JP5754231B2 - Method for manufacturing color filter substrate for reflective liquid crystal display device and color filter substrate obtained thereby - Google Patents
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Description
本発明は、外光を光源として、入射した外光を反射板にて反射して出射することで表示する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法、およびそれによって得られるカラーフィルタ基板に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device that displays by using external light as a light source and reflecting the incident external light by a reflecting plate and emitting it, and a color filter substrate obtained thereby. .
カラー液晶表示装置は、一般に、図1の断面説明図に示すように、カラーフィルタ基板1とアレイ基板2との間に液晶3を封入して構成されるものである。カラーフィルタ基板1は、透明基板11を構造的支持体として備え、その画面観察者側には偏光膜12が積層されている。また、その反対側(背面側)は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光膜13が設けられ、画素領域のそれぞれには透明着色層14が配置されている。透明着色層14は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色(R),緑色(G),青色(B)の三色の透明着色層14を画素ごとに配列している。なお、前記遮光膜13は、これら各色に着色された透過光の混色を防止するものである。 A color liquid crystal display device is generally configured by enclosing a liquid crystal 3 between a color filter substrate 1 and an array substrate 2 as shown in the cross-sectional explanatory view of FIG. The color filter substrate 1 includes a transparent substrate 11 as a structural support, and a polarizing film 12 is laminated on the screen observer side. The opposite side (back side) is divided into a large number of pixel areas, and a light shielding film 13 is provided at an inter-pixel position located at the boundary between the pixel area and the transparent colored layer 14 in each pixel area. Is arranged. The transparent colored layer 14 colors transmitted light for each pixel. Generally, the transparent colored layer 14 of three colors of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to the three primary colors of light is changed for each pixel. Are arranged. The light-shielding film 13 prevents mixed colors of transmitted light colored in these colors.
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とする。例えば、図1に示すように、アレイ基板2の背面にバックライト4を配置し、後方からの偏光膜22を介した光によって表示を行っている装置がある。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。しかし、屋外のような非常に明るい環境下では、その表示が見えにくいといった欠点がある。特に、バックライト4を付けることによって消費電力が大きくなり、バッテリー駆動時の連続使用時間に制限がある。モバイル用途では電池寿命が重要であり、この点においては消費電力の大部分を占めるバックライトのない反射型が有利となる。液晶表示装置の携帯性を生かすためには、バックライトを必要としない明るい反射型液晶表示装置が求められている。 Since the liquid crystal display device is not a self-luminous display device, the display requires light from other sources. For example, as shown in FIG. 1, there is an apparatus in which a backlight 4 is arranged on the back surface of an array substrate 2 and display is performed by light through a polarizing film 22 from behind. Such a liquid crystal display device is called a transmissive liquid crystal display device, and is mainly used in a dark environment such as indoors. However, the display is difficult to see in a very bright environment such as outdoors. In particular, the power consumption is increased by attaching the backlight 4, and the continuous use time when the battery is driven is limited. Battery life is important for mobile applications, and in this respect, a reflective type without a backlight, which accounts for the majority of power consumption, is advantageous. In order to take advantage of the portability of the liquid crystal display device, there is a demand for a bright reflective liquid crystal display device that does not require a backlight.
そこで、アレイ基板または対向基板のいずれかに反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行っている装置がある。例えば、特許文献1には、一方のガラス基板と絶縁膜との間に反射膜を備えた反射形液晶表示素子が開示されている。これらの反射型液晶表示装置においては、直射日光下でのカラー表示視認性の悪さが課題である。外光の利用効率を高めるには液晶層の光透過率を高めると共に、反射効率の高い反射板を使用する必要がある。 Therefore, there is a device in which a reflective layer is provided on either the array substrate or the counter substrate, and display is performed by external light from the surroundings when viewing the liquid crystal display device. For example, Patent Document 1 discloses a reflective liquid crystal display element including a reflective film between one glass substrate and an insulating film. In these reflective liquid crystal display devices, poor color display visibility under direct sunlight is a problem. In order to increase the utilization efficiency of external light, it is necessary to increase the light transmittance of the liquid crystal layer and to use a reflector having high reflection efficiency.
また、直射日光下での視認性等の表示品質の向上および軽量化の為、ガラス基板上に成膜されたアルミニウム(Al)などの高反射率の金属膜を反射材として、Al膜上に直接カラーフィルタを形成することが試みられている。例えば、特許文献2には、水平方向に粒状の起伏を有し、垂直方向に所定の表面粗さを有する金属反射層を、一方の基板の液晶層側に備え、パターンニングされた金属反射層の上に着色樹脂を重ね合わせ、また、この金属反射層が液晶層に電界を印加する画素電極を兼ねる反射型液晶表示装置が開示されている。また、特許文献3には、メタルマスクやフォトマスク、フォトレジスト、フォリソ処理を行わずに金属反射板をパターン形成することを目的に、RGB着色層をエッチング工程でのエッチング保護膜として用いて、RGB層形成後にアルカリ溶液で、現像保護膜と金属膜を一括抜きして金属反射板をパターン形成する技術が開示されている。 In addition, in order to improve display quality such as visibility under direct sunlight and to reduce weight, a highly reflective metal film such as aluminum (Al) formed on a glass substrate is used as a reflective material on the Al film. Attempts have been made to form color filters directly. For example, in Patent Document 2, a metal reflective layer having a granular undulation in the horizontal direction and having a predetermined surface roughness in the vertical direction on the liquid crystal layer side of one substrate and patterned. A reflective liquid crystal display device is disclosed in which a colored resin is overlaid on top of each other, and the metal reflective layer also serves as a pixel electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. In addition, Patent Document 3 uses an RGB colored layer as an etching protective film in an etching process for the purpose of patterning a metal reflector without performing a metal mask, a photomask, a photoresist, or a photolithography process. A technique for patterning a metal reflector by removing a development protective film and a metal film together with an alkaline solution after forming an RGB layer is disclosed.
反射板の効率を高める関連技術として、例えば、特許文献4には、球体を支持体に均一
に分散した散乱層と反射層とで構成する散乱反射層とカラーフィルタとをSTN液晶素子に内在した反射型カラー液晶表示装置が開示されている。また、特許文献5には、TFT基板におけるアルミニウム薄膜からなる反射画素電極にアルミニウムより強度の高い表面保護層を形成して、配向膜焼成時の反射電極のヒロックの発生が防止され、ヒロック付近での液晶分子の配向乱れによる光抜けや、最大反射率の低下を防止して高い反射率特性を得た反射型液晶表示素子の製造方法が開示されている。また、特許文献6には、反射率を高くして明るさを確保するため、凹凸形状の反射層を有し、その反射層の表面キズの発生や異物の付着防止をする構成の反射型液晶表示装置が開示されている。
As a related technique for increasing the efficiency of the reflector, for example, in Patent Document 4, a scattering reflection layer including a scattering layer in which a sphere is uniformly dispersed on a support and a reflection layer and a color filter are included in the STN liquid crystal element. A reflective color liquid crystal display device is disclosed. Further, in Patent Document 5, a reflective pixel electrode made of an aluminum thin film on a TFT substrate is formed with a surface protective layer having a higher strength than aluminum to prevent occurrence of hillocks in the reflective electrode during alignment film firing. A method of manufacturing a reflective liquid crystal display element that has obtained high reflectance characteristics by preventing light leakage due to alignment disorder of the liquid crystal molecules and lowering of the maximum reflectance has been disclosed. Patent Document 6 discloses a reflective liquid crystal having a concavo-convex reflective layer to prevent the occurrence of surface scratches and foreign matter adhesion in order to increase the reflectance and ensure brightness. A display device is disclosed.
ところで、一枚のガラス基板に多面付けでカラーフィルタを製造する場合、従来の製造方法においては、一般に、ガラス基板上に反射材としてAl膜のスパッタリング成膜を行い、公知のフォトリソ方式により感光性透明レジスト材料にて、一枚のガラス基板に多面付けされた画面に対応する所定のエッチング保護膜パターンを形成する。次いで、Al膜をエッチング処理して、その後、エッチング保護膜を剥離することで所定のAl膜のパターン形成を行う。その後、感光性透明レジスト材を用い、公知のフォトリソ法によりAl膜を被覆する所定の保護膜パターン形成を行う。次いで、従来通りの公知のフォトリソ処理、現像、焼成方法にてRGBの着色層を形成し、共通電極としてITOを成膜することでカラーフィルタが作製されている。このようにして得られたカラーフィルタ基板を対向基板としてアレイ基板であるTFT基板とを貼り合わせ、液晶注入して、各画面ごとに切断し駆動装置等と組み合わせることで反射型液晶表示装置(LCD)が構成されている。 By the way, when manufacturing a color filter with multiple faces on a single glass substrate, in the conventional manufacturing method, generally, an Al film is formed as a reflective film on a glass substrate by sputtering, and photosensitive by a known photolithography method. A predetermined etching protective film pattern corresponding to a screen multi-faced on one glass substrate is formed with a transparent resist material. Next, the Al film is subjected to etching treatment, and then the etching protection film is peeled off to form a predetermined Al film pattern. Thereafter, a predetermined protective film pattern for covering the Al film is formed by a known photolithography method using a photosensitive transparent resist material. Subsequently, an RGB colored layer is formed by a known photolithography process, development, and baking method as before, and an ITO film is formed as a common electrode, thereby producing a color filter. A reflective liquid crystal display device (LCD) is formed by bonding a TFT substrate as an array substrate with the color filter substrate thus obtained as a counter substrate, injecting liquid crystal, cutting each screen and combining it with a drive device or the like. ) Is configured.
上記したように、反射材に用いる金属膜はAlの様な高い反射率を有する材質である。この為、金属膜成膜後の次工程にて感光性レジストを用いて保護膜を形成する際、レジスト塗布、溶剤乾燥工程、基板裏面洗浄、ホットプレート工程、露光工程に起因するムラ等が顕著に出現してしまう問題がある。通常、カラーフィルタ基板製造にて使用する材料の塗布ムラ評価を行う際は、クロム(Cr)ブランクス材など反射率の高い金属膜のベタ材を用いて評価を行うことが一般的である。そこで、通常の製品において支障のない軽微なレベルのムラであっても反射率の高い金属膜上では顕著に観察することができ、色ムラなどの表示品質の低下につながることになる。 As described above, the metal film used for the reflective material is a material having a high reflectance such as Al. For this reason, when forming a protective film using a photosensitive resist in the next process after the metal film is formed, unevenness caused by resist coating, solvent drying process, substrate back surface cleaning, hot plate process, exposure process, etc. is remarkable. There is a problem that appears. Usually, when evaluating the coating unevenness of a material used in manufacturing a color filter substrate, the evaluation is generally performed using a solid material of a metal film having a high reflectance such as a chromium (Cr) blanks material. Therefore, even a slight level of unevenness that does not hinder normal products can be observed remarkably on a metal film having a high reflectance, leading to deterioration in display quality such as color unevenness.
この対策として、感光性レジスト材料を塗布することの代替として、均一な皮膜形成が得られやすいCVD方式による窒化珪素(SiN)膜の成膜がある。しかし、既存の製造方法では、枚葉方式にて1枚のガラス基板上に多面付けの金属膜パターンを形成するにあ
たり、Al成膜後に感光性レジストを塗布し、フォトリソ法により所定形状のエッチング保護層を形成し、Al膜のエッチング処理を行い、その後エッチンク゛保護層を剥離し、所定形状のAl金属反射板の多面付けパターン形成を行い、最後にSiN等の保護膜の形成を行っていた。この為、Al膜のパターニング工程におけるエッチンク゛保護層の剥離時の薬液の暴露や、工程条件の少しのゆらぎなどで発生する腐食等により、Al膜の品質(反射率・表面荒れ・ムラ等)を確保することができない問題があった。
As a countermeasure against this, as an alternative to applying a photosensitive resist material, there is a film formation of a silicon nitride (SiN) film by a CVD method in which a uniform film formation is easily obtained. However, in the existing manufacturing method, when forming a multi-sided metal film pattern on a single glass substrate by a single wafer method, a photosensitive resist is applied after the Al film is formed, and etching protection of a predetermined shape is performed by a photolithography method. A layer was formed, an Al film was etched, the etching protective layer was peeled off, a multi-faced pattern of an Al metal reflector having a predetermined shape was formed, and finally a protective film such as SiN was formed. For this reason, the quality of Al film (reflectance, surface roughness, unevenness, etc.) can be reduced by exposure to chemicals during peeling of the etching protective layer in the patterning process of Al film and corrosion caused by slight fluctuations in process conditions. There was a problem that could not be secured.
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、反射材である金属膜上における保護膜の塗布等によるムラを回避し、かつ、エッチング保護膜剥離工程における剥離液等の薬液による暴露を回避することで、安定した金属膜層の品質を確保し、枚葉方式の多面付け生産での金属膜の安定した品質を維持できる反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法と、それによって得られるムラの発生しないカラーフィルタ基板を提供することを課題としている。 The present invention has been made to solve the above-described problem, avoids unevenness due to application of a protective film on a metal film as a reflector, and uses a chemical such as a peeling liquid in the etching protective film peeling step. By avoiding exposure, a method for producing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device that ensures the quality of a stable metal film layer and can maintain the stable quality of the metal film in single-sided multi-face production, An object of the present invention is to provide a color filter substrate that does not cause unevenness.
本発明の請求項1に係る発明は、基板上に複数の画面パターンが面付けされた反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法であって、その製造方法の順番が、(1)基板上全面に金属膜を成膜する、金属膜形成工程と、(2)前記金属膜上に無機保護膜を成膜する、無機保護膜形成工程と、(3)ドライエッチング耐性を有する感光性レジストを用いて、前記無機保護膜上に前記ドライエッチング耐性膜を前記複数の画面にパターン形成する、ドライエッチング耐性膜形成工程と、(4)前記無機保護膜の前記ドライエッチング耐性膜に被覆されていない部位をドライエッチング処理にて除去することで、前記無機保護膜にパターン形成を行う無機保護膜ドライエッチング工程と、(5)前記無機保護膜上の前記ドライエッチング耐性膜を剥離する、ドライエッチング耐性膜剥離工程と、(6)前記基板上の、前記無機保護膜の非被覆部である露出された前記金属膜をエッチング処理にて除去して前記複数の画面にパターン形成する、金属膜エッチング工程と(7)前記(6)でパターン形成された前記基板上の全面に、感光性着色樹脂組成物を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光し、現像し、焼成する着色画素のパターンニング形成を、所望する色数に従って繰り返す、着色層形成工程と、であることを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法である。 The invention according to claim 1 of the present invention is a method for manufacturing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device having a plurality of screen patterns imposed on a substrate, the order of the manufacturing method being: (1) substrate A metal film forming step of forming a metal film on the entire upper surface; (2) an inorganic protective film forming step of forming an inorganic protective film on the metal film; and (3) a photosensitive resist having dry etching resistance. A dry etching resistant film forming step of patterning the dry etching resistant film on the inorganic protective film on the plurality of screens, and (4) the inorganic protective film covered with the dry etching resistant film. free site by removing boiled dry etching, and an inorganic protective film dry etching step for patterning the inorganic protective layer, (5) the dry etching resistance on the inorganic protective layer And (6) removing the exposed metal film, which is an uncovered portion of the inorganic protective film, on the substrate by an etching process, and removing the conductive film. (7) A photosensitive colored resin composition is applied and dried on the entire surface of the substrate patterned in (6), and exposed through a predetermined mask. developing the patterned formation of colored pixels of firing is repeated in accordance with a desired number of colors, a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device for color filter substrate, which is a, a colored layer forming step.
また、本発明は、前記ドライエッチング耐性膜形成工程(3)において、アレイ基板との貼り合せ用のアライメントマークおよびアクセサリーマーク等の形状で前記無機保護膜上に前記ドライエッチング耐性膜を同時にパターン形成し、その後、前記無機保護膜ドライエッチング工程(4)、前記ドライエッチング耐性膜剥離工程(5)、前記金属膜エッチング工程(6)を経由することで、前記無機保護膜と同寸同形の金属膜による前記アライメントマークおよび前記アクセサリーマーク等が形成される。 The present onset Ming, the dry etching resistance film forming step (3), the dry etching resistance film on the inorganic protective layer in the form of such an alignment mark and accessories mark for bonding the array substrate simultaneously pattern After forming, through the inorganic protective film dry etching step (4), the dry etching resistant film peeling step (5), and the metal film etching step (6), the same dimensions and shape as the inorganic protective film wherein by the metal film alignment mark and the accessory mark etc. Ru is formed.
次に、本発明の請求項2に係る発明は請求項1に記載した反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によって得られることを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板である。 Next, an invention according to claim 2 of the present invention is a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device obtained by the method for producing a color filter for a reflective liquid crystal display device according to claim 1 .
本発明においては、上記したように金属膜の成膜後、金属膜エッチング工程以前の工程にて無機保護膜が形成されている為、金属膜エッチング保護膜の形成、エッチング処理およびエッチング保護膜の剥離処理において、金属膜が剥離液等の薬液および周囲環境雰囲気に暴露されることがない。それに対して従来方法では、保護膜としての窒化珪素(SiN)膜の前工程にて、金属膜のエッチング処理およびエッチング保護膜の剥離処理を行っていた為、金属膜が剥離液等の薬液に暴露されることが回避できなかった。その結果、本発明により、従来問題となっていた、金属膜のパターニング工程におけるエッチンク゛保護層の剥離時の薬液の暴露や、工程条件の少しのゆらぎによる、金属膜の腐食による反射率の低下、表面荒れ・ムラ等に起因する明るさの低下や表示ムラの発生を解消することが可能となった。 In the present invention, since the inorganic protective film is formed in the process before the metal film etching process after the metal film is formed as described above, the formation of the metal film etching protective film, the etching process, and the etching protective film In the peeling process, the metal film is not exposed to a chemical solution such as a peeling solution and the ambient environment. On the other hand, in the conventional method, since the metal film etching process and the etching protective film peeling process were performed in the previous process of the silicon nitride (SiN) film as the protective film, the metal film was turned into a chemical solution such as a peeling liquid. Exposure could not be avoided. As a result, according to the present invention, the reduction in reflectance due to the corrosion of the metal film due to the exposure of the chemical solution at the time of peeling the etching protective layer in the patterning process of the metal film and the slight fluctuation of the process conditions, It has become possible to eliminate the decrease in brightness and display unevenness caused by surface roughness and unevenness.
また、多面付け基板に必須のアライメントマークおよびアクセサリーマーク等といった精細なパーン形成が同時に形成可能であり、枚葉方式の多面付け量産対応において、安定した品質を確保することが可能となった。さらに、従来方法に比べ、金属膜上の無機保護膜が金属膜エッチング工程でのエッチング保護膜を兼ねる為、金属膜のエッチング工程において通常必要とされるエッチング保護膜工程(塗布・パターニング・剥離等)が削減できる利点がある。 In addition, fine panning such as alignment marks and accessory marks, which are indispensable for a multi-sided substrate, can be simultaneously formed, and stable quality can be ensured in the case of single-wafer multi-sided mass production. Furthermore, compared to conventional methods, the inorganic protective film on the metal film also serves as an etching protective film in the metal film etching process, so the etching protective film process (coating, patterning, peeling, etc.) that is usually required in the metal film etching process ) Can be reduced.
以下に本発明による反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法を、その一実施形態に基づいて図を用いて説明する。以下の説明で使用する符号は背景技術で既に説明した透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の従来技術と共通する部分については新たな番号を付与させることなく同一の番号を用いる。 Hereinafter, a method for manufacturing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings based on an embodiment thereof. In the following description, the same reference numerals are used without assigning new numbers to portions common to the prior art of the color filter substrate for a transmissive liquid crystal display device already described in the background art.
図2は、本発明による反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法によって得られた反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の一実施形態での構成を部分断面で示した模式図である。図2に示すように、この反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板1は、基板11上に、金属膜18、無機保護膜17、透明着色層14、透明導電膜15が形成されたものである。このカラーフィルタ基板1を、図3に示すように、対向基板として、アレイ基板であるTFT基板2とを一定の間隙で貼り合わせ、液晶3をその間隙注入することで、TFT基板2側から視認する反射型液晶表示装置が得られる。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device obtained by the method for manufacturing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 2, the color filter substrate 1 for a reflective liquid crystal display device is obtained by forming a metal film 18, an inorganic protective film 17, a transparent colored layer 14, and a transparent conductive film 15 on a substrate 11. . As shown in FIG. 3, the color filter substrate 1 is attached to the TFT substrate 2 which is an array substrate as a counter substrate with a certain gap, and a liquid crystal 3 is injected into the gap to visually recognize the color filter substrate 1 from the TFT substrate 2 side. A reflective liquid crystal display device is obtained.
上記した本発明の反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板は、少なくとも以下の工程を経ることで得られる。図4は、本発明の、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造法の一実施形態を部分断面で説明する模式図である。 The above-described color filter substrate for a reflective liquid crystal display device of the present invention can be obtained through at least the following steps. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining, in a partial cross section, an embodiment of a method for producing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device according to the present invention.
まず、図4(a)に示すように、無アルカリガラス等の基板11上全面に反射率の高い金属膜18を成膜する。反射率の高い金属にはアルミニウム、銀、白金、ロジウム等があるが、安価で合金とすることで安定性にも優れたアルミニウムとその合金が好ましく使用できる。Al膜はDCマグネトロンスパッタリング法や抵抗加熱の真空蒸着により基板11上全面に成膜する。膜厚としては、少なくとも100nm程度以上必要であり、100nm〜200nmが適当である。500nm以上とすることも可能であるが、反射率への寄与は少なく、経済的・生産性の点で不利である。 First, as shown in FIG. 4A, a highly reflective metal film 18 is formed on the entire surface of the substrate 11 such as alkali-free glass. Aluminum, silver, platinum, rhodium, etc. are examples of metals having high reflectivity, but aluminum and its alloys that are inexpensive and excellent in stability can be preferably used. The Al film is formed on the entire surface of the substrate 11 by DC magnetron sputtering or resistance heating vacuum deposition. The film thickness is required to be at least about 100 nm, and 100 nm to 200 nm is appropriate. Although it is possible to set the thickness to 500 nm or more, the contribution to the reflectance is small, which is disadvantageous in terms of economy and productivity.
基板11としては、石英ガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板があり、一般的に無アルカリガラス基板が好適に使用できる。さらに、本発明に係る反射型液晶表示装置が透過型との併用をしない完全反射型液晶表示装置として適用する場合には、光反射層を基板の液晶層側に設けるために、使用する基板が透明であったり、光学的等方性を持つ必要が無く、従来液晶表示装置用の基板として使用できなかった耐熱性に優れたエンジニアリングプラスチック等も使用可能である。 As the substrate 11, there is a glass substrate such as quartz glass or non-alkali glass, and generally an alkali-free glass substrate can be preferably used. Further, when the reflection type liquid crystal display device according to the present invention is applied as a complete reflection type liquid crystal display device which is not used in combination with the transmission type, the substrate to be used is provided to provide the light reflection layer on the liquid crystal layer side of the substrate. It is not necessary to be transparent or have optical isotropy, and engineering plastics having excellent heat resistance that could not be used as a substrate for a conventional liquid crystal display device can be used.
次に、図4(b)に示すように、この金属膜18上に無機保護膜17を成膜する。無機保護膜17としては、カラーフィルタ層を形成するためのカラーレジストの現像液でエッチングされない保護膜として、CVD(Chemical Vapor Deposition)方式を用いた窒化珪素(SiN)が、製膜の安定性・均一性および保護膜としての物性の点で好ましく使用できる。無機保護膜17としては、窒化珪素以外にもSiO2等が使用でき、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、溶液法等で適用可能である。 Next, as shown in FIG. 4B, an inorganic protective film 17 is formed on the metal film 18. As the inorganic protective film 17, silicon nitride (SiN) using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is used as a protective film that is not etched with a color resist developer for forming a color filter layer. It can be preferably used in terms of uniformity and physical properties as a protective film. As the inorganic protective film 17, SiO 2 or the like can be used in addition to silicon nitride, and can be applied by a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, a solution method, or the like.
無機保護膜17の厚さは、用いられる無機化合物の種類・構成により最適条件が異なるが、300〜800nmの範囲が好ましく、その値は適宜選択される。より好ましくは、400〜600nmの範囲である。 The optimum thickness of the inorganic protective film 17 varies depending on the type and configuration of the inorganic compound used, but is preferably in the range of 300 to 800 nm, and the value is appropriately selected. More preferably, it is the range of 400-600 nm.
次に、図4(c)に示すように、ドライエッチング耐性を有する感光性レジストを用いて、公知のフォトリソ法を用いて、無機保護膜17上にドライエッチング耐性膜19を所定の形状にてパターン成膜する。 Next, as shown in FIG. 4C, a dry etching resistant film 19 is formed in a predetermined shape on the inorganic protective film 17 by using a known resist using a photosensitive resist having dry etching resistance. A pattern is formed.
その後、図4(d)に示すように、公知の活性ガスのプラズマを用いたプラズマエッチング等の方式を用いてドライエッチング処理を行い、ドライエッチング保護膜19に被覆されていない部位のSiN膜等の無機保護膜17のエッチング処理を行って除去する。 Thereafter, as shown in FIG. 4D, a dry etching process is performed using a known method such as plasma etching using active gas plasma, and a SiN film or the like in a portion not covered with the dry etching protective film 19 The inorganic protective film 17 is removed by etching.
次いで、図4(e)に示すように、無機保護膜17上のドライエッチング耐性膜19を剥離して、金属膜18上に無機保護膜17のパターン形成を行う。このドライエッチング耐性膜19の剥離は、公知の湿式剥離方式、あるいは、エッチングスピードをコントロールしたドライエッチング方式が適宜採用できる。 Next, as shown in FIG. 4E, the dry etching resistant film 19 on the inorganic protective film 17 is peeled off, and the inorganic protective film 17 is formed on the metal film 18. For the peeling of the dry etching resistant film 19, a known wet peeling method or a dry etching method in which the etching speed is controlled can be appropriately employed.
次に、図4(f)に示すように、透明基板11上の、無機保護膜17の非被覆部である露出された金属膜18をエッチング処理にて除去して複数の画面にパターン形成する。この場合も、公知の燐酸、硝酸、酢酸等の酸を混合した混酸を用いたウエットエッチング方式が適宜採用できる。これで、所定の反射層の画面パターンを有した多面付け基板が得られる。 Next, as shown in FIG. 4F, the exposed metal film 18 that is the non-covered portion of the inorganic protective film 17 on the transparent substrate 11 is removed by etching to form a pattern on a plurality of screens. . Also in this case, a wet etching method using a mixed acid obtained by mixing a known acid such as phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid can be appropriately employed. Thus, a multi-sided substrate having a screen pattern of a predetermined reflective layer is obtained.
本発明の製造方法においては、前述したドライエッチング耐性膜形成工程において、アレイ基板との貼り合せ用のアライメントマークおよびアクセサリーマーク20の形状で、無機保護膜17上にドライエッチング耐性膜19を同時にパターン成膜し、その後、無機保護膜ドライエッチング工程、ドライエッチング耐性膜剥離工程、金属膜エッチング工程を経由することで、無機保護膜17と同寸同形の金属膜18によるアライメントマークおよびアクセサリーマーク20が形成される。そのため、枚葉方式における多面付けカラーフィルタ基板1の製造時の位置合わせ精度の確保や、この多面付け基板を用いたカラーフィルタ基板1を対向基板として、アレイ基板であるTFT基板2とを一定の間隙で貼り合わせる再に、マーク検出が容易であり、パネルを精度良く製造することが可能となる。 In the manufacturing method of the present invention, the dry etching resistant film 19 is simultaneously patterned on the inorganic protective film 17 in the shape of the alignment mark and the accessory mark 20 for bonding to the array substrate in the above-described dry etching resistant film forming step. The alignment mark and the accessory mark 20 are formed by the metal film 18 having the same shape and shape as the inorganic protective film 17 by forming the film and then passing through the inorganic protective film dry etching process, the dry etching resistant film peeling process, and the metal film etching process. It is formed. Therefore, it is possible to ensure the alignment accuracy during the production of the multi-sided color filter substrate 1 in the single-wafer method, and to fix the TFT substrate 2 as an array substrate with the color filter substrate 1 using the multi-sided substrate as a counter substrate. It is easy to detect the mark when it is pasted at the gap, and the panel can be manufactured with high accuracy.
図5は、本発明に係る、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造法の概略を斜視で説明する模式図である。図5(a)に示す金属膜成膜工程、図5(b)に示す無機保護膜の成膜工程、そして、図5(c)に示す無機保護膜のドライエッチング処理工程、図5(d)に示す金属膜のエッチング処理工程、図5(e)に示す透明着色層(RGB)の形成工程、図5(f)に示す透明電極・ITOの成膜工程を経て得られた多面付け基板にカラーフィルタを形成した。すなわち、金属膜18を介して形成された無機保護膜17を含むこの複数の画面にパターン形成された多面付け透明基板上の全面に、公知のフォトリソ法を用いて、感光性着色樹脂組成物を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光し、現像し、焼成して着色画素をパターンニング形成する。この工程をRGB等所望する色数に従って繰り返すことで着色層を形成した。その後、この基板に公知の方法にてITO層の形成を行い、先に説明した、図2に示す、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板1が得られる。 FIG. 5 is a schematic view for explaining an outline of a method for manufacturing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device according to the present invention in perspective. 5A, the metal protective film forming process shown in FIG. 5B, the inorganic protective film dry etching process shown in FIG. 5C, and FIG. 5), a transparent colored layer (RGB) forming step shown in FIG. 5 (e), and a transparent electrode / ITO film forming step shown in FIG. 5 (f). A color filter was formed. That is, the photosensitive colored resin composition is applied to the entire surface of the multi-sided transparent substrate patterned on the plurality of screens including the inorganic protective film 17 formed through the metal film 18 by using a known photolithography method. It is applied and dried, exposed through a predetermined mask, developed, and baked to pattern colored pixels. By repeating this process according to the desired number of colors such as RGB, a colored layer was formed. Thereafter, an ITO layer is formed on this substrate by a known method, and the color filter substrate 1 for a reflective liquid crystal display device shown in FIG. 2 described above is obtained.
ここで、本発明のカラーフィルタ基板では、光が反射して各構成材料を2度透過することになるため、従来の透過型と同じ顔料濃度では暗くなってしまう。そこで、着色層の厚さを変更する代わりに、着色層の顔料濃度を調整し、所定の色を再現することが好ましい。また、偏光膜も表面に1枚のみ使用する。なお、特開平11−160682号公報で開示されている、液晶と高分子とが互いに分散された液晶高分子複合層からなる反射型液晶表示素子を用いた場合、偏光板が不要であるため、偏光板での光の吸収による光量減少が全く無い。 Here, in the color filter substrate of the present invention, light is reflected and passes through each constituent material twice, so that it becomes dark at the same pigment concentration as the conventional transmission type. Therefore, it is preferable to reproduce the predetermined color by adjusting the pigment concentration of the colored layer instead of changing the thickness of the colored layer. Further, only one polarizing film is used on the surface. In the case of using a reflective liquid crystal display element composed of a liquid crystal polymer composite layer in which a liquid crystal and a polymer are dispersed with each other, disclosed in JP-A-11-160682, a polarizing plate is unnecessary. There is no decrease in the amount of light due to light absorption by the polarizing plate.
また、従来の透過型液晶表示装置では、各色に着色された透過光の混色を防止するために、遮光膜13を設けていたが、本発明に係る反射型液晶表示装置では、光の反射・利用効率の点で必ずしも遮光膜を必要としない。 Further, in the conventional transmissive liquid crystal display device, the light shielding film 13 is provided in order to prevent the mixed color of the transmitted light colored in each color. However, in the reflective liquid crystal display device according to the present invention, the reflection / reflection of light is performed. A light shielding film is not necessarily required in terms of utilization efficiency.
本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物は、その必須成分として、光重合性モノマー、樹脂バインダー、重合開始剤、着色剤及び溶剤を含有するものである。また、分散剤、光増感剤、連鎖移動剤などの添加剤を含有するものであっても良い。 The photosensitive colored resin composition used in the present invention contains, as its essential components, a photopolymerizable monomer, a resin binder, a polymerization initiator, a colorant and a solvent. Moreover, you may contain additives, such as a dispersing agent, a photosensitizer, and a chain transfer agent.
光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性着色組成物の塗布膜を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーである。このような光重合性モノマーとしては、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる。光重合性モノマーの含有量は、組成物の総量100質量%に対して20質量%以下であることが好ましい。また、露光感度、得られる膜厚とパターンの解像性及び耐溶剤性の観点から、1質量%以上であることが好ましい。 The photopolymerizable monomer is polymerized by irradiation with exposure light to change the coating film of the photosensitive coloring composition to be insoluble in the developer. Generally, it is a monomer whose polymerization is induced by radicals. As such a photopolymerizable monomer, a polyfunctional urethane acrylate obtained by reacting a (meth) acrylate having a hydroxyl group with a polyfunctional isocyanate can be used. The content of the photopolymerizable monomer is preferably 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the total amount of the composition. Moreover, it is preferable that it is 1 mass% or more from a viewpoint of exposure sensitivity, the film thickness obtained, and the resolution of a pattern, and solvent resistance.
バインダー樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であり、溶剤可溶性樹脂、または
アルカリ可溶性樹脂が好ましい。溶剤可溶性樹脂は、現像液として用いられる溶剤に対する溶解性が高い樹脂が好ましい。アルカリ可溶性樹脂は酸価を有する樹脂であり、感光性着色組成物をアルカリ現像型とするために用いられる。バインダー樹脂としては、カラーフィルタの製造工程において高温加熱の処理が行われるため、加熱処理においても耐性の良い樹脂を用いることが好ましい。さらに、カラーフィルタの製造工程において、感光性着色組成物の被膜を熱硬化した後に種々の溶剤や薬品による処理も行われるため、硬化被膜としたときに耐溶剤性や耐薬品性に優れる樹脂を用いることが好ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂としては、溶剤可溶性樹脂またはアルカリ可溶性樹脂に加え、耐熱性や密着性などの特性の付与を目的として、溶剤可溶性、アルカリ可溶性を有しない樹脂を含有させることもできる。
The binder resin is a resin having a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region, and is preferably a solvent-soluble resin or an alkali-soluble resin. The solvent-soluble resin is preferably a resin having high solubility in a solvent used as a developer. The alkali-soluble resin is a resin having an acid value and is used to make the photosensitive coloring composition an alkali developing type. As the binder resin, since a high-temperature heating process is performed in the manufacturing process of the color filter, it is preferable to use a resin having good resistance even in the heating process. Furthermore, in the color filter manufacturing process, the photosensitive coloring composition film is thermally cured and then treated with various solvents and chemicals. Therefore, a resin having excellent solvent resistance and chemical resistance when cured is used. It is preferable to use it. Examples of the alkali-soluble resin include (meth) acrylic acid copolymers, styrene-maleic acid copolymers, and polyester resins having a carboxyl group. As the binder resin, in addition to the solvent-soluble resin or the alkali-soluble resin, for the purpose of imparting characteristics such as heat resistance and adhesion, a resin having no solvent solubility or alkali solubility may be contained.
着色剤は、透明着色皮膜を着色して、液晶表示装置の表示光を着色するものである。顔料や染料を利用することができるが、耐久性に優れている点で、顔料を使用することが望ましい。顔料としては、有機顔料と無機顔料のいずれであっても良いが、有機顔料が好ましく使用できる。また、その配合量は特に限定されるものではない。 The colorant colors the transparent colored film and colors the display light of the liquid crystal display device. Although pigments and dyes can be used, it is desirable to use pigments because of their excellent durability. The pigment may be either an organic pigment or an inorganic pigment, but an organic pigment can be preferably used. Moreover, the compounding quantity is not specifically limited.
着色剤として顔料を使用する場合には、この顔料を分散させるための分散剤を含有させることが望ましい。分散剤としては、界面活性剤等が使用される。 When a pigment is used as the colorant, it is desirable to contain a dispersant for dispersing the pigment. As the dispersant, a surfactant or the like is used.
感光性着色樹脂組成物に好適に用いられる光重合開始剤としては、例えば、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、等のオキシムエステル系光重合開始剤、ヨードニウムボレート、スルホニウムボレート、アンモニウムボレートなどのオニウムボレート系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等の化合物が用いられる。上記光重合開始剤は、単独あるいは2種以上混合して用いてもよい。 Examples of the photopolymerization initiator suitably used for the photosensitive colored resin composition include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2- Hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino- Acetophenone-based photopolymerization initiators such as 1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin-based and benzophenone-based photopolymerizations such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyldimethyl ketal Initiator, benzofe Non, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, oxime ester photopolymerization initiators, onium borate photopolymerization initiators such as iodonium borate, sulfonium borate, ammonium borate, imidazole light A compound such as a polymerization initiator is used. You may use the said photoinitiator individually or in mixture of 2 or more types.
本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物には、重合開始剤に加えて光重合開始剤の反応性を向上させる目的で、増感剤として下記のような光重合開始剤を併用することも好ましく、例えばα−アシロキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を使用することもでき、単独あるいは2 種以上を混合して使用してもよい。 The photosensitive colored resin composition used in the present invention may be used in combination with the following photopolymerization initiator as a sensitizer for the purpose of improving the reactivity of the photopolymerization initiator in addition to the polymerization initiator. Preferably, for example, α-acyloxime ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethylisophthalophenone, 3, Compounds such as 3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone may be used, or a mixture of two or more may be used. .
本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物には、重合禁止剤を添加することができる。感光性着色組成物において、重合禁止剤の質量(Q)に対する光重合開始剤の質量(I)の比I/Qは、30以上500未満であり、40以上450未満であることが好ましく、50以上400未満であることがより好ましい。前記比I/Qが30未満の場合は、紫外線照射時に光重合開始剤から発生するラジカルが重合禁止剤により失活される速度が非常に大きくなり、光反射領域が硬化不足となるため、現像工程で感光性着色組成物の被膜が透明基板からはがれやすくなり好ましくない。また、前記比I/Qが500以上の場合は
、紫外線照射時に光重合開始剤から発生するラジカルが重合禁止剤により失活される速度が小さくなるため、実効的な紫外線照射量の小さい光反射領も十分硬化し、膜厚の薄い光反射領域を形成することが困難であるため好ましくない。
A polymerization inhibitor can be added to the photosensitive colored resin composition used in the present invention. In the photosensitive coloring composition, the ratio I / Q of the mass (I) of the photopolymerization initiator to the mass (Q) of the polymerization inhibitor is 30 or more and less than 500, preferably 40 or more and less than 450. More preferably, it is less than 400. When the ratio I / Q is less than 30, the rate at which radicals generated from the photopolymerization initiator upon UV irradiation are deactivated by the polymerization inhibitor becomes very large, and the light reflecting area becomes insufficiently cured. In the process, the coating of the photosensitive coloring composition tends to peel off from the transparent substrate, which is not preferable. When the ratio I / Q is 500 or more, the rate at which radicals generated from the photopolymerization initiator during UV irradiation are deactivated by the polymerization inhibitor is reduced, so that light reflection with a small effective UV irradiation amount is reduced. This is not preferable because the region is sufficiently cured and it is difficult to form a light reflecting region with a thin film thickness.
感光性着色組成物に用いられる重合禁止剤としては、カテコール、レゾルシノール、1,4−ヒドロキノン、2−メチルカテコール、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、2−エチルカテコール、3−エチルカテコール、4−エチルカテコール、2−プロピルカテコール、3−プロピルカテコール、4−プロピルカテコール、2−n−ブチルカテコール、3−n−ブチルカテコール、4−n−ブチルカテコール、2−tert−ブチルカテコール、3−tert−ブチルカテコール、4−tert−ブチルカテコール、3,5−ジ−tert−ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物等が挙げられる。 Examples of the polymerization inhibitor used in the photosensitive coloring composition include catechol, resorcinol, 1,4-hydroquinone, 2-methylcatechol, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-ethylcatechol, 3-ethylcatechol, 4 -Ethyl catechol, 2-propyl catechol, 3-propyl catechol, 4-propyl catechol, 2-n-butyl catechol, 3-n-butyl catechol, 4-n-butyl catechol, 2-tert-butyl catechol, 3-tert Examples thereof include alkyl catechol compounds such as -butyl catechol, 4-tert-butyl catechol, and 3,5-di-tert-butyl catechol.
また、本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよい。多官能チオールの使用量は、着色剤100質量部に対し、0.01〜50.0質量部が好ましく、より好ましくは0.05〜30.0質量部である。 The photosensitive colored resin composition used in the present invention can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent. The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. The amount of the polyfunctional thiol used is preferably 0.01 to 50.0 parts by mass, more preferably 0.05 to 30.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant.
溶剤は、基板上への均一な塗布を可能とすると共に、着色剤を均一に分散させる機能を有するものである。溶剤としては、水溶性有機溶剤等が利用できる。水溶性有機溶剤は、着色剤及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。 The solvent has a function of uniformly dispersing the colorant while allowing uniform application on the substrate. As the solvent, a water-soluble organic solvent or the like can be used. The water-soluble organic solvent functions to wet the colorant and water-soluble inorganic salt, and is not particularly limited as long as it dissolves (mixes) in water and does not substantially dissolve the inorganic salt to be used. However, a high boiling point solvent having a boiling point of 120 ° C. or higher is preferable from the viewpoint of safety because the temperature rises during salt milling and the solvent is easily evaporated.
水溶性有機溶剤としては、例えば、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール、エチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジエチルエーテル、エチルセロソルブ、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、等が挙げられる。水溶性有機溶剤は、着色剤の全質量を基準(100質量%)として、5〜1000質量%用いることが好ましく、50〜500質量%用いることが最も好ましい。 Examples of the water-soluble organic solvent include 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2- (isopentyloxy) ethanol, 2- (hexyloxy) ethanol, diethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, liquid Polyethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, liquid polypropylene glycol, ethyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol diethyl ether, ethyl cellosolve, methyl ethyl ketone, acetate Le, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, and the like. The water-soluble organic solvent is preferably used in an amount of 5 to 1000% by mass, and most preferably 50 to 500% by mass, based on the total mass of the colorant (100% by mass).
本発明の感光性着色樹脂組成物は、公知の方法により調製することができる。例えば、光重合性モノマー又は樹脂バインダー、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を予め混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残りの成分を添加する等である。ここで、顔料や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター等の各種分散装置を用いて行うことができる。 The photosensitive colored resin composition of the present invention can be prepared by a known method. For example, a pigment composition prepared by mixing a pigment and a dispersant in advance is added to a solution obtained by dissolving a photopolymerizable monomer or a resin binder, or both in a solvent, and then the remaining components are added. is there. Here, the pigment and the dispersant can be dispersed using various dispersing devices such as a three-roll mill, a two-roll mill, a sand mill, a kneader, a dissolver, a high speed mixer, a homomixer, and an attritor.
次に、以上のようにして得られた感光性着色樹脂組成物を基板上に均一に塗布し乾燥させプリベークして塗布膜を形成する。塗布方法としては、スピンコート法、スリットアンドスピンコート法、スピンレス方式、ロールコート等が利用できる。 Next, the photosensitive colored resin composition obtained as described above is uniformly coated on a substrate, dried and prebaked to form a coating film. As a coating method, a spin coating method, a slit and spin coating method, a spinless method, a roll coating, or the like can be used.
露光はプロキシミティーアライナーによる近接露光方式で行うことができる。露光波長
は、通常の超高圧水銀灯より得られる紫外線が多く使用される。露光条件としては、露光量250mJ/cm2、照度25.2mW、露光Gap100μm等が例示できる。
The exposure can be performed by a proximity exposure method using a proximity aligner. As the exposure wavelength, ultraviolet rays obtained from a normal ultra-high pressure mercury lamp are often used. Examples of exposure conditions include an exposure amount of 250 mJ / cm 2 , an illuminance of 25.2 mW, and an exposure gap of 100 μm.
本発明が対象とする反射型液晶表示装置は、カラー表示に加え低消費電力ニーズのある産業機器向けのモニターやPDAなどのモバイル使用される。 The reflective liquid crystal display device to which the present invention is applied is used for monitors such as monitors and PDAs for industrial equipment having a need for low power consumption in addition to color display.
次に、露光された塗布膜を現像する。現像液としては、アルカリ水溶液又は有機アルカリ溶液等のアルカリ現像液が使用できる。アルカリ水溶液としては、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等が例示でき、有機アルカリ溶液としては、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等が例示できる。また、必要に応じて消泡剤や界面活性剤が添加された現像液を使用しても良い。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。 Next, the exposed coating film is developed. As the developer, an alkali developer such as an aqueous alkali solution or an organic alkali solution can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include sodium carbonate and caustic soda, and examples of the organic alkaline solution include dimethylbenzylamine and triethanolamine. Moreover, you may use the developing solution to which the antifoamer and surfactant were added as needed. As a development processing method, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, a paddle (liquid accumulation) development method, or the like can be applied.
次に、透明電極としてのITOをスパッタリング法で成膜し、先に述べたカラーフィルタ基板を製造することができる。 Next, ITO as a transparent electrode is formed into a film by a sputtering method, and the color filter substrate described above can be manufactured.
以上説明したように、本発明の製造方法では、金属膜の成膜後、金属膜エッチング工程以前の工程にて無機保護膜が形成されている為、従来問題となっていた、Al膜のパターニング工程におけるエッチンク゛保護層の剥離時の薬液の暴露や、工程条件の少しのゆらぎによる、Al膜の腐食による反射率の低下、表面荒れ・ムラ等に起因する明るさの低下や表示ムラの発生を解消することが可能となる。 As described above, in the manufacturing method of the present invention, since the inorganic protective film is formed in the process before the metal film etching process after the metal film is formed, the patterning of the Al film, which has been a conventional problem, is performed. Reduced reflectivity due to corrosion of Al film due to chemical exposure when removing the etching protective layer in the process, slight fluctuations in process conditions, reduced brightness due to surface roughness and unevenness, and display unevenness It can be solved.
1・・・カラーフィルタ基板 2・・・アレイ基板・TFT基板 3・・・液晶
4・・・バックライト 11・・・基板、ガラス基板 12・・・偏光膜
13・・・遮光膜 14・・・透明着色層(RGB) 15・・・透明電極・ITO
16・・・配向膜 17・・・無機保護膜 18・・・金属膜
19・・・ドライエッチング耐性膜
20・・・アライメントマークおよびアクセサリーマーク
21・・・透明基板(アレイ基板用) 22・・・偏光膜 26・・・配向膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter substrate 2 ... Array substrate / TFT substrate 3 ... Liquid crystal 4 ... Backlight 11 ... Substrate, glass substrate 12 ... Polarizing film
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Light-shielding film 14 ... Transparent colored layer (RGB) 15 ... Transparent electrode and ITO
16 ... Alignment film 17 ... Inorganic protective film 18 ... Metal film
19 ... Dry etching resistant film
20 ... Alignment mark and accessory mark
21 ... Transparent substrate (for array substrate) 22 ... Polarizing film 26 ... Alignment film
Claims (2)
(1)基板上全面に金属膜を成膜する、金属膜形成工程と、
(2)前記金属膜上に無機保護膜を成膜する、無機保護膜形成工程と、
(3)ドライエッチング耐性を有する感光性レジストを用いて、前記無機保護膜上に前記ドライエッチング耐性膜を前記複数の画面にパターン形成する、ドライエッチング耐性膜形成工程と、
(4)前記無機保護膜の前記ドライエッチング耐性膜に被覆されていない部位をドライエッチング処理にて除去することで、前記無機保護膜にパターン形成を行う無機保護膜ドライエッチング工程と、
(5)前記無機保護膜上の前記ドライエッチング耐性膜を剥離する、ドライエッチング耐性膜剥離工程と、
(6)前記基板上の、前記無機保護膜の非被覆部である露出された前記金属膜をエッチング処理にて除去して前記複数の画面にパターン形成する、金属膜エッチング工程と
(7)前記(6)でパターン形成された前記基板上の全面に、感光性着色樹脂組成物を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光し、現像し、焼成する着色画素のパターンニング形成を、所望する色数に従って繰り返す、着色層形成工程と、
であることを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法。 A method of manufacturing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device in which a plurality of screen patterns are imposed on a substrate, the order of the manufacturing method being
(1) A metal film forming step of forming a metal film on the entire surface of the substrate;
(2) an inorganic protective film forming step of forming an inorganic protective film on the metal film;
(3) A dry etching resistant film forming step of patterning the dry etching resistant film on the inorganic protective film on the plurality of screens using a photosensitive resist having dry etching resistance;
(4) and said portion not covered by the dry etching resistance film by removing boiled dry etching, inorganic protective film dry etching step for patterning the inorganic protective film of the inorganic protective layer,
(5) a dry etching resistant film peeling step of peeling the dry etching resistant film on the inorganic protective film;
(6) on said substrate, said the metal layer exposed is a non-covered portion of the inorganic protective film is removed by etching process to pattern the plurality of screens, metal film etching step and (7) the The entire surface of the substrate patterned in (6) is coated and dried with a photosensitive colored resin composition, exposed through a predetermined mask, developed, and patterned to form colored pixels to be baked. Repeated according to the number of colors to be colored,
A method for producing a color filter substrate for a reflective liquid crystal display device.
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