JP2009008714A - 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光散乱層の膜厚を厚くしても、反射部領域の着色層と透過部領域の着色層との間に膜厚バラツキが生じない半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】透明基板11上に、ブラックマトリクス21と、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bと、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に光散乱層31と、透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上にそれぞれ段差調整層41とを形成して、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100を作製する。
【選択図】図1
【解決手段】透明基板11上に、ブラックマトリクス21と、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bと、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に光散乱層31と、透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上にそれぞれ段差調整層41とを形成して、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100を作製する。
【選択図】図1
Description
本発明は、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに関し、特に、光散乱層と段差調整層とを有する透過型液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法に関する。
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し、例えば、液晶パネルの後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。
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、主に屋内で使用されるのが一般的である。
これに対し、液晶パネルの後部に反射層を設けた反射型液晶表示装置があり、周囲からの外光によって表示を行っている。これは、主に屋外のような非常に明るい環境下で使用される。
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、主に屋内で使用されるのが一般的である。
これに対し、液晶パネルの後部に反射層を設けた反射型液晶表示装置があり、周囲からの外光によって表示を行っている。これは、主に屋外のような非常に明るい環境下で使用される。
最近、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の両機能を1台の液晶表示装置に取り込んだ半透過型液晶表示装置が開発されている。
この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるもので、モバイル機器に用いられる液晶表示装置として期待されている液晶表示装置である。
この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるもので、モバイル機器に用いられる液晶表示装置として期待されている液晶表示装置である。
半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、着色画素が反射部着色層と透過部着色層とから構成されており、反射部着色層上に反射板から反射した光を散乱させるための光散乱層が必要とされている。
この光散乱層は、液晶パネルの外側に散乱フィルムを貼付する方式と、液晶パネル内のカラーフィルタの反射部着色層上に設ける方式がある。
この光散乱層は、液晶パネルの外側に散乱フィルムを貼付する方式と、液晶パネル内のカラーフィルタの反射部着色層上に設ける方式がある。
光散乱層は、樹脂中に屈折率の異なる粒子(フィラー)を分散させたもので、粒子(フィラー)と樹脂との屈折率差によって、反射光を散乱させる働きを持たせている。
着色画素の反射部着色層上に光散乱層を設ける方式は、反射光を反射板に近い位置で散乱させることにより、液晶パネルの外側に散乱フィルムを貼付する方式と比較して、半透過型液晶表示装置の反射表示部のコントラストを向上させる効果がある。
着色画素の反射部着色層上に光散乱層を設ける方式は、反射光を反射板に近い位置で散乱させることにより、液晶パネルの外側に散乱フィルムを貼付する方式と比較して、半透過型液晶表示装置の反射表示部のコントラストを向上させる効果がある。
半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一例として、図5に示すような半透過型液晶表示装置用カラーフィルタが提案されている。(例えば、特許文献1参照)。
半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300は、透明基板11上に、ブラックマトリクス22、光散乱層32、平坦化層43、赤色画素61R、緑色画素62G、青色画素63Bが形成されており、光散乱層32は、着色画素(赤色画素61R、緑色画素62G、青色画素63B)の反射部赤色層61Rr、反射部緑色層62Gr、反射部青色層63Brの下部に形成されている。
半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300は、透明基板11上に、ブラックマトリクス22、光散乱層32、平坦化層43、赤色画素61R、緑色画素62G、青色画素63Bが形成されており、光散乱層32は、着色画素(赤色画素61R、緑色画素62G、青色画素63B)の反射部赤色層61Rr、反射部緑色層62Gr、反射部青色層63Brの下部に形成されている。
上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300の作製方法について説明する。
まず、ガラス基板等からなる透明基板11上に黒色感光性樹脂溶液を塗布して感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス22を形成する(図6(a)参照)。
次に、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等の感光性樹脂中にシリカ等のフィラーを分散
した感光性樹脂溶液をスピンナー等の塗布手段に塗布し、感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、反射部着色層領域に相当する部分の透明基板11上に光散乱層32を形成する(図6(b)参照)。
した感光性樹脂溶液をスピンナー等の塗布手段に塗布し、感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、反射部着色層領域に相当する部分の透明基板11上に光散乱層32を形成する(図6(b)参照)。
次に、透明基板11と光散乱層32との間に生じた段差を埋めるために、透明樹脂溶液を塗布して、平坦化層43を形成する(図6(c)参照)。
この平坦化層43の厚さは、パネル化した際の反射部着色層と透過部着色層とのパネルギャップの値になるように設定する。
この平坦化層43の厚さは、パネル化した際の反射部着色層と透過部着色層とのパネルギャップの値になるように設定する。
次に、ブラックマトリクス22、光散乱層32及び平坦化層43が形成された透明基板11上に、感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色レジストを塗布、予備乾燥して、赤色感光層を形成し、フォトマスクを介してパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行い、反射部領域の光散乱層32上に反射部赤色層61Rrが、透過部領域の平坦化層43上に透過部赤色層61Rtがそれぞれ形成された赤色画素61Rを形成する(図6(d)参照)。
次に、ブラックマトリクス22、光散乱層32、平坦化層43及び赤色画素61Rが形成された透明基板11上に、感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色レジストを塗布、予備乾燥して、緑色感光層を形成し、フォトマスクを介してパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行い、反射部領域の光散乱層32上に反射部緑色層62Grが、透過部領域の平坦化層43上に透過部緑色層62Gtが形成された緑色画素62Gを形成する(図7(e)参照)。
次に、ブラックマトリクス22、光散乱層32、平坦化層43、赤色画素61R及び緑色画素62Gが形成された透明基板11上に、感光性樹脂に青色顔料を分散した青色レジストを塗布、予備乾燥して、青色感光層を形成し、フォトマスクを介してパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行い、反射部領域の光散乱層32上に反射部青色層63Brが、透過部領域の平坦化層43上に透過部青色層63Btが形成された青色画素63Bを形成し、透明基板11上に、ブラックマトリクス22、光散乱層32、平坦化層43、赤色画素61R、緑色画素62G及び赤色画素61Rが形成された半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300を得る(図7(f)参照)。
一般に半透過型液晶表示装置では、透過部と反射部のギャップ差が2μm程度になるように設定されているため、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300では、反射部着色画素面と透過部着色画素面の膜厚差が2μm程度になるようにしなくてはならない。
半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300では、光散乱層32を最初に形成し、平坦化層43、赤色画素61R、緑色画素62G及び青色画素63Bを順次形成していくため、反射部着色画素面と透過部着色画素面の膜厚差を2μm程確保するためには、平坦化層43を形成した時点で、光散乱層32と平坦化層43との膜厚差は2μm程確保しなければならない。
半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ300では、光散乱層32を最初に形成し、平坦化層43、赤色画素61R、緑色画素62G及び青色画素63Bを順次形成していくため、反射部着色画素面と透過部着色画素面の膜厚差を2μm程確保するためには、平坦化層43を形成した時点で、光散乱層32と平坦化層43との膜厚差は2μm程確保しなければならない。
光散乱層32と平坦化層43との膜厚差を2μm程確保した状態で着色画素を形成しようとすると、着色レジストを塗布して、着色感光層を形成する際、反射部領域の着色層と透過部領域の着色層との間に膜厚バラツキが生じ、反射部着色層と透過部着色層との分光透過率特性にバラツキが発生するという問題を有している。
また、上記の光散乱層では、膜厚を厚くできないため、パネル化した際、見る角度によって、色が変化するという問題を有している。
特開2003−156618号公報
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、光散乱層の膜厚を厚くしても、反射部領域の着色層と透過部領域の着色層との間に膜厚バラツキが生じない半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項1においては、透明基板上に、少なくともブラックマトリクスと、透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素と、光散乱層と、を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
前記光散乱層は前記反射部着色層上に設けられており、前記透過部着色層と前記光散乱層との間で生じた膜厚段差を調整するために、前記透過部着色層上に膜厚段差調整層を設けたことを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。
前記光散乱層は前記反射部着色層上に設けられており、前記透過部着色層と前記光散乱層との間で生じた膜厚段差を調整するために、前記透過部着色層上に膜厚段差調整層を設けたことを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。
また、請求項2においては、前記光散乱層の膜厚が、2.0〜5.0μmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。
また、請求項3においては、前記光散乱層は、樹脂中に屈折率の異なる粒子(フィラー)を分散させた粒子(フィラー)分散溶液を塗膜形成して作製されており、
粒子径が2.0〜4.0μmの前記粒子(フィラー)を用いたことを特徴とする請求項1または2に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。
粒子径が2.0〜4.0μmの前記粒子(フィラー)を用いたことを特徴とする請求項1または2に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。
また、請求項4においては、少なくとも、
(a)透明基板上に、ブラックマトリクスを形成する工程と、
(b)ブラックマトリクス間に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成する工程と、
(c)前記反射部着色層上に光散乱層を形成する工程と、
(d)前記透過部着色層上に膜厚段差調整層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法としたものである。
(a)透明基板上に、ブラックマトリクスを形成する工程と、
(b)ブラックマトリクス間に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成する工程と、
(c)前記反射部着色層上に光散乱層を形成する工程と、
(d)前記透過部着色層上に膜厚段差調整層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法としたものである。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、最初に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成し、反射部着色層上に光散乱層を形成し、光散乱層と透過部着色層と間に生じた膜厚段差を埋めるための段差調整層を設けているため、光散乱層の膜厚を厚く設定でき、パネル化後の見る角度によって生じる色変化を防止することができる。
また、最初に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成するため、透過部着色層と反射部着色層の膜厚バラツキを抑えることができ、表示品位に優れた半透過型液晶表示装置を得ることが可能となる。
また、最初に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成するため、透過部着色層と反射部着色層の膜厚バラツキを抑えることができ、表示品位に優れた半透過型液晶表示装置を得ることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図1(a)は、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す模式構成図である。
図1(b)は、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの他の実施例を示す模式構成図である。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100は、透明基板11上に、ブラック
マトリクス21と、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bと、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に光散乱層31と、透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上にそれぞれ段差調整層41と、透明電極(特に、図示せず)と、スペーサー(特に、図示せず)とが形成されたものである。
図1(a)は、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す模式構成図である。
図1(b)は、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの他の実施例を示す模式構成図である。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100は、透明基板11上に、ブラック
マトリクス21と、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bと、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に光散乱層31と、透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上にそれぞれ段差調整層41と、透明電極(特に、図示せず)と、スペーサー(特に、図示せず)とが形成されたものである。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ200は、透明基板11上に、ブラックマトリクス21と、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bと、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に光散乱層31と、透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上にそれぞれ段差調整層42と、透明電極(特に、図示せず)と、スペーサー(特に、図示せず)とが形成されたものである。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、ブラックマトリクス21を形成した後、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bとを形成し、光散乱層31及び段差調整層41を形成していくため、着色画素内の透過部着色層と反射部着色層の膜厚バラツキがしょうじないことと、光散乱層31の膜厚範囲を広く設定できることと、光散乱層31を設けることで生じた膜厚段差を段差調整層41、42で調整しているため、透過部着色層上の段差調整層と反射部着色層上の光散乱層との膜厚差を精度良く制御できることが特徴である。
請求項2に係る発明では、光散乱層31の膜厚を、2.0〜5.0μmの範囲に設定することにより、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いてパネル化した際、見る角度によって、色が変化するという現象を防止している。
請求項3に係る発明では、光散乱層31の膜厚を2.0〜5.0μmの範囲に設定するために、粒子径が2.0〜4.0μmの粒子(フィラー)を用いて粒子(フィラー)分散樹脂溶液を作成するようにしたものである。
請求項4に係る本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。
図2(a)〜(d)及び図3(e)〜(f)は、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100の製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
まず、ガラス基板等からなる透明基板11上にアクリル系の感光性樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料を分散した黒色感光性樹脂をスピンナー等にて塗布し、予備乾燥して黒色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス21を形成する(図2(a)参照)。
ここで、透明基板11としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
図2(a)〜(d)及び図3(e)〜(f)は、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100の製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
まず、ガラス基板等からなる透明基板11上にアクリル系の感光性樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料を分散した黒色感光性樹脂をスピンナー等にて塗布し、予備乾燥して黒色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス21を形成する(図2(a)参照)。
ここで、透明基板11としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色感光性樹脂溶液をスピンナー等にてブラックマトリクス21が形成された透明基板11上に塗布し、予備乾燥して赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、透過部赤色層51Rtと反射部赤色層51Rrとからなる赤色画素
51Rを形成する(図2(b)参照)。
ここで、反射部赤色層51Rrには、入射光と反射光の2回透過光にて目的の色特性を満足させるための所定サイズのスルーホールを設けている。
51Rを形成する(図2(b)参照)。
ここで、反射部赤色層51Rrには、入射光と反射光の2回透過光にて目的の色特性を満足させるための所定サイズのスルーホールを設けている。
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナー等にてブラックマトリクス21及び赤色画素51Rが形成された透明基板11上に塗布し、予備乾燥して緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、透過部緑色層52Gtと反射部緑色層52Grとからなる緑色画素52Gを形成する(図2(c)参照)。
ここで、反射部緑色層52Grには、入射光と反射光の2回透過光にて目的の色特性を満足させるための所定サイズのスルーホールを設けている。
ここで、反射部緑色層52Grには、入射光と反射光の2回透過光にて目的の色特性を満足させるための所定サイズのスルーホールを設けている。
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナー等にて、ブラックマトリクス21、赤色画素51R及び緑色画素52Gが形成された透明基板11上に塗布し、予備乾燥して青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、透過部青色層53Btと反射部青色層53Brとからなる青色画素53Bを形成する(図2(d)参照)。
ここで、反射部青色層53Brには、入射光と反射光の2回透過光にて目的の色特性を満足させるための所定サイズのスルーホールを設けている。
ここで、反射部青色層53Brには、入射光と反射光の2回透過光にて目的の色特性を満足させるための所定サイズのスルーホールを設けている。
次に、感光性を有する透明樹脂溶液中に粒子(フィラー)を分散させた感光性樹脂溶液を作製し、ブラックマトリクス21、赤色画素51R、緑色画素52G及び青色画素53Bが形成された透明基板11上に、スピンナー等により塗布し、予備乾燥して粒子(フィラー)感光層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、各着色画素の反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に所定膜厚の光散乱層31を形成する(図3(e)参照)。
ここで、光散乱層31の膜厚としては、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いてパネル化した際、見る角度によって、色が変化するという現象を防止するために、2.0〜5.0μmの範囲に設定するのが好ましい。
ここで、光散乱層31の膜厚としては、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いてパネル化した際、見る角度によって、色が変化するという現象を防止するために、2.0〜5.0μmの範囲に設定するのが好ましい。
粒子(フィラー)としては、無機物から成る微粒子及び有機ポリマーから成る微粒子があげられる。特に、非晶質であるという点からは有機ポリマー微粒子が好ましいが、無機物微粒子であっても、非晶質であれば問題ない。
また、粒子(フィラー)としては、非晶質微粒子であることが好ましく、結晶質であると光学的異方性を帯びると考えられ、光散乱に対しては好ましいものではない。
また、粒子(フィラー)としては、非晶質微粒子であることが好ましく、結晶質であると光学的異方性を帯びると考えられ、光散乱に対しては好ましいものではない。
粒子(フィラー)は、例えば、無機物微粒子であれば、シリカやアルミナの酸化物等の球状の非晶質微粒子が、有機ポリマー微粒子であれば、アクリル微粒子やスチレンアクリル微粒子及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物、(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、ETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー、シリコン樹脂微粒子等があげられる。そのなかでも、屈折率が1.5未満の架橋アクリル樹脂微粒子、及び屈折率が1.42〜1.45のシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子が特に好ましい。
粒子(フィラー)の粒子径としては、2.0〜5.0μm厚の光散乱層31を実現するためには、粒子径が2.0〜4.0μmの粒子(フィラー)を使用するのが好ましい。
粒子(フィラー)を分散させる透明樹脂としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ま
しく、感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂が利用できる。また、熱硬化性樹脂や紫外線硬化型樹脂を利用することも可能である。
しく、感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂が利用できる。また、熱硬化性樹脂や紫外線硬化型樹脂を利用することも可能である。
次に、感光性樹脂溶液を、ブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31が形成された透明基板11上にスピンナー等にて塗布し、所定厚の感光層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、各着色画素の透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上に所定膜厚の段差調整層41を形成する(図3(f)参照)。
ここで、段差調整層41の膜厚は、図4に示すように、光散乱層31の膜厚をT1、段差調整層41の膜厚をT2、光散乱層31の膜厚T1と段差調整層41の膜厚T2との膜厚差をT3としたとき、膜厚差T3がほぼ2μmとなるような膜厚に設定する。
例えば、光散乱層31の膜厚T1が4μmで形成されていたとすると、4−2=2μm厚の段差調整層41を形成してやればよい。
光散乱層31の膜厚T1と段差調整層41の膜厚T2との膜厚差T3は、液晶パネル化した際の最適のギャップ差を示すもので、一般的には、2μmと言われているが、液晶パネルによっては最適のギャップ差2μmが変動することもある。
例えば、光散乱層31の膜厚T1が4μmで形成されていたとすると、4−2=2μm厚の段差調整層41を形成してやればよい。
光散乱層31の膜厚T1と段差調整層41の膜厚T2との膜厚差T3は、液晶パネル化した際の最適のギャップ差を示すもので、一般的には、2μmと言われているが、液晶パネルによっては最適のギャップ差2μmが変動することもある。
最後に、透明電極、スペーサー(特に、図示せず)を公知の方法で形成して、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100を得ることができる。
本発明の本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ200の製造方法について説明する。
透明基板11上にブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31を形成する工程までは、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100の製造方法と同じなので省略する。
まず、ブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31が形成された透明基板11上に、透明樹脂からなる樹脂溶液をスピンナー等により塗布して、塗膜を形成し、予備乾燥、硬化して段差調整層42を形成する(図1(b)参照)。
段差調整層42の膜厚は、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100で説明したように、光散乱層31の膜厚と、段差調整層42の膜厚との膜厚差がほぼ2μmとなるように設定する。
透明基板11上にブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31を形成する工程までは、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100の製造方法と同じなので省略する。
まず、ブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31が形成された透明基板11上に、透明樹脂からなる樹脂溶液をスピンナー等により塗布して、塗膜を形成し、予備乾燥、硬化して段差調整層42を形成する(図1(b)参照)。
段差調整層42の膜厚は、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100で説明したように、光散乱層31の膜厚と、段差調整層42の膜厚との膜厚差がほぼ2μmとなるように設定する。
この段差調整層42の形成方法は、一般にオーバーコートと呼ばれる塗布方式で塗膜形成を行うため、樹脂溶液に使用する透明樹脂として広範囲の樹脂が選択できることである。
樹脂溶液に使用する透明樹脂としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましく、例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂が、また屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂が適用できる。その他アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。
樹脂溶液に使用する透明樹脂としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましく、例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂が、また屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂が適用できる。その他アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。
最後に、透明電極、スペーサー(特に、図示せず)を公知の方法で形成して、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ200を得ることができる(図1(b)参照)。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、最初に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成し、反射部着色層上に光散乱層を形成し、光散乱層と
透過部着色層と間に生じた膜厚段差を埋めるための段差調整層を設けているため、光散乱層の膜厚を厚く設定でき、パネル化後の見る角度によって生じる色変化を防止することができる。
また、最初に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成するため、透過部着色層と反射部着色層の膜厚バラツキを抑えることができ、表示品位に優れた半透過型液晶表示装置を得ることが可能となる。
透過部着色層と間に生じた膜厚段差を埋めるための段差調整層を設けているため、光散乱層の膜厚を厚く設定でき、パネル化後の見る角度によって生じる色変化を防止することができる。
また、最初に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成するため、透過部着色層と反射部着色層の膜厚バラツキを抑えることができ、表示品位に優れた半透過型液晶表示装置を得ることが可能となる。
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
アクリル系の感光性樹脂にカーボンブラックを分散した黒色感光性樹脂溶液をガラス基板からなる透明基板11上にスピンナー等により塗布し、予備乾燥して、黒色感光性樹脂層を形成した。さらに、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス21を形成した(図2(a)参照)。
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料(例えば、ジアントラキノン系顔料)を分散した赤色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21が形成された透明基板11上にスピンナー等を用いて塗布し、赤色感光性樹脂層を形成した。さらに、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等のパターニング処理を行って、透過部赤色層51Rtと25μmスルーホール付の反射部赤色層51Rrとからなる1.5μm厚の赤色画素51Rを形成した(図2(b)参照)。
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料(例えば、フタロシアニングリーン系顔料)を分散した緑色感光性樹脂溶液をスピンナー等にてブラックマトリクス21及び赤色画素51Rが形成された透明基板11上に塗布し、予備乾燥して緑色感光性樹脂層を形成した。さらに、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、透過部緑色層52Gtと25μmスルーホール付の反射部緑色層52Grとからなる1.5μm厚の緑色画素52Gを形成した(図2(c)参照)。
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料(例えば、フタロシアニンブルー系顔料)を分散した青色感光性樹脂溶液をスピンナー等にて、ブラックマトリクス21、赤色画素51R及び緑色画素52Gが形成された透明基板11上に塗布し、予備乾燥して青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、透過部青色層53Btと25μmスルーホール付の反射部青色層53Brとからなる1.5μm厚の青色画素53Bを形成した(図2(d)参照)。
次に、アクリル系の感光性樹脂に粒子径2.5μmのシリコン樹脂からなる粒子(フィラー)を分散させた感光性樹脂溶液を作製し、ブラックマトリクス21、赤色画素51R、緑色画素52G及び青色画素53Bが形成された透明基板11上に、スピンナー等により塗布し、予備乾燥して粒子(フィラー)感光層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に3.5μm厚の光散乱層31を形成した(図3(e)参照)。
次に、アクリル系の感光性樹脂溶液を、ブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31が形成された透明基板11上にスピンナー等にて塗布し、所定厚の感光層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、透過部赤色層51Rt、透過部緑色層52Gt及び透過部青色層53Bt上に1.5μm厚の段差調整層41を形成した(図3(f)参照)。
次に、酸化インジウム−錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、光散乱層31及び段差調整層41上に酸化インジウム錫からなる透明電極(特に、図示せず)を形成した。
最後に、アクリル系のクリアレジストをスピンナー等により塗布して、予備乾燥して感光層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、所定の位置にスペーサー(特に、図示せず)を形成し、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ100を得た。
実施例1と同様な工程で、ガラス基板からなる透明基板11上に、ブラックマトリクス21と、透過部赤色層51Rtと1.8μmスルーホール付の反射部赤色層51Rrとからなる1.5μm厚の赤色画素51Rと、透過部緑色層52Gtと1.8μmスルーホール付の反射部緑色層52Grとからなる1.5μm厚の緑色画素52Gと、透過部青色層53Btと1.8μmスルーホール付の反射部青色層53Brとからなる1.5μm厚の青色画素53Bと、反射部赤色層51Rr、反射部緑色層52Gr及び反射部青色層53Br上に3.5μm厚の光散乱層31とをそれぞれ形成した。
次に、アクリル系の樹脂溶液を、ブラックマトリクス21、赤色画素31R、緑色画素32G、青色画素53B及び光散乱層31が形成された透明基板11上にスピンナー等にて塗布し、予備乾燥、加熱硬化して、2μm厚の段差調整層42を形成した(図1(b)参照)。
次に、酸化インジウム−錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、段差調整層42上に酸化インジウム錫からなる透明電極(特に、図示せず)を形成した。
最後に、アクリル系のクリアレジストをスピンナー等により塗布して、予備乾燥して感光層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、所定の位置にスペーサー(特に、図示せず)を形成し、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ200を得た(図1(b)参照)。
11……透明基板
21、22……ブラックマトリクス
31、32……光拡散層
41、42……膜厚段差調整層
43……平坦化層
51R、61R……赤色画素
51Rt、61Rt……透過部赤色層
51Rr、61Rr……反射部赤色層
52G、62G……緑色画素
52Gt、62Gt……透過部緑色層
52Gr、62Gr……反射部緑色層
53B、63B……青色画素
53Bt、63Bt……透過部青色層
53Br、63Br……反射部青色層
100、200、300……半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
T1……光拡散層の膜厚
T2……膜厚段差調整層の膜厚
T3……光拡散層の膜厚T1と膜厚段差調整層の膜厚T2との膜厚差
21、22……ブラックマトリクス
31、32……光拡散層
41、42……膜厚段差調整層
43……平坦化層
51R、61R……赤色画素
51Rt、61Rt……透過部赤色層
51Rr、61Rr……反射部赤色層
52G、62G……緑色画素
52Gt、62Gt……透過部緑色層
52Gr、62Gr……反射部緑色層
53B、63B……青色画素
53Bt、63Bt……透過部青色層
53Br、63Br……反射部青色層
100、200、300……半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
T1……光拡散層の膜厚
T2……膜厚段差調整層の膜厚
T3……光拡散層の膜厚T1と膜厚段差調整層の膜厚T2との膜厚差
Claims (4)
- 透明基板上に、少なくともブラックマトリクスと、透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素と、光散乱層と、を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
前記光散乱層は前記反射部着色層上に設けられており、前記透過部着色層と前記光散乱層との間で生じた膜厚段差を調整するために、前記透過部着色層上に膜厚段差調整層を設けたことを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記光散乱層の膜厚が、2.0〜5.0μmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記光散乱層は、樹脂中に屈折率の異なる粒子(フィラー)を分散させた粒子(フィラー)分散樹脂溶液を塗膜形成して作製されており、
粒子径が2.0〜4.0μmの前記粒子(フィラー)を用いたことを特徴とする請求項1または2に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 少なくとも、
(a)透明基板上に、ブラックマトリクスを形成する工程と、
(b)ブラックマトリクス間に透過部着色層と反射部着色層とからなる複数の着色画素を形成する工程と、
(c)前記反射部着色層上に光散乱層を形成する工程と、
(d)前記透過部着色層上に膜厚段差調整層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007167261A JP2009008714A (ja) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ及びその製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009008714A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101794042A (zh) * | 2010-03-11 | 2010-08-04 | 深圳莱宝高科技股份有限公司 | 半反半透显示面板 |
CN112912948A (zh) * | 2018-12-05 | 2021-06-04 | 凸版印刷株式会社 | 黑色矩阵基板及具备黑色矩阵基板的显示装置 |
CN115167029A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-11 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示模组及其制作方法 |
-
2007
- 2007-06-26 JP JP2007167261A patent/JP2009008714A/ja active Pending
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CN112912948A (zh) * | 2018-12-05 | 2021-06-04 | 凸版印刷株式会社 | 黑色矩阵基板及具备黑色矩阵基板的显示装置 |
CN112912948B (zh) * | 2018-12-05 | 2023-06-02 | 凸版印刷株式会社 | 黑色矩阵基板及具备黑色矩阵基板的显示装置 |
CN115167029A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-11 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示模组及其制作方法 |
CN115167029B (zh) * | 2022-07-01 | 2023-11-28 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示模组及其制作方法 |
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