JP2005003854A

JP2005003854A - Color filter for liquid crystal display device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP2005003854A
Application number: JP2003166131A
Authority: JP
Inventors: Koji Murata; 光司村田; Toshiro Nagase; 俊郎長瀬; Tomoyuki Sukunami; 友幸宿南; Masahiro Kubo; 正浩久保
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、柱状スペーサー及び配向制御用突起を設けた液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、工程を短縮し、短い工期で、且つ廉価に製造する液晶表示装置用カラーフィルタ、製造方法を提供すること。
【解決手段】柱状スペーサーＰｓ−１がブラックマトリックス１１と、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、台座パターン（Ｐ２）、台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上と、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）を積層した構成で、着色画素の上面から柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面までを高さを高さＨ１１とする柱状スペーサーであり、配向制御用突起Ｍｖと上部パターン（Ｐ４）が同時に形成されたこと。
【選択図】図１[PROBLEMS] To manufacture a color filter for a liquid crystal display device provided with columnar spacers and alignment control protrusions as an additional layer on a basic color filter, shortening the process, and producing it in a short period of time and at a low cost. To provide a color filter for a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
A columnar spacer Ps-1 includes a black matrix 11, one or more of colored pixel extension patterns (P1), pedestal patterns (P2), and pedestal patterns (P3), and an upper pattern of columnar spacers (P4). ) Is a columnar spacer having a height H11 from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the upper pattern (P4) of the columnar spacer, and the alignment control projection Mv and the upper pattern (P4) are simultaneously formed. That formed.
[Selection] Figure 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、柱状スペーサー及び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を製造する際に、短い工程で、且つ廉価に製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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。
ブラックマトリックス（４１）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。
【０００４】
このブラックマトリックスの形成には、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（ＣｒＯ_Ｘ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、これをフォトエッチングにより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。
【０００５】
また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックスが形成された基板上に、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（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）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。
【０００６】
図４、及び図５に示すカラーフィルタ（４）は、１基の液晶表示装置に対応した１枚のカラーフィルタを表しており、カラーフィルタを大量に製造する際には、一基の液晶表示装置に対応したカラーフィルタを大サイズのガラス基板に面付けした状態で製造する。
【０００７】
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。
液晶表示装置の改善や、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。
【０００８】
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（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、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。
【０００９】
このような問題を解決する技術として、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柱状スペーサー（突起部）を形成する方法が開発された。図６に示すように、このような液晶表示装置用カラーフィルタ（６）は、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柱状スペーサー（６４）が形成されている。
【００１０】
この液晶表示装置用カラーフィルタ（６）を用いた液晶表示装置には、柱状スペーサー（６４）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。
柱状スペーサー（６４）の水平断面形状は、例えば、円形であり、その巾（直径）（Ｗ１）は１２〜３０μｍ程度、高さ（Ｈ１）は１〜６μｍ程度のものである。
【００１１】
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、コントラストの良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
【００１２】
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−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ−ＬＣＤ）が開発された。
【００１３】
図７は、このＭＶＡ−ＬＣＤの原理を説明するものであり、電圧印加時の状態では、白太矢印で示すように、一画素内で配向制御用突起（２２ａ）〜配向制御用突起（２３）間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御用突起（２３）〜配向制御用突起（２２ｂ）間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。
図７に示す例では、一画素が２分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が２方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
【００１４】
図８（ａ）、（ｂ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤに用いられるカラーフィルタの一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例では、配向制御用突起（８３）は、一画素内で９０°屈曲させてある。
また、図９（ａ）、（ｂ）は、別な例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、この別な例は、平面形状が円形の配向制御用突起（９３）が形成されたカラーフィルタである。
このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、電圧印加時に液晶分子は、いわば無限の方向に傾斜する、すなわち、一画素が無限に分割されたものとなり、図９（ｃ）に示すように、視野角特性の優れた液晶表示装置となる。
【００１５】
上記平面形状がストライプ状の配向制御用突起（８３）のＡ−Ａ’線の断面形状は、例えば、三角形、かまぼこ状であり、その巾（Ｗ２）は６〜２０μｍ程度、高さ（Ｈ２）は１．２〜１．４μｍ程度である。また、平面形状が円形の配向制御用突起（９３）の巾（Ｗ３）、高さ（Ｈ３）は、ストライプ状の配向制御用突起（８３）の各々と同程度である。
尚、前記柱状スペーサー（６４）の高さ（Ｈ１）と、上記ストライプ状の配向制御用突起（８３）の高さ（Ｈ２）、及び円形の配向制御用突起（９３）の高さ（Ｈ３）との関係は、ストライプ状の配向制御用突起（８３）、及び円形の配向制御用突起（９３）が対向する基板に接触しないように、Ｈ１＞（Ｈ２、Ｈ３）の関係にある。
【００１６】
図４に示すカラーフィルタ（４）に追加される機能としては、上記１）スペーサー機能、２）配向分割機能の他に、高信頼性機能、透過・反射併用機能、分光特性調整機能などがあげられる。これら諸機能の内、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図４に示すカラーフィルタ（４）に追加される。
これらの機能は、基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、各々対応した柱状スペーサー、配向制御用突起、保護層（オーバーコート層）、反射表示の着色画素、分光特性調整用の透明部などを形成し具備させる。
【００１７】
従って、例えば、図４に示すカラーフィルタ（４）にスペーサー機能及び配向分割機能が追加された仕様のカラーフィルタを製造する際には、図４に示すカラーフィルタ（４）を作製した後に、例えば、配向制御用突起を形成し、続いて柱状スペーサーを形成する。
すなわち、配向制御用突起を形成する工程と、柱状スペーサーを形成する工程の２工程が追加され所望する仕様のカラーフィルタを製造することになる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１１−３４４７００号公報
【特許文献２】
特開２００１−５１２６６号公報
【特許文献３】
特開２００２−２３６３７１号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、柱状スペーサー及び配向制御用突起を設けた液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、工程を短縮し、短い工期で、且つ廉価に製造することのできる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ものである。
また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明基板上にブラックマトリックス、着色画素、該ブラックマトリックス上に柱状スペーサー、該着色画素上に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、該柱状スペーサーが、ブラックマトリックスと、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上と、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）を積層した構成で、着色画素の上面から柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面までの高さを柱状スペーサーの高さとする柱状スペーサーであり、上記配向制御用突起と柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）が同時に形成された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。
【００２１】
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）、及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）の、ブラックマトリックス巾方向の長さが、５μｍ以上でブラックマトリックス巾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。
【００２２】
また、本発明は、透明基板上にブラックマトリックス、着色画素、該ブラックマトリックス上に柱状スペーサー、該着色画素上に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の製造方法において、
１）透明基板上にブラックマトリックスを形成し、
２）該ブラックマトリックス上に、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上を、該当色の着色画素の形成と同時に形成し、
３）着色画素上への配向制御用突起の形成と、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上の上部への、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の形成を同時に行い、
ブラックマトリックスと、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上と、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）を積層した構成で、着色画素の上面から柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面までの高さを柱状スペーサーの高さとする柱状スペーサーを形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２３】
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）、及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）の、ブラックマトリックス巾方向の長さが、５μｍ以上でブラックマトリックス巾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の製造方法である。
【００２４】
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記配向制御用突起と、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の形成に用いるレジストが、段差に対する追従率５０％以上のレジストであることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１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断面図である。図１に示すように、この一実施例の液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板（１０）上にブラックマトリックス（１１）、赤色の着色画素（１２）、配向制御用突起（Ｍｖ）、柱状スペーサー（Ｐｓ−１）が形成されたものである。
【００２６】
柱状スペーサー（Ｐｓ−１）は、ブラックマトリックス（１１）と、赤色の着色画素の延長パターン（Ｐ１）と、緑色の台座パターン（Ｐ２）と、青色の台座パターン（Ｐ３）と、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）を積層した構成でである。柱状スペーサー（Ｐｓ−１）の高さは、赤色の着色画素（１２）の上面から柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面までの高さ（Ｈ１１）である。柱状スペーサー（Ｐｓ−１）の高さ（Ｈ１１）と、配向制御用突起（Ｍｖ）の高さ（Ｈ２１）との関係は、Ｈ１１＞Ｈ２１の関係にある。
【００２７】
着色画素の延長パターン（Ｐ１）は、着色画素（１２）を延長したものであるが、着色画素の延長パターンと称している。この一実施例は、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、青色３色の着色画素の内、赤色の着色画素が第一色目として透明基板（１０）上に形成されたものであり、着色画素の延長パターン（Ｐ１）は赤色を呈している。
本例は、着色画素の第二色目として緑色の着色画素が透明基板（１０）上に形成されたものであり、着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）としての、緑色の台座パターン（Ｐ２）は、赤色の着色画素の延長パターン（Ｐ１）上に、緑色の着色画素（図示せず）の形成と同時に形成されたものである。
【００２８】
また、本例は、着色画素の第三色目として青色の着色画素が透明基板（１０）上に形成されたものであり、着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン（Ｐ３）としての、青色の台座パターン（Ｐ３）は、緑色の台座パターン（Ｐ２）上に、青色の着色画素（図示せず）の形成と同時に形成されたものである。
また、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）は、赤色の着色画素（１２）上への配向制御用突起（Ｍｖ）の形成と同時に、青色の台座パターン（Ｐ３）上に形成されたものである。
【００２９】
上記のように、本発明においては、柱状スペーサー（Ｐｓ−１）を構成する赤色の着色画素の延長パターン（Ｐ１）、緑色の台座パターン（Ｐ２）、青色の台座パターン（Ｐ３）は、その各々が赤色、緑色、青色３色の着色画素の形成と同時に形成されたものであり、また、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）は、配向制御用突起（Ｍｖ）の形成と同時に形成されたものである。
従って、前記基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、柱状スペーサー及び配向制御用突起を設けた液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、柱状スペーサーを形成する工程と、配向制御用突起を形成する工程の２工程が追加されることはなく、１工程の追加でよいものとなる。
【００３０】
また、本発明は、台座パターン（Ｐ２）及び台座パターン（Ｐ３）の、ブラックマトリックス巾方向の長さ（Ｗ２１）が、５μｍ以上でブラックマトリックス巾（Ｗ１１）以下であることを特徴としている。
着色画素の延長パターン（Ｐ１）上に、台座パターン（Ｐ２）及び台座パターン（Ｐ３）を積層して形成する際に、形成時の台座パターン（Ｐ２）及び台座パターン（Ｐ３）の位置精度からして、各台座のブラックマトリックス巾方向の長さ（Ｗ２１）が５μｍ以下であると、台座パターン（Ｐ２）と台座パターン（Ｐ３）の重なり部分が小さなものとなり、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面が凹凸になり、得られる上部パターン（Ｐ４）の平坦性が損なわれる。
また、各台座のブラックマトリックス巾方向の長さ（Ｗ２１）がブラックマトリックス巾（Ｗ１１）以上であると、台座パターン（Ｐ２）及び台座パターン（Ｐ３）が着色画素内にまで形成されてしまい画質に悪影響を及ぼす。
【００３１】
また、本発明は、配向制御用突起と柱状スペーサーの上部パターンの形成に用いるレジストが、段差に対する追従率５０％以上のレジストであることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
本発明における追従率とは、図１０に示すように、既にパターン（Ｐｎ）が形成された透明基板（３０）上に、液状レジスト（３１）を塗布した際に、パターン（Ｐｎ）の厚さをＴ１、基板上のレジストの厚さをＴ２、パターン上のレジストの厚さをＴ３とした時、以下の数式（１）、数式（２）で表されるものである。
【００３２】
【数１】

【００３３】
この追従率の悪いレジストは、パターンの厚さ（Ｔ１）に対して、パターン（Ｐｎ）上のレジスト上面と基板上のレジスト上面との差（Ｔ４）が小さなものとなる。従って、配向制御用突起（Ｍｖ）の形成と同時に、図１に示す青色の台座パターン（Ｐ３）上に柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）を形成する際に、柱状スペーサー（Ｐｓ−１）の高さ（Ｈ１１）と、配向制御用突起（Ｍｖ）の高さ（Ｈ２１）との差において所望する差が得にくくなる。
【００３４】
また、本発明において、配向制御用突起（Ｍｖ）と柱状スペーサーを同時に形成し、各々の高さを所望する値のものにするには、先ず、柱状スペーサーを構成するパターンを選択する。多くの場合、柱状スペーサーの高さ（Ｈ１１）と、配向制御用突起の高さ（Ｈ２１）との関係からして、ブラックマトリックス（１１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、及び上部パターン（Ｐ４）は必須であり、台座パターン（Ｐ２）及び台座パターン（Ｐ３）が選択の対象となる。
柱状スペーサーの高さ（Ｈ１１）と、配向制御用突起の高さ（Ｈ２１）の差が大きい柱状スペーサーの際には、図１に示す柱状スペーサー（Ｐｓ−１）のように台座パターン（Ｐ２）及び台座パターン（Ｐ３）の両者を用いる。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明における柱状スペーサーの他の例を示す断面図である。図２（ａ）に示す柱状スペーサー（Ｐｓ−２）は、その高さ（Ｈ１２）が図１に示す柱状スペーサー（Ｐｓ−１）の高さ（Ｈ１１）より低い場合の例である。図２（ａ）に示すように、柱状スペーサー（Ｐｓ−２）は、ブラックマトリックス（１１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、台座パターン（Ｐ２）、及び上部パターン（Ｐ４）で構成されている。
【００３６】
また、図２（ｂ）に示す柱状スペーサー（Ｐｓ−３）は、その高さ（Ｈ１３）が図２（ａ）に示す柱状スペーサー（Ｐｓ−２）の高さ（Ｈ１２）より更に低い場合の例である。図２（ｂ）に示すように、柱状スペーサー（Ｐｓ−３）は、ブラックマトリックス（１１）、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、及び上部パターン（Ｐ４）で構成されている。
尚、柱状スペーサー及び配向制御用突起の高さの微調整は、用いるレジストの種類、塗布条件などによって行い、柱状スペーサー及び配向制御用突起の高さを許容範囲内におさめる。
【００３７】
また、図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明における柱状スペーサーの更に他の例を示す断面図である。図３（ａ）は、赤色、緑色、青色３色の着色画素の内、青色の着色画素が第二色目として赤色の着色画素の延長パターン（Ｐ１）上に形成された柱状スペーサー（Ｐｓ−４）の例である。
また、図３（ｂ）は、赤色、緑色、青色３色の着色画素を形成する順序は赤色、緑色、青色としたものであるが、第一色目の赤色の着色画素の延長パターンは形成されず、第一色目の赤色を台座パターン（Ｐ２）としたものである。そして、第三色目の青色の着色画素を形成する際に、青色の着色画素の延長パターン（Ｐ１）が第二色目の緑色の台座パターン（Ｐ３）上に形成された柱状スペーサー（Ｐｓ−５）の例である。
【００３８】
また、図３（ｃ）は、配向制御用突起及び柱状スペーサーの形成に用いるレジストとして、前記追従率の高いレジストを用いた柱状スペーサー（Ｐｓ−６）の例である。レジストの追従率が高いために、柱状スペーサーの上部パターン（Ｐ４）の厚さ（Ｔ５）は厚く、第三色目の青色の台座パターン（Ｐ３）を形成せずに所望する高さ（Ｈ１６）の柱状スペーサーが得られる。
また、図３（ｄ）は、赤色の着色画素の延長パターン（Ｐ１）上に形成された緑色の台座パターン（Ｐ２）及び青色の台座パターン（Ｐ３）を覆うように、上部パターン（Ｐ４）が形成された柱状スペーサー（Ｐｓ−７）の例である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、柱状スペーサーがブラックマトリックスと、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、台座パターン（Ｐ２）、台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成で、着色画素の上面から上部パターン（Ｐ４）の上面までを高さとする柱状スペーサーであり、配向制御用突起と上部パターン（Ｐ４）が同時に形成された液晶表示装置用カラーフィルタであるので、基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、柱状スペーサー及び配向制御用突起を設けた液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、工程を短縮し、短い工期で、且つ廉価に製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタとなる。
【００４０】
また、本発明は、１）透明基板上にブラックマトリックスを形成し、２）着色画素の延長パターン（Ｐ１）、台座パターン（Ｐ２）、台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上を、該当色の着色画素の形成と同時に形成し、３）配向制御用突起と上部パターン（Ｐ４）の形成を同時に行い、ブラックマトリックスと、着色画素の延長パターン（Ｐ１）、台座パターン（Ｐ２）、台座パターン（Ｐ３）の内の１パターン以上と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成で、着色画素の上面から上部パターン（Ｐ４）の上面までを高さとする柱状スペーサーを形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であるので、基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、柱状スペーサー及び配向制御用突起を設けた液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、工程を短縮し、短い工期で、且つ廉価に製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、柱状スペーサーの他の例を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、柱状スペーサーの更に他の例を示す断面図である。
【図４】液晶表示装置用カラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図５】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６】柱状スペーサー付き液晶表示装置用カラーフィルタの一例の断面図である。
【図７】ＭＶＡ−ＬＣＤの原理の説明図である。
【図８】（ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルタの一例の平面図である。（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図９】（ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルタの別な例の平面図である。（ｂ）は、図９（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図１０】レジストの段差に対する追従率の説明図である。
【符号の説明】
４、７・・・カラーフィルタ
６・・・液晶表示装置用カラーフィルタ
１０、３０・・・透明基板
１１、４１・・・ブラックマトリックス
１２・・・赤色の着色画素
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
４２・・・着色画素
４３・・・透明導電膜
６４・・・柱状スペーサー
８０・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
８３・・・平面形状がストライプ状の配向制御用突起
９３・・・平面形状が円形の配向制御用突起
Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３、Ｈ１６・・・柱状スペーサーの高さ
Ｈ２１・・・配向制御用突起の高さ
Ｍｖ・・・配向制御用突起
Ｐｓ−１、Ｐｓ−２、Ｐｓ−３、Ｐｓ−４、Ｐｓ−５、Ｐｓ−６、Ｐｓ−７・・・・・・・本発明における柱状スペーサー
Ｐ１・・・着色画素の延長パターン
Ｐ２・・・着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン
Ｐ３・・・着色画素の延長パターン（Ｐ１）及び着色画素の延長パターン（Ｐ１）以外の色の台座パターン（Ｐ２）以外の色の台座パターン
Ｐ４・・・柱状スペーサーの上部パターン
Ｗ１１・・・ブラックマトリックス巾
Ｗ２１・・・台座のブラックマトリックス巾方向の長さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device, and in particular, when manufacturing a color filter for a liquid crystal display device in which columnar spacers and alignment control protrusions are formed, it is manufactured in a short process and at a low cost. The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
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.
[0003]
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.
The black matrix (41) 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, and makes the image of the display device uneven. It has a function to make an image with no uniform and improved contrast.
[0004]
The black matrix is formed by depositing a metal or a metal compound such as chromium (Cr) or chromium oxide (CrO _x ) as a black matrix material in a thin film on a glass substrate (40), and forming this into a photo-film. A method of forming a black matrix (41) by etching is employed.
Alternatively, the black matrix (41) is formed on the glass substrate (40) by photolithography using a black photosensitive resin for forming a black matrix.
[0005]
The colored pixel (42) is formed by providing a coating film on the substrate on which the black matrix is formed using, for example, a negative photoresist in which a pigment or other pigment is dispersed, and applying the coating film to the coating film. A method is employed in which colored pixels are formed by exposure and development.
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). .
[0006]
The color filter (4) shown in FIG. 4 and FIG. 5 represents one color filter corresponding to one liquid crystal display device. When a large number of color filters are manufactured, one liquid crystal display is displayed. The color filter corresponding to the apparatus is manufactured in a state where it is applied to a large glass substrate.
[0007]
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 improvement of liquid crystal display devices and the development and practical use of various liquid crystal display devices, the color filters used in the liquid crystal display devices have the following various functions added to the above basic functions. It became so.
[0008]
1) Spacer function In the conventional liquid crystal display device, spacers (beads) are dispersed to form a gap between the substrates. Since these spacers are transparent particles, the presence of the spacers between the substrates disturbs the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacers, causing light leakage at this part, reducing the contrast and adversely affecting the display quality. Had problems such as effects.
[0009]
As a technique for solving such a problem, a method of forming a columnar spacer (projection) having a spacer function at the position of a black matrix between pixels has been developed. As shown in FIG. 6, such a color filter (6) for a liquid crystal display device has columnar spacers (64) as protrusions having a spacer function on the transparent conductive film (43) above the black matrix (41). Is formed.
[0010]
In the liquid crystal display device using the color filter (6) for the liquid crystal display device, since the columnar spacer (64) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, the improvement in the contrast is seen.
The horizontal cross-sectional shape of the columnar spacer (64) is, for example, circular, and its width (diameter) (W1) is about 12 to 30 μm and height (H1) is about 1 to 6 μm.
[0011]
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.
[0012]
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.
[0013]
FIG. 7 illustrates the principle of the MVA-LCD. In a state where a voltage is applied, the alignment control projection (22a) to the alignment control projection (23) within one pixel, as indicated by a white arrow. The liquid crystal molecules between the alignment control protrusions (23) and the alignment control protrusions (22b) are inclined diagonally to the right. That is, the alignment of the liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of the rubbing treatment.
In the example shown in FIG. 7, one pixel is divided into two, and the tilt direction of the liquid crystal molecules is two in one pixel, and the liquid crystal display device is excellent in viewing angle characteristics.
[0014]
FIGS. 8A and 8B are an enlarged plan view and a cross-sectional view illustrating an example of a color filter used in the MVA-LCD. In this example, the alignment control protrusion (83) is bent 90 ° within one pixel.
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view showing an enlarged view of one pixel of another example. As shown in FIGS. 9A and 9B, another example is a color filter in which an alignment control projection 93 having a circular planar shape is formed.
In the liquid crystal display device using such a color filter, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are inclined in an infinite direction, that is, one pixel is divided infinitely, as shown in FIG. 9C. Thus, a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics is obtained.
[0015]
The cross-sectional shape of the alignment control protrusion (83) having a stripe shape in the planar shape is, for example, a triangle or a kamaboko shape, the width (W2) is about 6 to 20 μm, and the height (H2). Is about 1.2 to 1.4 μm. In addition, the width (W3) and the height (H3) of the alignment control protrusion (93) having a circular planar shape are substantially the same as those of the stripe-shaped alignment control protrusion (83).
The height (H1) of the columnar spacer (64), the height (H2) of the stripe-shaped alignment control projection (83), and the height (H3) of the circular alignment control projection (93). Is a relationship of H1> (H2, H3) so that the striped alignment control protrusions (83) and the circular alignment control protrusions (93) do not contact the opposing substrate.
[0016]
Functions added to the color filter (4) shown in FIG. 4 include the above 1) spacer function, 2) orientation division function, high reliability function, combined transmission / reflection function, spectral characteristic adjustment function, etc. It is done. Among these functions, one function or a plurality of functions are added to the color filter (4) shown in FIG. 4 based on the use and specification of the color filter.
These functions include layers corresponding to the basic color filter, such as corresponding columnar spacers, alignment control protrusions, protective layers (overcoat layers), colored pixels for reflective display, and transparent portions for adjusting spectral characteristics. Is formed and provided.
[0017]
Therefore, for example, when manufacturing a color filter having a specification in which a spacer function and an orientation division function are added to the color filter (4) shown in FIG. 4, after producing the color filter (4) shown in FIG. Then, an alignment control protrusion is formed, and then a columnar spacer is formed.
That is, two steps of forming the alignment control protrusion and forming the columnar spacer are added to manufacture a color filter having a desired specification.
[0018]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-344700 [Patent Document 2]
JP 2001-512266 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-236371
[Problems to be solved by the invention]
The present invention shortens the process, shortens the construction period, and reduces the cost when manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with columnar spacers and alignment control protrusions as a layer accompanying the basic color filter. It is an object of the present invention to provide a color filter for a liquid crystal display device that can be manufactured.
Another object of the present invention is to provide a method for producing the color filter for a liquid crystal display device.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel on a transparent substrate, a columnar spacer on the black matrix, and an alignment control protrusion on the colored pixel, wherein the columnar spacer is a black matrix. And a color pixel extension pattern (P1), a color base pattern (P2) other than the color pixel extension pattern (P1), a color pixel extension pattern (P1), and a color other than the color pixel extension pattern (P1). A structure in which one or more of the pedestal patterns (P3) of colors other than the pedestal pattern (P2) and the upper pattern (P4) of the columnar spacer are stacked, and the upper pattern (P4) of the columnar spacer is formed from the upper surface of the colored pixel. A columnar spacer whose height to the upper surface is the height of the columnar spacer, the alignment control protrusion and the columnar spacer The upper layer pattern (P4) is a color filter for a liquid crystal display device, characterized in that formed at the same time.
[0021]
According to the present invention, in the color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, a pedestal pattern (P2) of a color other than the extension pattern (P1) of the colored pixels, an extension pattern (P1) of the colored pixels, and an extension of the colored pixels. A length of the pedestal pattern (P3) of a color other than the pedestal pattern (P2) other than the pattern (P1) in the black matrix width direction is not less than 5 μm and not more than the black matrix width. Color filter.
[0022]
Further, the present invention relates to a method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel on a transparent substrate, a columnar spacer on the black matrix, and an alignment control protrusion are formed on the colored pixel.
1) A black matrix is formed on a transparent substrate,
2) On the black matrix, a color pixel extension pattern (P1), a color base pattern (P2) other than the color pixel extension pattern (P1), a color pixel extension pattern (P1), and a color pixel extension pattern ( Forming one or more of the pedestal patterns (P3) of colors other than the pedestal pattern (P2) of colors other than P1) simultaneously with the formation of the colored pixels of the corresponding color;
3) Formation of alignment control protrusions on the colored pixel, colored pixel extension pattern (P1), color base pattern (P2) other than the colored pixel extension pattern (P1), colored pixel extension pattern (P1) The columnar spacer upper pattern (P4) is simultaneously formed on one or more upper portions of the pedestal pattern (P3) other than the pedestal pattern (P2) other than the color pixel extension pattern (P1). Done
Other than black matrix, colored pixel extension pattern (P1), colored pixel extension pattern (P1), pedestal pattern (P2), colored pixel extension pattern (P1) and colored pixel extension pattern (P1) One or more of the pedestal patterns (P3) other than the pedestal pattern (P2) of the color and the upper pattern (P4) of the columnar spacer are stacked, and the upper pattern of the columnar spacer (P4) from the upper surface of the colored pixel. The columnar spacer having a height up to the upper surface of the columnar spacer is formed. The method for producing a color filter for a liquid crystal display device is characterized in that:
[0023]
According to the present invention, in the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, a pedestal pattern (P2) of a color other than the extension pattern (P1) of the colored pixels, an extension pattern (P1) of the colored pixels, and coloring. The length of the pedestal pattern (P3) of a color other than the pedestal pattern (P2) of a color other than the pixel extension pattern (P1) is not less than 5 μm and not more than the black matrix width. It is a manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices.
[0024]
In the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, the resist used for forming the alignment control protrusions and the upper pattern (P4) of the columnar spacer has a tracking ratio of 50% or more with respect to the step. A method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, which is a resist.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the color filter for a liquid crystal display device according to this embodiment has a black matrix (11), a red colored pixel (12), an alignment control projection (Mv), a columnar shape on a transparent substrate (10). A spacer (Ps-1) is formed.
[0026]
The columnar spacer (Ps-1) includes a black matrix (11), a red colored pixel extension pattern (P1), a green pedestal pattern (P2), a blue pedestal pattern (P3), and an upper portion of the columnar spacer. The pattern (P4) is laminated. The height of the columnar spacer (Ps-1) is the height (H11) from the upper surface of the red colored pixel (12) to the upper surface of the upper pattern (P4) of the columnar spacer. The relationship between the height (H11) of the columnar spacer (Ps-1) and the height (H21) of the alignment control protrusion (Mv) is H11> H21.
[0027]
The color pixel extension pattern (P1) is an extension of the color pixel (12), and is referred to as a color pixel extension pattern. In this embodiment, a red colored pixel is formed on the transparent substrate (10) as the first color among the red, green, and blue colored pixels constituting the color filter. The extension pattern (P1) is red.
In this example, a green colored pixel is formed on the transparent substrate (10) as the second color of the colored pixel, and as a base pattern (P2) of a color other than the extended pattern (P1) of the colored pixel, The green pedestal pattern (P2) is formed simultaneously with the formation of green colored pixels (not shown) on the extended pattern (P1) of red colored pixels.
[0028]
Further, in this example, a blue colored pixel is formed on the transparent substrate (10) as the third color of the colored pixel, and other than the colored pixel extension pattern (P1) and the colored pixel extension pattern (P1). A blue pedestal pattern (P3) as a pedestal pattern (P3) of a color other than the pedestal pattern (P2) of the above color is formed with blue colored pixels (not shown) on the green pedestal pattern (P2). It was formed at the same time.
Further, the upper pattern (P4) of the columnar spacer is formed on the blue pedestal pattern (P3) simultaneously with the formation of the alignment control protrusion (Mv) on the red colored pixel (12).
[0029]
As described above, in the present invention, the extension pattern (P1), the green pedestal pattern (P2), and the blue pedestal pattern (P3) of the red colored pixels constituting the columnar spacer (Ps-1) are respectively Is formed at the same time as the formation of the colored pixels of red, green and blue, and the upper pattern (P4) of the columnar spacer is formed at the same time as the formation of the alignment control protrusion (Mv). is there.
Therefore, when manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with columnar spacers and alignment control protrusions as a layer accompanying the basic color filter, the step of forming the columnar spacers, and the alignment control protrusions are formed. Two steps of the forming step are not added, and one step may be added.
[0030]
Further, the present invention is characterized in that the length (W21) in the black matrix width direction of the pedestal pattern (P2) and the pedestal pattern (P3) is not less than 5 μm and not more than the black matrix width (W11).
When the pedestal pattern (P2) and the pedestal pattern (P3) are stacked on the extended pattern (P1) of the colored pixels, the positional accuracy of the pedestal pattern (P2) and the pedestal pattern (P3) at the time of formation is determined. If the length (W21) in the black matrix width direction of each pedestal is 5 μm or less, the overlapping portion of the pedestal pattern (P2) and the pedestal pattern (P3) becomes small, and the upper pattern (P4) of the columnar spacer becomes smaller. The upper surface becomes uneven, and the flatness of the obtained upper pattern (P4) is impaired.
Further, if the length (W21) of each pedestal in the black matrix width direction is equal to or greater than the black matrix width (W11), the pedestal pattern (P2) and the pedestal pattern (P3) are formed even in the colored pixels, and the image quality is improved. Adversely affect.
[0031]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a color filter, wherein the resist used for forming the upper pattern of the alignment control protrusion and the columnar spacer is a resist having a tracking rate of 50% or more with respect to the step.
As shown in FIG. 10, the tracking rate in the present invention is the thickness of the pattern (Pn) when the liquid resist (31) is applied on the transparent substrate (30) on which the pattern (Pn) has already been formed. Is T1, the thickness of the resist on the substrate is T2, and the thickness of the resist on the pattern is T3, it is expressed by the following formulas (1) and (2).
[0032]
[Expression 1]

[0033]
In this resist having a low tracking rate, the difference (T4) between the resist upper surface on the pattern (Pn) and the resist upper surface on the substrate is small with respect to the pattern thickness (T1). Accordingly, at the same time as the formation of the alignment control projection (Mv), the column spacer (Ps-1) is formed in a high height when the column spacer upper pattern (P4) is formed on the blue pedestal pattern (P3) shown in FIG. It becomes difficult to obtain a desired difference in the difference between the height (H11) and the height (H21) of the alignment control projection (Mv).
[0034]
In the present invention, in order to form the alignment control projections (Mv) and the columnar spacers at the same time and to make the respective heights have desired values, first, a pattern constituting the columnar spacers is selected. In many cases, from the relationship between the height of the columnar spacer (H11) and the height of the alignment control protrusion (H21), the black matrix (11), the extension pattern (P1) of the colored pixels, and the upper pattern ( P4) is essential, and the pedestal pattern (P2) and the pedestal pattern (P3) are to be selected.
In the case of a columnar spacer having a large difference between the height (H11) of the columnar spacer and the height (H21) of the alignment control protrusion, a pedestal pattern (P2) like the columnar spacer (Ps-1) shown in FIG. And pedestal pattern (P3).
[0035]
2A and 2B are cross-sectional views showing other examples of the columnar spacer in the present invention. The columnar spacer (Ps-2) shown in FIG. 2A is an example in which the height (H12) is lower than the height (H11) of the columnar spacer (Ps-1) shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the columnar spacer (Ps-2) is composed of a black matrix (11), a colored pixel extension pattern (P1), a base pattern (P2), and an upper pattern (P4). Yes.
[0036]
In addition, the columnar spacer (Ps-3) shown in FIG. 2B has a height (H13) that is lower than the height (H12) of the columnar spacer (Ps-2) shown in FIG. 2A. It is an example. As shown in FIG. 2B, the columnar spacer (Ps-3) includes a black matrix (11), an extended pattern (P1) of colored pixels, and an upper pattern (P4).
Fine adjustment of the height of the columnar spacer and the alignment control protrusion is performed according to the type of resist to be used, coating conditions, and the like, and the height of the columnar spacer and the alignment control protrusion is within an allowable range.
[0037]
3A to 3D are cross-sectional views showing still other examples of the columnar spacer in the present invention. FIG. 3A shows a columnar spacer (Ps-4) formed on the extended pattern (P1) of red colored pixels, with the blue colored pixels being the second color among the red, green, and blue colored pixels. ).
In FIG. 3B, the order of forming red, green, and blue colored pixels is red, green, and blue. However, an extended pattern of red colored pixels of the first color is formed. First, red of the first color is the pedestal pattern (P2). When forming the blue colored pixels of the third color, the columnar spacer (Ps-5) in which the extended pattern (P1) of the blue colored pixels is formed on the green pedestal pattern (P3) of the second color. It is an example.
[0038]
FIG. 3C shows an example of a columnar spacer (Ps-6) using a resist having a high follow-up rate as a resist used for forming the alignment control protrusion and the columnar spacer. Since the follow-up rate of the resist is high, the thickness (T5) of the upper pattern (P4) of the columnar spacer is thick, and the desired height (H16) is obtained without forming the third base blue pedestal pattern (P3). A columnar spacer is obtained.
FIG. 3D shows an upper pattern (P4) covering the green pedestal pattern (P2) and the blue pedestal pattern (P3) formed on the extension pattern (P1) of the red colored pixels. It is an example of the formed columnar spacer (Ps-7).
[0039]
【The invention's effect】
The present invention has a configuration in which the columnar spacer is a black matrix, one or more of colored pixel extension patterns (P1), pedestal patterns (P2), and pedestal patterns (P3) and an upper pattern (P4) laminated. This is a columnar spacer having a height from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the upper pattern (P4), and is a color filter for a liquid crystal display device in which the alignment control protrusion and the upper pattern (P4) are formed simultaneously. A liquid crystal display that can be manufactured in a short period of time and at a low cost when manufacturing a color filter for a liquid crystal display device provided with columnar spacers and alignment control protrusions as an additional layer on the color filter. It becomes a color filter for the device.
[0040]
In the present invention, 1) a black matrix is formed on a transparent substrate, and 2) one or more of the extended pattern (P1), the pedestal pattern (P2), and the pedestal pattern (P3) of the colored pixels are applied to the corresponding color. 3) The alignment control projection and the upper pattern (P4) are simultaneously formed, and the black matrix, the extended pattern (P1) of the colored pixel, the pedestal pattern (P2), the pedestal pattern ( A color filter for a liquid crystal display device having a structure in which one or more patterns of P3) and an upper pattern (P4) are stacked and a columnar spacer having a height from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the upper pattern (P4) is formed. Since this is a manufacturing method, a color filter for a liquid crystal display device in which columnar spacers and alignment control projections are provided as layers accompanying the basic color filter. In preparing the data, to shorten the process, a short construction period, a method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device capable of and inexpensive to manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing other examples of columnar spacers.
FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views showing still other examples of columnar spacers. FIGS.
FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a color filter for a liquid crystal display device.
5 is a cross-sectional view of the color filter shown in FIG. 4 taken along line XX ′.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of a color filter for a liquid crystal display device with columnar spacers.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the principle of MVA-LCD.
FIG. 8A is a plan view of an example of a color filter for MVA-LCD. (B) is sectional drawing of the AA 'line in Fig.8 (a).
FIG. 9A is a plan view of another example of a color filter for MVA-LCD. (B) is sectional drawing of the BB 'line in Fig.9 (a).
FIG. 10 is an explanatory diagram of a tracking rate with respect to a step of a resist.
[Explanation of symbols]
4, 7 ... Color filter 6 ... Color filter for liquid

crystal display device

10, 30 ...

Transparent substrate

11, 41 ... Black matrix 12 ... Red colored pixel 20 ... TFT side substrate 21 ...

liquid crystal molecules

22a, 22b, 23 ... alignment control projection 40 ... glass substrate 42 ... colored pixel 43 ... transparent conductive film 64 ... columnar spacer 80 ... MVA-LCD
83... Orientation control protrusion 93 having a planar shape in stripes 93... Orientation control protrusions H 11, H 12, H 13, H 16 having a circular planar shape H 21. Height Mv ... Projection Ps-1, Ps-2, Ps-3, Ps-4, Ps-5, Ps-6, Ps-7 for orientation control Columnar spacer in the present invention P1... Colored pixel extension pattern P2... Colored base pattern P3 other than colored pixel extension pattern (P1) Other than colored pixel extension pattern (P1) and colored pixel extension pattern (P1) Pedestal pattern P4 of color other than color pedestal pattern (P2) ... Columnar spacer upper pattern W11 ... Black matrix width W21 ... Length of pedestal in black matrix width direction

Claims

In a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel on a transparent substrate, a columnar spacer on the black matrix, and an alignment control protrusion on the colored pixel, the columnar spacer includes the black matrix and the colored pixel. Extension pattern (P1), a pedestal pattern (P2) of a color other than the extension pattern (P1) of colored pixels, a pedestal pattern (P2) of a color other than the extension pattern (P1) of colored pixels and the extension pattern (P1) of colored pixels ) Is a structure in which one or more of the pedestal patterns (P3) of other colors and the upper pattern (P4) of the columnar spacer are stacked, and the height from the upper surface of the colored pixel to the upper surface of the upper pattern (P4) of the columnar spacer This columnar spacer has a height equal to the height of the columnar spacer. A color filter for a liquid crystal display device characterized by over emissions (P4) are formed simultaneously.

The base pattern (P2) of a color other than the color pixel extension pattern (P1), and the color other than the base pattern (P2) of a color other than the color pixel extension pattern (P1) and the color pixel extension pattern (P1) The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the length of the base pattern (P3) in the black matrix width direction is not less than 5 µm and not more than the black matrix width.

In a method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which a black matrix, a colored pixel on a transparent substrate, a columnar spacer on the black matrix, and an alignment control protrusion are formed on the colored pixel,
1) A black matrix is formed on a transparent substrate,
2) On the black matrix, a color pixel extension pattern (P1), a color base pattern (P2) other than the color pixel extension pattern (P1), a color pixel extension pattern (P1), and a color pixel extension pattern ( Forming one or more of the pedestal patterns (P3) of colors other than the pedestal pattern (P2) of colors other than P1) simultaneously with the formation of the colored pixels of the corresponding color;
3) Formation of alignment control protrusions on the colored pixel, colored pixel extension pattern (P1), color base pattern (P2) other than the colored pixel extension pattern (P1), colored pixel extension pattern (P1) The columnar spacer upper pattern (P4) is simultaneously formed on one or more upper portions of the pedestal pattern (P3) other than the pedestal pattern (P2) other than the color pixel extension pattern (P1). Done
Other than black matrix, colored pixel extension pattern (P1), colored pixel extension pattern (P1), pedestal pattern (P2), colored pixel extension pattern (P1) and colored pixel extension pattern (P1) One or more of the pedestal patterns (P3) other than the pedestal pattern (P2) of the color and the upper pattern (P4) of the columnar spacer are stacked, and the upper pattern of the columnar spacer (P4) from the upper surface of the colored pixel. A columnar spacer having a height up to the top surface of the columnar spacer is formed. A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising:

The base pattern (P2) of a color other than the color pixel extension pattern (P1), and the color other than the base pattern (P2) of a color other than the color pixel extension pattern (P1) and the color pixel extension pattern (P1) 4. The method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 3, wherein the length of the pedestal pattern (P3) in the black matrix width direction is not less than 5 [mu] m and not more than the black matrix width.

5. The liquid crystal display according to claim 3, wherein a resist used for forming the alignment control protrusion and the upper pattern (P4) of the columnar spacer is a resist having a tracking rate of 50% or more with respect to a step. A method for producing a color filter for an apparatus.