずれのない配向制御用突起(Mv)の高さ(T3)と同一である。すなわち、配向制御用突起(Mv)の重なり量が配向制御突起(Mv)の直径(φ1)の1/4の4μmであるために、高さの変動はない(ΔT=0)。
Specifically, an alignment control protrusion (Mv) having a diameter (φ1) of 16 μm is provided above the through hole portion (46) having a width (W11) of 24 μm with a positional deviation (E) of 8 μm at the time of formation thereof, An overlap of 4 μm in width (D12) occurs above the end (45E) of the colored portion.
However, the height of the alignment control projection (Mv) from the surface of the colorless and transparent layer (47) does not change, and is the same as the height (T3) of the alignment control projection (Mv) shown in FIG. It is. That is, since the overlapping amount of the alignment control protrusion (Mv) is 4 μm, which is 1/4 of the diameter (φ1) of the alignment control protrusion (Mv), there is no variation in height (ΔT = 0).
配向制御用突起(Mv)自体のバラツキ0.2μmに、位置ずれに起因した高さの変動量(ΔT)が加わることはない。これにより、液晶に配向むらが生じて、表示品質に影響を及ぼすことはなくなる。 The variation in height (ΔT) due to the positional deviation is not added to the variation 0.2 μm of the alignment control projection (Mv) itself. As a result, alignment unevenness occurs in the liquid crystal, and the display quality is not affected.
4、7、8、9・・・カラーフィルタ
20・・・TFT側基板
21・・・液晶分子
22a、22b、23・・・配向制御用突起
40・・・ガラス基板
41・・・ブラックマトリックス
41A・・・ブラックマトリックスのマトリックス部
41B・・・ブラックマトリックスの額縁部
42・・・着色画素
42Tr・・・透過表示の着色画素
42Re・・・反射表示の着色画素
43・・・透明導電膜
44、Ps・・・フォトスペーサー
45・・・着色部
45E・・・着色部の端部
46・・・スルーホール部
47・・・無色透明層
48・・・無色透明層の窪み
80・・・MVA−LCD
93・・・平面形状が円形の配向制御用突起
D1、D2、D12・・・配向制御用突起の重なり幅
E・・・配向制御用突起の形成時の位置ずれ
Mv・・・配向制御用突起
Px・・・一画素の領域
Re・・・反射表示領域
T1・・・窪みの深さ
T2・・・配向制御用突起の高さ
T3・・・無色透明層の表面からの配向制御用突起の高さ
T5・・・フォトスペーサーの高さ
T6・・・フォトスペーサーの無色透明層からの高さ
T7・・・フォトスペーサーと第一配向制御用突起の高さの差
ΔT・・・配向制御用突起の位置ずれに起因した高さの変動量
Tr・・・透過表示領域
W1・・・スルーホール部の幅
W11・・・本発明におけるスルーホール部の幅
c・・・無色透明層の幅
φ1・・・配向制御用突起の直径
4, 7, 8, 9 ...
93... Orientation control projections D 1, D 2,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005150678A JP4882277B2 (en) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | Color filter for liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005150678A JP4882277B2 (en) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | Color filter for liquid crystal display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006330148A JP2006330148A (en) | 2006-12-07 |
| JP4882277B2 true JP4882277B2 (en) | 2012-02-22 |
Family
ID=37551922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005150678A Expired - Fee Related JP4882277B2 (en) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | Color filter for liquid crystal display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4882277B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005055595A (en) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device, driving method thereof, and electronic apparatus |
| JP4123208B2 (en) * | 2004-09-03 | 2008-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid crystal display device, electronic equipment |
-
2005
- 2005-05-24 JP JP2005150678A patent/JP4882277B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006330148A (en) | 2006-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6339462B1 (en) | LCD having polymer wall and column-like projection defining cell gap | |
| JP5163016B2 (en) | Color filter manufacturing method and photomask | |
| JP4293038B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
| JP2009151071A (en) | Photomask, color filter manufacturing method, and color filter | |
| JP2005003854A (en) | Color filter for liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| KR100840095B1 (en) | LCD and its manufacturing method | |
| JP2007101992A (en) | Color filter for liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| JP2008292626A (en) | Method for manufacturing color filter for liquid crystal display device, and color filter for liquid crystal display device | |
| JP5061617B2 (en) | Method for manufacturing color filter for transflective liquid crystal display device, and color filter for transflective liquid crystal display device | |
| JP5323329B2 (en) | Liquid crystal display | |
| JP4957020B2 (en) | Manufacturing method of color filter for liquid crystal display device and color filter for liquid crystal display device | |
| JP5034203B2 (en) | Manufacturing method of color filter for liquid crystal display device | |
| JP5011973B2 (en) | Photo mask | |
| JP4882277B2 (en) | Color filter for liquid crystal display | |
| JP4899414B2 (en) | Manufacturing method of color filter for liquid crystal display device | |
| JP4385588B2 (en) | Color filter for liquid crystal display | |
| JP2003195327A (en) | Liquid crystal display | |
| JP2007003758A (en) | Color filter for transflective liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| JP2006178038A (en) | Color filter for liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
| JP4935023B2 (en) | Color filter for liquid crystal display | |
| JP4774908B2 (en) | Color filter for liquid crystal display device and liquid crystal display device | |
| JP5163153B2 (en) | Photomask for color filter and method for producing color filter | |
| JP2006221015A (en) | Manufacturing method of color filter for liquid crystal display device and color filter for liquid crystal display device | |
| JP4887958B2 (en) | Photo mask | |
| JP2006300975A (en) | Color filter for liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080425 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110322 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110519 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111108 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111121 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141216 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |