JP2004029400A - Color filter for transflective LCD and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】アレー基板に段差を形成することなく、半透過型LCDを組み立て構成した場合であっても、表示画面に不要な着色や、色ムラの生じることを防止し、良好な表示画面を得ることのできる半透過型LCD用カラーフイルターを提供することである。
【解決手段】反射表示部、及び透過表示部の基板上にRGB材料層を形成し、反射表示部の前記RGB材料層内にスルーホールパターンを形成し、反射表示部RGB材料層上に、透明樹脂層(W層)を積層形成した半透過型用カラーフイルターの製造方法である。また、透過表示部、反射表示部にそれぞれ異なるセルギャップを形成し、前記透明樹脂層に光散乱性を持たせたことを特徴とする半透過型LCD用カラーフイルター。
【選択図】図1An object of the present invention is to prevent a display screen from being unnecessarily colored or causing color unevenness even when a transflective LCD is assembled and formed without forming a step on an array substrate, and to obtain a good display screen. To provide a color filter for a transflective LCD.
An RGB material layer is formed on a substrate of a reflective display unit and a transmissive display unit, a through hole pattern is formed in the RGB material layer of the reflective display unit, and a transparent material is formed on the RGB material layer of the reflective display unit. This is a method of manufacturing a color filter for a transflective type in which a resin layer (W layer) is formed by lamination. A transflective color filter for a transflective LCD, wherein different cell gaps are formed in the transmissive display section and the reflective display section, respectively, and the transparent resin layer has light scattering properties.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過型LCD用カラーフイルタ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半透過型液晶表示装置(半透過型LCD)は、カラーフイルタ基板と液晶駆動用の画素電極や回路等を形成した基板(アレー基板)とで液晶樹脂を挟持しており、バックライトからの光源を透過して表示する透過表示部と、アレー側に反射板を備え外光を反射させて表示する反射表示部を備えた方式である。
【0003】
カラーフイルタ基板には、基板上に複数の着色画素層が形成されている。前記着色画素層は、層内を通過する光を所定の色に着色するもので、透明樹脂中に、着色顔料等の着色剤を分散させたものが一般的である(以下着色画素層をRGB材料層と記す)。半透過型LCD用カラーフイルタ基板では、1画素中に、透過表示部用のRGB材料層と、反射表示部用のRGB材料層とを有している。半透過型LCDの画素表示にあたっては、十分に明るい外光が入射する使用環境では反射表示部のみで画素表示を行うことが可能だが、明るい外光が入射しない場合、透過表示部と反射表示部とを併用する使用方法が一般的である。
【0004】
前記併用する使用方法では、透過表示部で形成する画像と反射表示部で形成する画像を同時に画像として認識するため、画面に写し出された画像が、動きのある画像も含めて自然な画面となることが重要である。当然明るさ、カラーバランス等のカラー特性に付いても技術上はクリアーすることが必要なことである。
【0005】
アレー側に反射板を備え、半透過型LCD内に入射する外光線を反射させて表示する前記反射表示部においては、カラーフイルタ表示面から入射した外光線はカラーフイルタを構成するRGB材料層内を通過した後、液晶樹脂層内を通過し、アレー側の反射板で反射される。前記反射光は、前記の液晶樹脂を通過後、カラーフイルタのRGB材料層内を通過し、カラーフイルタ表示面から外部にでる。すなわち、反射表示部にあっては光が往復する。そのため、反射表示部では、光の減衰が生じるため、画素表示が暗くなる等の問題が生じていた。
【0006】
上記の問題を解決する方法として、従来の技術では、以下の方法が提案されている。
【0007】
すなわち、図3(a)に示すように、透過表示部用の着色材料にて透過表示部3のRGB材料層12aを形成する。また、反射表示部2には、より着色剤の配合比が少く、透過率がより高い反射表示用の着色材料にて反射表示部のRGB材料層12bを形成する。すなわち、この方法は、各色毎にRGB材料層の層形成するプロセスを2回繰返し行うもので、例えば、R(赤)色、G(緑)色、B(青)色の3色からなるカラーフイルタでは6色のRGB材料層を層形成することになる。
【0008】
しかし、この製造方法では、RGB材料層を塗布形成するプロセスが各色毎に2回繰り返されるため、生産設備の負荷が大きく、設備のバランスが崩れる恐れがある。前記プロセスの材料費が割高になり、工数等がダブルに影響するため生産コストが割高となる問題がある。
【0009】
このため以下の方法が提案されている。すなわち、図3(b)に示すように、同じ着色材料を用いて、透過表示部2と反射表示部3に同時にRGB材料層を塗布形成するが、反射表示部3のRGB材料層12bの画素内にスルーホール14(着色画素層を形成しない貫通領域)をパターン形成し、高い透過率を備えたRGB材料層とする方法である。前記画素内のスルーホール14の形状は円パターン、又は、ストライプの溝状パターン等を形成し、前記画素のカラー特性を調整する方法が一般的である。
【0010】
なお、この製造方法では、画素内にスルーホールのパターン形成したため、前記画素に段差が生じる。そのため、カラーフイルタの全面に透明樹脂を塗布し、OC層15を形成し、表面平坦化する必要がある。
【0011】
次に、従来のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタの製造方法を説明する。
【0012】
図4は、従来のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタの一例を示す製造工程図である。まず、所定の材質で、片側全表面に金属薄膜(遮光膜用)を具備したカラーフイルタ用の基板19を工程に投入する。
(a)最初に、前記基板に所定のパターンとした遮光膜31を形成する。すなわち、まず前記金属薄膜上に感光性のレジスト樹脂を塗布しレジスト層を形成する。予め準備した遮光膜用パターンを備えた遮光膜用フォトマスクを用いて所定光源を照射露光して、前記レジスト層に遮光膜パターンを転写後、所定の現像処理をする。次に、遮光膜用パターンを備えた前記レジスト層をマスクとして露出した前記金属薄膜部をエッチング処理し、遮光膜31のパターンを形成する。(図4(a)参照)ここで遮光膜31間の各開口部が各々1画素となる。
(b)前記画素内にRGB材料層を形成する。すなわち、前記基板上の前記遮光膜から開口部まで全面に1色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にR(赤)色顔料を分散させたR材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にR材料レジストの塗布層を形成する。予め準備したR層用パターンを備えたR層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にR層パターンを転写後、所定の現像処理を行ってR層32のパターンを形成する。前記R層フォトマスクはR層用パターンを備えている。該パターンは所定のスルーホールパターンを具備した反射表示部の画素パターンと、透過表示部の画素パターンである。
(c)次いで、2色目のRGB材料層を形成する。すなわち、前記基板上の遮光膜から開口部及びR層の上全面に2色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にG色顔料を分散させたG(緑)材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にG材料レジストの塗布層を形成する。予め準備したG層用スルーホールパターンを備えた反射表示部用パターンと、透過表示部用パターンを有するG層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にG層パターンを転写後、所定の現像処理を行ってG層33のパターンを形成する。前記G層は前記R層を形成した画素の隣の画素に形成されている。
(d)次いで、3色目のRGB材料層を形成する工程は、前記基板上の遮光膜から開口部及びR層、G層の上全面に3色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にB(青)色顔料を分散させたB材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にB材料レジストの塗布層を形成する。予め準備したB層用スルーホールパターンを備えた反射表示部用パターンと、透過表示部用パターンとを有するB層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にB層パターンを転写後、所定の現像処理を行ってB層34のパターンを形成する。前記B層は前記R層、及びG層を形成した画素の隣の画素に形成されている。すなわち、R層32、G層33、B層34の順番に配列するRGB材料層12を形成する。反射表示部の前記RGB材料層はスルーホール14を形成した画素である。(図4(b)参照)
(e)次に、基板上の全面に透明樹脂層よりなるOC層15を塗布形成し、平坦とする。(図4(c)参照)
(f)前記画素内に透明電極13を形成する。前記基板上の遮光膜からRGB材料まで全面に所定の成膜装置、所定の方法によって導電性の材料からなる透明薄膜を形成する。なお、治具等を用いて成膜するため、前記透明薄膜は所定の形状からなる透明電極13として形成されている。(図4(d)参照)
【0013】
上記の処理工程後、基板全体を洗浄して、スルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタが完成する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述したように、前記反射表示部では、入射した外光線はカラーフイルタの表面から、半透過型LCD内部に進入し、アレー側の反射板で反射され後、半透過型LCD外部に放出される。一方の透過表示部では、バックライト光線は透過表示部のアレー側からカラーフイルタの表面に透過するため1回しか液晶樹脂層内を通過しない。
【0015】
すなわち、反射表示部と透過表示部とで液晶樹脂層内を通過する光の光路距離が異なった場合、光の減衰等で満足するカラー特性を得るのは困難であった。例えば、反射表示部では光路距離が2倍となるため黄色味を帯びる等、不要に着色したり、色温度が変化した画面表示となっていた。
【0016】
そのため、半透過型LCDにおいては、液晶樹脂を封入する間隙(セルギャップ)を透過表示部と、反射表示部で各々異なったものとする要求がなされている。
【0017】
従来は、アレー基板に段差を持たせていた。すなわち、アレー基板の液晶樹脂層に接する面側において、反射表示部と透過表示部との表面の段差をもたせたものである。これにより、アレー基板と半透過型用カラーフイルタ基板とで液晶樹脂層を挟持した際に、反射表示部の液晶樹脂層の厚さと、透過表示部の液晶樹脂層の厚さを異なったものとし、液晶樹脂層内を通過する光の光路距離を調整していた。しかし、アレー基板には駆動用回路等を形成しており複雑な構成となっているため、段差の形成は困難であった。
【0018】
本発明は、アレー基板に段差を形成することなく、半透過型LCDを組み立て構成した場合であっても、表示画面に不要な着色や色温度の変化や、色ムラの生じることを防止し、良好な表示画面を得ることのできる半透過型LCD用カラーフイルタを提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る発明は、1画素中に反射表示部と、透過表示部とを有する半透過型LCD用カラーフイルタにおいて、画素内の前記反射表示部にはスルーホールパターンを備えたRGB材料層、及び透過表示部にRGB材料層が形成され、反射表示部のRGB材料層上に、スルーホール内まで充填し、且つ、RGB材料層上を被覆する透明樹脂層を積層形成することで、前記透過表示部と反射表示部との層の厚さを異ならせたことを特徴とした半透過型LCD用カラーフイルタである。
【0020】
次に、本発明の請求項2に係る発明は、前記透過表示部と反射表示部とに形成した層の厚さを、反射表示部の方を厚くしたことを特徴とした請求項1記載の半透過型LCD用カラーフイルタである。
【0021】
本発明の請求項3に係る発明は、前記透明樹脂層が、光散乱性を有することを特徴とした請求項1、又は2項記載の半透過型LCD用カラーフイルタである。
【0022】
本発明の請求項4に係る発明は、1画素中に反射表示部と、透過表示部とを有する半透過型LCD用カラーフイルタの製造方法において、画素内の反射表示部のカラーフイルタの基板上にスルーホールパターンを有するRGB材料層を、また、透過表示部のカラーフイルタの基板上にRGB材料層を同時に形成する工程と、前記スルーホールパターンを備えた反射表示部のRGB材料層上の全面に、スルーホール内まで充填する透明樹脂層を積層形成する工程を有し、前記透過表示部と反射表示部との層厚さを異ならせることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の半透過型LCD用カラーフイルタの製造方法である。
【0023】
本発明の請求項5に係る発明は、前記透明樹脂層の層厚を調整することを特徴とする請求項4記載の半透過型LCD用カラーフイルタの製造方法。
である。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタ及びその製造方法について詳細に説明する。
【0025】
図1は本発明のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタを用いた半透過型LCDの一例を示す側断面図である。
【0026】
図1にしめすように、上部分にアレー基板5があり、下部分にはカラーフイルタ基板4がある。前記の基板(5,4)間に間隙を形成し、該所定の間隙には液晶樹脂8を封入した構造のスルーホール型の半透過型LCD1である。図1は、スルーホール型の半透過型LCDの1画素分の拡大側断面図であり、左側部が反射表示部3であり、右側部は透過表示部2である。また、表示画面は下側のカラーフイルタ用の基板19面である。左側部の反射表示部3においては、外光線は下方から、前記基板19の表面より入射し、アレー基板側の反射板7で反射され再び基板19より射出することで画像を表示する。右側部の透過表示部2では、アレー基板側に設けられたバックライト6の光が基板19より射出することで画像を表示する。
【0027】
前記反射表示部3は、スルーホール14のパターンを有するRGB材料層12bが積層形成され、スルーホール14内まで充填し、且つ反射領域上を被覆する透明樹脂層10、透明電極13、液晶樹脂8、アレー基板9、反射板7の形成する構造である。また、前記透過表示部2は、基板19上にRGB材料層12aが積層形成され、RGB材料層12a上に、透明電極13、液晶樹脂8、アレー基板9、さらにバックライト6の形成によって形成する構造である。前記2つの表示部が1画素を形成し半透過型LCDが構成されている。前記透明電極13の表面と、アレーの基板9上表面に所定の間隙を構成しており、該間隙がセルギャップ20である。該セルギャップ20内に液晶樹脂8が封入された状態である。図1でわかるように、本発明の前記透過表示部3と反射表示部2はそれぞれ異なるセルギャップとなっている。
【0028】
前記カラーフイルタにおいて、反射表示部と透過表示部とでそれぞれ異なる層の厚さ形成している。すなわち、反射表示部はスルーホール14を有するRGB材料層12b、透明樹脂層10、透明電極13の合計の層厚となる。一方、透過表示部はRGB材料層12a、透明電極13、の合計の層厚となる。すなわち、反射表示部に形成した前記透明樹脂層10だけ、反射表示部の層厚が厚くなる。表示画面に不要な着色が生じない様、反射表示部のセルギャップと透過表示部のセルギャップが適正となるよう、半透過LCD用仕様に応じて、透明樹脂層10の層の厚さは適宜設定して構わない。
【0029】
また、前記透明樹脂層10に光散乱性をもたせた場合、反射光が散乱するため、視野角の広い良好な画像が得られる効果も期待できる。
【0030】
図2は、本発明のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタの一例を示す製造方法の工程の側断面図である。
【0031】
次に、前記図2を用いて、製造方法を説明する。まず、所定の材質と、片側全表面に金属薄膜を形成した所定のサイズのカラーフイルルタ用の基板19を工程に投入する。
(a1)前記金属薄膜上に感光性のレジスト樹脂を塗布しレジスト層を形成する。
(a2)予め準備した遮光膜用パターンを備えた遮光膜用フォトマスクを用いて所定光源を照射露光して、前記レジスト層に遮光膜用パターンを転写後、所定の現像処理をする。
(a3)遮光膜用パターンを備えた前記レジスト層をマスクとして露出した前記金属薄膜部をエッチング処理し、遮光膜31のパターンを形成する。(図2a参照)
(b1)前記遮光膜から開口部上まで全面に1色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にR(赤)色顔料を分散させたR材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にR材料レジストの塗布層を形成する。
(b2)予め準備したスルーホールパターンを備えた反射表示部用パターンと、透過表示部用パターンとを有するR層用パターンを備えたR層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にR層用パターンを転写後、所定の現像処理を行ってR層32のパターンを形成する。
(c1)次いで、前記の遮光膜から開口部上まで全面に2色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にG(緑)色顔料を分散させたG材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にG材料レジストの塗布層を形成する。
(c2)予め準備したスルーホールパターンを備えた反射表示部用パターンと、透過表示部用パターンとを有するG層用パターンを備えたG層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にG層用パターンを転写後、所定の現像処理を行ってG層33のパターンを形成する。前記G層は前記R層を形成した画素の隣の画素に形成されている。
(d1)さらに、前記の遮光膜から開口部上まで全面に3色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にB(青)色顔料を分散させたB材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にB材料レジストの塗布層を形成する。
(d2)予め準備したスルーホールパターンを備えた反射表示部用パターンと、透過表示部用パターンとを有するB層用パターンを備えたB層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にB層用パターンを転写後、所定の現像処理を行ってB層34のパターンを形成する。前記B層は前記R層、及びG層を形成した画素の隣の画素に形成されている。すなわち、R層32、G層33、B層34の順番に配列するRGB材料層12を形成する。(図2b参照)
(e1)次いで、前記遮光膜31から前記R層32、G層33、B層34上までを覆う全面に感光性透明樹脂からなる塗布層(以下、透明樹脂層をW層と記す)を形成する。W層はスルーホール内を充填し、且つ反射表示部において、所望のセルギャップとなる膜厚とする。
(e2)予め準備したW層用パターンを備えたW層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にW層用パターンを転写後、所定の現像処理をおこなって、前記スルーホールパターンを備えた反射表示部のRGB材料層上にW層36を積層形成する。(図2c参照)
(f1)前記の遮光膜31からRGB材料層12、W層36まで全面に所定の成膜装置、所定の方法によって導電性の材料からなる透明薄膜を形成する。なお、治具等を用いて成膜するため、前記透明薄膜は所定の形状からなる透明電極13として形成されている。(図2d参照)
【0032】
上記の処理工程後、基板全体を洗浄して、本発明のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタが完成する。
【0033】
上記製造工程は、レジスト層を形成する工程と、所定のパターンを前記レジスト層に形成する工程を繰返して順次積層する方法で構成されている。そのため、形成するレジスト層厚が重要となる。すなわち、厚さの中央値、及びそのバラツキの範囲を制御することが大事となる。
【0034】
前記感光性のレジスト樹脂を塗布しレジスト層を形成する工程は、所定の塗布装置に付与された厚さを制御する特定のパラメーター値、例えば、塗布job、回転数、隙間の間隙値等を所定の値に設定して、感光性レジストを基板上に形成する工程が一般的に用いられている。装置は、例えばスピンナー、ロールコータが用いられている。
【0035】
RGB材料層は、例えば、0.8μm〜1.8μm厚に形成する。又スルーホールパターンは、例えば、直径10μm〜50μmの円形で形成する。又は、前記スルーホールパターンをストライプの溝状とする場合は、溝幅が8μm〜20μm、長さ10μm〜50μmの範囲で形成する。反射表示部と透過表示部のRGB材料層は同時に形成したものであり、同じレジスト、同一膜厚である。反射表示部と透過表示部のRGB材料層の層厚の差(ギャップ)は、0.05μm〜0.4μmで形成される場合が一般的である。すなわち、本発明に係る半透過型LCD用カラーフイルターで、半透過型LCDを組み立て構成した場合、反射表示部と透過表示部との液晶樹脂層の層厚差(セルギャップ)は反射表示部と透過表示部で、0.05μm〜0.4μm差をもたせることができる。
【0036】
前記感光性のレジスト樹脂は、一般にアクリル系、やエポキシ系の樹脂が使用されている。W層用のレジストは、樹脂のみの配合を主体としたもので、その透明性を強調したレジストである。
【0037】
透明樹脂層36(W層)に光散乱性を持たせた散乱膜とする場合、散乱膜用のレジストは、前記W層用を主成分とし形成後の層が光を散乱するように粒子を所定の量を添加した配合を主体としたもので、その光散乱性を強調したレジストである。
【0038】
前記W層36(透明樹脂層)は最終的に必要とされるセルギャップ量に従って、例えば、1.5μm〜3.00μm厚で形成する。
【0039】
RGB材料層用の着色レジストは、前記W層用を主成分に所定色の顔料を所定の量を配合し樹脂分に顔料を分散状態にしたもので、そのカラー特性を強調したレジストである。
【0040】
予め準備した所定パターンを備えたフォトマスクを用いて、パターンを転写後、所定の現像処理を行ってパターンを形成する工程は、予めフォトマスクを準備する必要がある。また、転写用の露光装置は特殊なものでなくともよい。現像処理は通常のものを使用する。
【0041】
【発明の効果】
本発明のスルーホールパターンを有する半透過型LCD用カラーフイルタでは、反射表示部の層厚を透過表示部の層厚を厚くしている。このため、本発明の半透過型LCD用カラーフイルタ基板と、アレー基板を用いて半透過型LCDを組み立て構成すれば、略表面平坦なアレー基板で液晶樹脂層を挟持しても、反射表示部と透過表示部の液晶樹脂層の層厚さを所望のものとすることが出来る。すなわち、アレー基板に複雑な製造工程を行うことなく、反射表示部の液晶樹脂層内を通過する光と、透過表示部の液晶樹脂層内を通過する光との各光距離を最適にすることができ、不要な着色や、色温度変化の無い良好な画面表示が可能となる。また、従来のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタではスルーホール部で凹部が生じ、反射表示部の表面を平坦にすることは難しかった。このため、反射表示部でセルギャップが不均一となり色むらが発生していた。しかし、本発明の半透過型LCD用カラーフイルタでは、厚めに透明樹脂を塗布形成するため、スルーホール部位を含め表面平坦とした反射表示部とすることが可能となり、色ムラの発生を防止することが可能となる。また、透明樹脂層に光散乱性を持たせければ、不要な着色や色温度の変化や、色ムラの無い良好な画像を広視野角で表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスルーホール型のカラーフィルタを用いた半透過型LCDの一例を示す部分側断面図である。
【図2】(a)〜(d)は、本発明のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタの製造工程の一例を工程順に示す側断面図である。
【図3】(a)、(b)は、従来の半透過型LCDの一例を示す部分側断面図である。
【図4】(a)〜(d)は、従来のスルーホール型の半透過型LCD用カラーフイルタの製造工程の一例を工程順に示す側断面図である。
【符号の説明】
1…半透過型LCD
2…透過表示部
3…反射表示部
4…カラーフイルタ基板
5…アレー基板
6…バックライト
7…反射板
8…液晶樹脂、(液晶樹脂層)
9…アレー用の基板
10…透明樹脂、(透明樹脂層)
11…散乱膜
12…RGB材料、(RGB材料層)
12a…透過表示部のRGB材料層
12b…反射表示部のRGB材料層
13…透明電極
14…スルホール
15…OC(OC層)
19…カラーフイルタ用の基板
20…セルギャップ
31…遮光膜
32…R層
33…G層
34…B層
36…W層
37…ギャップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter for a transflective LCD and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A transflective liquid crystal display device (semi-transmissive LCD) has a liquid crystal resin sandwiched between a color filter substrate and a substrate (array substrate) on which pixel electrodes and circuits for driving liquid crystal are formed, and a light source from a backlight. And a reflective display unit that has a reflective plate on the array side and reflects external light for display.
[0003]
The color filter substrate has a plurality of colored pixel layers formed on the substrate. The colored pixel layer is for coloring light passing through the layer into a predetermined color, and generally includes a transparent resin in which a coloring agent such as a coloring pigment is dispersed (hereinafter, the colored pixel layer is referred to as RGB). Material layer). The transflective LCD color filter substrate has, in one pixel, an RGB material layer for a transmissive display section and an RGB material layer for a reflective display section. In transflective LCD pixel display, in a use environment where sufficiently bright external light is incident, pixel display can be performed only with the reflective display unit. However, when bright external light does not enter, the transmissive display unit and the reflective display unit are used. Is commonly used.
[0004]
In the combined use method, since the image formed by the transmissive display unit and the image formed by the reflective display unit are simultaneously recognized as images, the image projected on the screen becomes a natural screen including a moving image. This is very important. Of course, it is technically necessary to clear color characteristics such as brightness and color balance.
[0005]
In the above-mentioned reflection display section, which has a reflector on the array side and reflects and displays external light incident on the semi-transmissive LCD, the external light incident from the color filter display surface is reflected in the RGB material layer constituting the color filter. Pass through the liquid crystal resin layer and are reflected by the array-side reflector. After passing through the liquid crystal resin, the reflected light passes through the RGB material layer of the color filter and exits from the color filter display surface. That is, light reciprocates in the reflective display section. For this reason, in the reflective display section, since light is attenuated, problems such as dark pixel display have occurred.
[0006]
As a method for solving the above problem, the following method has been proposed in the related art.
[0007]
That is, as shown in FIG. 3A, the
[0008]
However, in this manufacturing method, since the process of applying and forming the RGB material layer is repeated twice for each color, the load on the production equipment is large, and the equipment may be out of balance. There is a problem that the material cost of the process is relatively high, and the man-hour and the like have a double effect, so that the production cost is high.
[0009]
For this reason, the following methods have been proposed. That is, as shown in FIG. 3B, the same color material is used to simultaneously form the RGB material layer on the
[0010]
In this manufacturing method, since the pattern of the through hole is formed in the pixel, a step occurs in the pixel. Therefore, it is necessary to apply a transparent resin to the entire surface of the color filter, form the
[0011]
Next, a method of manufacturing a conventional through-hole type transflective LCD color filter will be described.
[0012]
FIG. 4 is a manufacturing process diagram showing an example of a conventional through-hole type transflective LCD color filter. First, a
(A) First, a light-
(B) forming an RGB material layer in the pixel; That is, a first color material, for example, an R material resist in which an R (red) color pigment is dispersed in a photosensitive resin is applied on the entire surface from the light-shielding film to the opening on the substrate by a predetermined method. An R material resist coating layer is formed. The coating layer is irradiated with a predetermined light source using a prepared R layer photomask having an R layer pattern prepared in advance, and the R layer pattern is transferred to the coating layer. 32 patterns are formed. The R-layer photomask has an R-layer pattern. The patterns are a pixel pattern of a reflective display unit having a predetermined through-hole pattern and a pixel pattern of a transmissive display unit.
(C) Next, a second color RGB material layer is formed. That is, a second color material, for example, a G (green) material resist in which a G color pigment is dispersed in a photosensitive resin is applied by a predetermined method from the light shielding film on the substrate to the entire surface of the opening and the R layer. A coating layer of a G material resist is formed on the entire surface of the substrate. Using a G layer photomask having a G layer through-hole pattern prepared in advance and a G layer photomask having a transmissive display section pattern, the coating layer is irradiated and exposed to a predetermined light source, and the coating layer is exposed to light. After transferring the G layer pattern, a predetermined developing process is performed to form a pattern of the
(D) Next, in the step of forming the third color RGB material layer, the third color material, for example, B ( Blue) A B material resist in which a color pigment is dispersed is applied by a predetermined method, and a coating layer of the B material resist is formed on the entire surface of the substrate. The coating layer is irradiated with a predetermined light source using a B-layer photomask having a pattern for a reflective display unit having a through-hole pattern for a layer B prepared in advance and a pattern for a transmission display unit. After transferring the B layer pattern, a predetermined development process is performed to form a pattern of the
(E) Next, an
(F) forming a
[0013]
After the above processing steps, the entire substrate is washed to complete a through-hole type transflective LCD color filter.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Here, as described above, in the reflection display unit, the incident external light enters the inside of the transflective LCD from the surface of the color filter, is reflected by the reflector on the array side, and then exits the transflective LCD. Released. On the other hand, in the transmissive display section, the backlight light passes through the liquid crystal resin layer only once because it is transmitted from the array side of the transmissive display section to the surface of the color filter.
[0015]
That is, when the optical path distance of light passing through the liquid crystal resin layer is different between the reflective display portion and the transmissive display portion, it has been difficult to obtain satisfactory color characteristics due to light attenuation and the like. For example, in the reflection display section, the optical path distance is doubled, so that the screen is colored unnecessarily, for example, becomes yellowish, or the screen display changes in color temperature.
[0016]
For this reason, in the transflective LCD, there is a demand that the gap (cell gap) for enclosing the liquid crystal resin is different between the transmissive display unit and the reflective display unit.
[0017]
Conventionally, the array substrate has a step. That is, on the side of the array substrate that is in contact with the liquid crystal resin layer, the surface difference between the reflective display portion and the transmissive display portion is provided. Thus, when the liquid crystal resin layer is sandwiched between the array substrate and the color filter substrate for the transflective type, the thickness of the liquid crystal resin layer of the reflective display portion and the thickness of the liquid crystal resin layer of the transmissive display portion are made different. The optical path distance of light passing through the liquid crystal resin layer has been adjusted. However, since a driving circuit and the like are formed on the array substrate and have a complicated configuration, it is difficult to form a step.
[0018]
The present invention prevents unnecessary coloration and color temperature change and color unevenness on a display screen even when a semi-transmissive LCD is assembled and configured without forming a step on an array substrate, An object of the present invention is to provide a color filter for a transflective LCD capable of obtaining a good display screen.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0020]
Next, the invention according to
[0021]
The invention according to
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color filter for a transflective LCD having a reflective display portion and a transmissive display portion in one pixel, comprising the steps of: Simultaneously forming an RGB material layer having a through-hole pattern on a substrate of a color filter of a transmissive display portion, and an entire surface of an RGB material layer of a reflective display portion having the through-hole pattern. 4. The method according to
[0023]
The invention according to claim 5 of the present invention is the method of manufacturing a color filter for a transflective LCD according to claim 4, wherein the thickness of the transparent resin layer is adjusted.
It is.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A through-hole type transflective LCD color filter and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail.
[0025]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of a transflective LCD using a color filter for a through-hole transflective LCD of the present invention.
[0026]
As shown in FIG. 1, an array substrate 5 is provided in an upper portion, and a color filter substrate 4 is provided in a lower portion. A through-hole
[0027]
The
[0028]
In the color filter, different thicknesses are formed for the reflective display portion and the transmissive display portion. That is, the reflective display portion has a total layer thickness of the RGB material layer 12 b having the through hole 14, the
[0029]
Further, when the
[0030]
FIG. 2 is a side sectional view of a step of a manufacturing method showing an example of a through-hole type transflective LCD color filter of the present invention.
[0031]
Next, a manufacturing method will be described with reference to FIG. First, a predetermined material and a
(A1) A photosensitive resist resin is applied on the metal thin film to form a resist layer.
(A2) A predetermined light source is irradiated and exposed using a photomask for a light-shielding film provided with a pattern for the light-shielding film prepared in advance, and after the pattern for the light-shielding film is transferred to the resist layer, a predetermined developing process is performed.
(A3) The exposed metal thin film portion is etched using the resist layer provided with the light-shielding film pattern as a mask to form a pattern of the light-shielding
(B1) A first color material, for example, an R material resist in which an R (red) color pigment is dispersed in a photosensitive resin is applied by a predetermined method on the entire surface from the light-shielding film to above the opening, and the R material is applied to the entire surface of the substrate. A resist coating layer is formed.
(B2) irradiating the coating layer with a predetermined light source using an R-layer photomask having an R-layer pattern having a reflective display portion pattern having a through-hole pattern and a transmissive display portion pattern prepared in advance. After exposure and transfer of the R layer pattern to the coating layer, a predetermined development process is performed to form a pattern of the
(C1) Next, a second coloring material, for example, a G material resist in which a G (green) color pigment is dispersed in a photosensitive resin is applied on the entire surface from the light shielding film to above the opening by a predetermined method, and the entire substrate is coated. Then, a coating layer of a G material resist is formed.
(C2) irradiating the coating layer with a predetermined light source using a G layer photomask having a G layer pattern having a reflective display section pattern having a through hole pattern and a transmissive display section pattern prepared in advance. After exposing and transferring the pattern for the G layer to the coating layer, a predetermined developing process is performed to form the pattern of the
(D1) Further, a third color material, for example, a B material resist in which a B (blue) pigment is dispersed in a photosensitive resin is applied by a predetermined method on the entire surface from the light-shielding film to above the opening, and the entire substrate is coated. Then, a coating layer of a material B resist is formed.
(D2) irradiating the coating layer with a predetermined light source using a B-layer photomask having a B-layer pattern having a reflection display section pattern having a through-hole pattern and a transmissive display section pattern prepared in advance. After exposure and transfer of the pattern for the B layer to the coating layer, a predetermined developing process is performed to form a pattern of the
(E1) Next, a coating layer made of a photosensitive transparent resin (hereinafter, the transparent resin layer is referred to as a W layer) is formed on the entire surface covering from the
(E2) Using a W-layer photomask having a W-layer pattern prepared in advance, irradiating the application layer with a predetermined light source and exposing it to transfer the W-layer pattern to the application layer. Then, a
(F1) A transparent thin film made of a conductive material is formed on the entire surface from the
[0032]
After the above processing steps, the entire substrate is washed to complete the through-hole type transflective LCD color filter of the present invention.
[0033]
The above-described manufacturing process is configured by a method of repeating the step of forming a resist layer and the step of forming a predetermined pattern on the resist layer to sequentially laminate the resist layer. Therefore, the thickness of the formed resist layer is important. That is, it is important to control the median value of the thickness and the range of the variation.
[0034]
The step of applying the photosensitive resist resin to form a resist layer includes setting a predetermined parameter value for controlling a thickness applied to a predetermined coating device, for example, a coating job, a rotation speed, a gap value of a gap, and the like. Is generally used to form a photosensitive resist on a substrate. As the apparatus, for example, a spinner or a roll coater is used.
[0035]
The RGB material layer is formed to a thickness of, for example, 0.8 μm to 1.8 μm. The through hole pattern is formed, for example, as a circle having a diameter of 10 μm to 50 μm. Alternatively, when the through hole pattern is formed as a stripe groove, the groove width is formed in a range of 8 μm to 20 μm and a length of 10 μm to 50 μm. The RGB material layers of the reflective display portion and the transmissive display portion are formed at the same time, and have the same resist and the same thickness. The difference (gap) between the thicknesses of the RGB material layers of the reflective display portion and the transmissive display portion is generally 0.05 μm to 0.4 μm. That is, when a transflective LCD is assembled and configured with the transflective LCD color filter according to the present invention, the difference in cell thickness of the liquid crystal resin layer between the reflective display portion and the transmissive display portion (cell gap) differs from that of the reflective display portion. In the transmissive display section, a difference of 0.05 μm to 0.4 μm can be provided.
[0036]
Generally, an acrylic resin or an epoxy resin is used as the photosensitive resist resin. The resist for the W layer is mainly composed of only a resin, and is a resist that emphasizes its transparency.
[0037]
In the case where the transparent resin layer 36 (W layer) has a light scattering property as a scattering film, the resist for the scattering film has particles for the W layer as a main component so that the formed layer scatters light. It is a resist mainly composed of a predetermined amount added and emphasizing its light scattering property.
[0038]
The W layer 36 (transparent resin layer) is formed to have a thickness of, for example, 1.5 μm to 3.00 μm according to the finally required cell gap amount.
[0039]
The colored resist for the RGB material layer is a resist in which a predetermined amount of a pigment is blended in a predetermined amount with the W layer as a main component and the pigment is dispersed in a resin component, and the color characteristics thereof are emphasized.
[0040]
In the process of transferring a pattern using a photomask having a predetermined pattern prepared in advance and then performing a predetermined development process to form the pattern, it is necessary to prepare a photomask in advance. Further, the exposure apparatus for transfer need not be a special one. The development processing uses a usual thing.
[0041]
【The invention's effect】
In the color filter for a transflective LCD having a through-hole pattern according to the present invention, the layer thickness of the reflective display section is increased and the layer thickness of the transmissive display section is increased. Therefore, if a transflective LCD is assembled using the transflective LCD color filter substrate of the present invention and the array substrate, the reflective display portion can be formed even if the liquid crystal resin layer is sandwiched between the substantially flat array substrates. In addition, the thickness of the liquid crystal resin layer in the transmissive display portion can be made desired. That is, to optimize each optical distance between light passing through the liquid crystal resin layer of the reflective display portion and light passing through the liquid crystal resin layer of the transmissive display portion without performing a complicated manufacturing process on the array substrate. And good screen display without unnecessary coloring or color temperature change is possible. Also, in the conventional through-hole type transflective LCD color filter, a recess is formed in the through-hole portion, and it is difficult to make the surface of the reflective display portion flat. For this reason, the cell gap is not uniform in the reflective display section, and color unevenness has occurred. However, in the color filter for a transflective LCD of the present invention, since a transparent resin is applied thickly, a reflective display portion having a flat surface including a through-hole portion can be formed, thereby preventing the occurrence of color unevenness. It becomes possible. In addition, if the transparent resin layer is provided with a light scattering property, it is possible to display a good image free from unnecessary coloring and color temperature change and color unevenness at a wide viewing angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial side sectional view showing an example of a transflective LCD using a through-hole type color filter of the present invention.
FIGS. 2A to 2D are side sectional views showing an example of a manufacturing process of a through-hole type transflective LCD color filter of the present invention in the order of processes.
FIGS. 3A and 3B are partial side sectional views showing an example of a conventional transflective LCD.
FIGS. 4A to 4D are side sectional views showing an example of a manufacturing process of a conventional through-hole type transflective LCD color filter in the order of processes.
[Explanation of symbols]
1: Transflective LCD
2
9 ...
11
12a: RGB material layer of the transmissive display section 12b: RGB material layer of the reflective display section 13: Transparent electrode 14: Through hole 15: OC (OC layer)
19 substrate for color filter 20
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