JP4715337B2 - Manufacturing method of color filter - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置のカラーフィルタに関するものであり、特に、品種毎に異なる膜厚のパターンを有する複数の品種のカラーフィルタ・ピースが複数個設けられたカラーフィルタに関する。 The present invention relates to a color filter of a display device, and more particularly to a color filter provided with a plurality of color filter pieces of a plurality of types having different thickness patterns for each type.
例えば、図3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4は、図3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3、及び図4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は、ガラス基板(50)上にブラックマトリックス(51)、着色画素(52)などのパターンが順次に形成されたものである。
図3、及び図4はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素(52)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。
For example, FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of a color filter used in a liquid crystal display device. 4 is a cross-sectional view of the color filter shown in FIG. 3 taken along line XX ′.
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the color filter used in the liquid crystal display device is a glass substrate (50) in which a pattern such as a black matrix (51) and a colored pixel (52) is sequentially formed. is there.
3 and 4 schematically show a color filter, and 12 colored pixels (52) are shown. In an actual color filter, for example, several hundreds of pixels are displayed on a 17-inch diagonal screen. A large number of colored pixels of about μm are arranged.
ブラックマトリックス(51)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(52)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る。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
The black matrix (51) is a matrix having light shielding properties, and the colored pixels (52) have, for example, red, green, and blue filter functions.
The black matrix determines the position of the colored pixels of the color filter, makes the size uniform, and shields unwanted light when used in a display device, making the image of the display device uniform and uniform. In addition, it has a function of making an image with improved contrast.
このブラックマトリックス(51)は、ガラス基板(50)上にブラックマトリックスの材料として樹脂を用いた例である。
このブラックマトリックス(51)のパターンは、ガラス基板(50)上に、例えば、ブラックマトリックス形成用のネガ型の黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたものであり、樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラックマトリックス(51)と称している。
This black matrix (51) is an example in which a resin is used as a black matrix material on a glass substrate (50).
The black matrix (51) pattern is formed on the glass substrate (50) by, for example, a photolithography method using a negative black photoresist for forming a black matrix, and is formed using a resin. This black matrix is referred to as a resin black matrix (51).
また、着色画素(52)のパターンは、この樹脂ブラックマトリックス(51)が形成されたガラス基板(50)上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成されている。 Further, the pattern of the colored pixels (52) is a photo using a negative colored photoresist in which a pigment such as a pigment is dispersed on the glass substrate (50) on which the resin black matrix (51) is formed. It is formed as a colored pixel by a lithography method, that is, by exposure through a photomask to a coating film of a colored photoresist, and development processing. Red, green, and blue colored pixels are sequentially formed.
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サイズのカラーフィルタ(以降カラーフィルタ・ピースと称す)を大サイズのガラス基板に多面付けした状態で製造することが多い。例えば、対角17インチのカラーフィルタを650mm×850mm程度の大サイズのガラス基板に4面付けして製造する。
この際の露光は、ガラス基板のサイズと略同程度のサイズのマスク基板に、例えば、対角17インチのカラーフィルタ・ピースを形成するためのマスクパターンが4面付けされたフォトマスクを用いて露光する方法が広く採用されている。4面付けされたマスクパターンの4画面全体を1回の露光で一括して行う、所謂、一括露光法である。
When a large number of color filters are manufactured, a color filter of a size corresponding to a single liquid crystal display device (hereinafter referred to as a color filter piece) is often manufactured in a state of being multifaceted on a large glass substrate. . For example, a 17-inch diagonal color filter is manufactured by attaching four faces to a large glass substrate of about 650 mm × 850 mm.
In this exposure, for example, a photomask in which a mask pattern for forming a color filter piece having a diagonal size of 17 inches is provided on a mask substrate having a size substantially the same as the size of a glass substrate is used. The exposure method is widely adopted. This is a so-called batch exposure method in which the entire four screens of the four-sided mask pattern are collectively performed by one exposure.
この際の多面付けは、例えば、パターンである着色画素の膜厚、仕上がりサイズ(カラーフィルタ・ピースのサイズ)などが同一仕様の、すなわち、同一品種のカラーフィルタ・ピースを多面付けする。そして、その製造にあたっては、面間のバラツキが発生しない
ように、各工程で配慮を施し製造を行う。
In this case, for example, a color filter piece of the same type, that is, a film thickness of a colored pixel that is a pattern, a finished size (size of a color filter piece), or the like, that is, the same type is applied. And in the manufacture, it considers in each process and manufactures so that the variation between surfaces may not occur.
これに対し、ステップアンドリピート露光法と称される露光方法は、例えば、対角17インチのカラーフィルタ・ピースと略同程度のサイズのマスク基板に、対角17インチのカラーフィルタ・ピースを形成するためのマスクパターンが1面付けされたフォトマスクを用い、例えば、650mm×850mm程度の大サイズのガラス基板に多面付けの数である4回の露光を行う方法である。従って、ステップアンドリピート露光法は、その露光工程において、相応の時間を要することとなる。 On the other hand, an exposure method called a step-and-repeat exposure method forms, for example, a 17-inch diagonal color filter piece on a mask substrate that is approximately the same size as a 17-inch diagonal color filter piece. This is a method of using a photomask with one mask pattern for performing the exposure, for example, performing exposure four times, which is the number of multiple faces, on a large glass substrate of about 650 mm × 850 mm. Therefore, the step-and-repeat exposure method requires a corresponding time in the exposure process.
すなわち、大サイズのガラス基板に、マスクパターンが多面付けされたフォトマスクを用いた1回の露光を行い、続いて一括した現像処理を行うといった、この一括露光法による製造方法は、フォトリソグラフィ法によりカラーフィルタを製造する際の製造方法としては、廉価に大量にカラーフィルタを製造することのできる優れた製造方法といえる。 That is, a manufacturing method by this collective exposure method in which a large-size glass substrate is exposed once using a photomask with a multifaceted mask pattern, and then collectively developed is a photolithographic method. Therefore, it can be said that the production method for producing a color filter is an excellent production method capable of producing a large amount of color filters at low cost.
一方、上記ステップアンドリピート露光法においては、露光工程に相応の時間を要するものの、複数の異なる品種のカラーフィルタ・ピースを大サイズのガラス基板に付合わせて、例えば、着色画素の膜厚が異なる2品種の対角17インチのカラーフィルタ・ピースを、大サイズのガラス基板に付合わせて製造しようとする際には、その多数回の露光の途中で、フォトマスクを第二品種のフォトマスクに差し替えることにより、比較的容易に製造することができる。 On the other hand, in the above step-and-repeat exposure method, although an appropriate time is required for the exposure process, a plurality of different types of color filter pieces are attached to a large glass substrate, for example, the thickness of the colored pixels is different. When two types of 17-inch diagonal color filter pieces are to be manufactured on a large glass substrate, the photomask becomes the second type of photomask during the multiple exposures. By replacing, it can be manufactured relatively easily.
しかし、前記一括露光法では、複数の異なる品種のカラーフィルタ・ピースを、前記大サイズのガラス基板に付合わせて製造しようとしても、各品種の仕様、例えば、カラーフィルタの明度、彩度を規定する着色画素の膜厚が異なっている場合には、大サイズのガラス基板に複数の異なる品種のカラーフィルタ・ピースを付合わせて製造することは極めて困難である。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、例えば、着色画素の膜厚など、カラーフィルタ・ピースを構成するパターンの膜厚が異なる複数の品種のカラーフィルタ・ピースを一枚の大サイズのガラス基板に付合わせて形成したカラーフィルタを廉価に提供することを課題とするものである。
また、上記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。
The present invention has been made to solve the above-described problem. For example, one color filter piece of a plurality of varieties having different film thicknesses of patterns constituting the color filter piece, such as the thickness of a colored pixel. It is an object of the present invention to provide an inexpensive color filter formed by attaching to a large glass substrate.
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing the color filter.
これにより、例えば、大サイズのガラス基板に、あるサイズのカラーフィルタ・ピースを多面付けして余白部が生じた際に、その余白部に異なる品種で異なるサイズのカラーフィルタ・ピースを付合わせることにより、余白部を有効に利用してカラーフィルタを廉価に製造することが可能となる。
或いは、例えば、大サイズのガラス基板に、複数の異なる品種のカラーフィルタ・ピースを付合わせることにより、複数の異なる品種で同一サイズのカラーフィルタ・ピースを短期間内に、その納入を同時に開始することが可能となる。
In this way, for example, when a large-sized glass substrate is subjected to multiple facets of a color filter piece of a certain size and a margin portion is generated, the different color filter pieces of different sizes are attached to the margin portion. Thus, it is possible to manufacture the color filter at low cost by effectively using the blank portion.
Alternatively, for example, by attaching a plurality of different types of color filter pieces to a large size glass substrate, delivery of the same size color filter pieces of a plurality of different types is started simultaneously within a short period of time. It becomes possible.
本発明は、基板上に一基の表示装置に対応したサイズのカラーフィルタ・ピースが複数個設けられたカラーフィルタにおいて、該カラーフィルタ・ピースは、品種毎に異なる膜厚のパターンを有する複数の品種のカラーフィルタ・ピースであり、該カラーフィルタ・ピースを構成するパターンは、フォトマスクとして、該パターンを形成するためのマスクパターンが該複数個設けられたフォトマスクであり、上記膜厚が最も高い品種以外の品種
のカラーフィルタ・ピースに対応したフォトマスク上のマスクパターンに、各品種のパターンの膜厚を形成させる濃度のハーフトーン部を有するフォトマスクを用い、該フォトマスクを介した一回の露光、及び現像処理によって形成されたことを特徴とするカラーフィルタである。
The present invention provides a color filter in which a plurality of color filter pieces of a size corresponding to a single display device are provided on a substrate, the color filter pieces having a plurality of patterns having different film thicknesses for each product type. A color filter piece of a variety, and the pattern constituting the color filter piece is a photomask provided with a plurality of mask patterns for forming the pattern as a photomask. A photomask having a halftone portion having a density for forming a film thickness of each type of pattern is used as a mask pattern on a photomask corresponding to a color filter piece of a type other than a high type, and one through the photomask. A color filter formed by multiple exposure and development processes.
本発明は、一基の表示装置に対応したサイズのカラーフィルタ・ピースを構成するパターンを形成するためのマスクパターンが複数個設けられたフォトマスクを介し、基板上に設けられたネガ型フォトレジストの塗膜への一回の露光、及び現像処理を行い、該基板上にカラーフィルタ・ピースを構成する各パターンを順次に形成し、該基板上にカラーフィルタ・ピースが複数個設けられたカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法において、上記基板上に設けられるカラーフィルタ・ピースが、複数の品種のカラーフィルタ・ピースからなり、構成するパターンの膜厚が品種毎に異なる際に、前記フォトマスクとして、上記膜厚が最も高い品種以外の品種のカラーフィルタ・ピースに対応したフォトマスク上のマスクパターンに、各品種のパターンの膜厚を形成させる濃度のハーフトーン部を有するフォトマスクを用いることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。 The present invention relates to a negative photoresist provided on a substrate through a photomask provided with a plurality of mask patterns for forming a pattern constituting a color filter piece having a size corresponding to a single display device. A color in which a plurality of color filter pieces are provided on the substrate by performing a single exposure on the coating film and a developing process to sequentially form each pattern constituting the color filter piece on the substrate. In the color filter manufacturing method for manufacturing a filter, when the color filter piece provided on the substrate is composed of a plurality of types of color filter pieces, and the film thickness of the pattern to be formed differs for each type, the photo filter As a mask, on the mask pattern on the photomask corresponding to the color filter piece of the type other than the type with the highest film thickness, A method of manufacturing a color filter, which comprises using a photomask having a halftone portion of the concentration to form a film thickness of the pattern varieties.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記ハーフトーン部が、金属酸化物膜又はクロム膜、或いはパターンを形成する系の解像度以下のピッチをもったラインアンドスペースパターン又は市松模様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。 In the color filter manufacturing method according to the present invention, the halftone portion may be a metal oxide film or a chromium film, or a line and space pattern or checkered pattern having a pitch less than the resolution of a system for forming a pattern. A color filter manufacturing method characterized by being a pattern.
本発明は、一基の表示装置に対応したサイズのカラーフィルタ・ピースを構成するパターンを形成するためのマスクパターンが複数個設けられたフォトマスクを介し、基板上に設けられたネガ型フォトレジストの塗膜への一回の露光、及び現像処理を行い、該基板上にカラーフィルタ・ピースを構成する各パターンを順次に形成し、該基板上にカラーフィルタ・ピースが複数個設けられたカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法において、上記基板上に設けられるカラーフィルタ・ピースが、複数の品種のカラーフィルタ・ピースからなり、構成するパターンの膜厚が品種毎に異なる際に、前記フォトマスクとして、上記膜厚が最も高い品種以外の品種のカラーフィルタ・ピースに対応したフォトマスク上のマスクパターンに、各品種のパターンの膜厚を形成させる濃度のハーフトーン部を有するフォトマスクを用いるカラーフィルタの製造方法であるので、カラーフィルタ・ピースを構成するパターンの膜厚が異なる複数の品種のカラーフィルタ・ピースを一枚の大サイズのガラス基板に付合わせたカラーフィルタを廉価に製造することができる。 The present invention relates to a negative photoresist provided on a substrate through a photomask provided with a plurality of mask patterns for forming a pattern constituting a color filter piece having a size corresponding to a single display device. A color in which a plurality of color filter pieces are provided on the substrate by performing a single exposure on the coating film and a developing process to sequentially form each pattern constituting the color filter piece on the substrate. In the color filter manufacturing method for manufacturing a filter, when the color filter piece provided on the substrate is composed of a plurality of types of color filter pieces, and the film thickness of the pattern to be formed differs for each type, the photo filter As a mask, on the mask pattern on the photomask corresponding to the color filter piece of the type other than the type with the highest film thickness, Since the method of manufacturing a color filter using a photomask having a halftone portion having a density for forming a film thickness of a variety of patterns, the color filter pieces of a plurality of kinds having different film thicknesses of patterns constituting the color filter pieces Can be manufactured at a low cost by attaching a color filter to a large glass substrate.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明によるカラーフィルタの一例を示す平面図である。図1に示すように、この一例に示すカラーフィルタ(10)は、ガラス基板上に、一基の表示装置に対応したサイズの第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)が3個と、サイズの異なる他の一基の表示装置に対応したサイズの第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)が6個の2品種のカラーフィルタ・ピースが複数個設けられたカラーフィルタである。
Embodiments of the present invention are described in detail below.
FIG. 1 is a plan view showing an example of a color filter according to the present invention. As shown in FIG. 1, the color filter (10) shown in this example has three first color filter pieces (CF · P-1) of a size corresponding to one display device on a glass substrate. The second color filter piece (CF · P-2) having a size corresponding to one other display device having a different size is a color filter provided with a plurality of two types of color filter pieces of six types. .
第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)を構成するパターンの膜厚、例えば、赤色の着色画素の膜厚と、第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)を構成する赤色の着色画素の膜厚は、異なる膜厚である。これらカラーフィルタ・ピース(CF・P−1、CF・P−2)を構成するパターンは、各パターンを形成するためのマスクパターンが各々3個、及び6個設けられた、上記ガラス基板と略同じサイズのフォトマスクを介し一回の露光、所謂、一括露光法により露光され、続く現像処理によって形成されたものである。 The thickness of the pattern constituting the first color filter piece (CF · P-1), for example, the thickness of the red colored pixel and the red color constituting the second color filter piece (CF · P-2) The thickness of the colored pixel is a different thickness. The pattern constituting these color filter pieces (CF · P-1, CF · P-2) is substantially the same as the above glass substrate provided with 3 and 6 mask patterns for forming each pattern. It is formed by a single exposure, that is, a so-called batch exposure method through a photomask of the same size, and subsequent development processing.
図1に示すカラーフィルタ(10)は、ガラス基板に対して、第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)のみを多面付けすると、余白部が大きなものとなる場合であり、余白部を活用するために、サイズが第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)より小さく、且つ、パターンの膜厚が第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)のパターンの膜厚より薄い第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)を、第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)と付合わせた例である。 The color filter (10) shown in FIG. 1 is a case where the margin portion becomes large when only the first color filter piece (CF · P-1) is applied to the glass substrate. In order to utilize, the size is smaller than the first color filter piece (CF · P-1), and the pattern film thickness is thinner than the pattern thickness of the first color filter piece (CF · P-1). This is an example in which the second color filter piece (CF · P-2) is attached to the first color filter piece (CF · P-1).
図2は、本発明によるカラーフィルタ製造方法の一例を模式的に示す説明図である。図2(a)は、ガラス基板(1)上に、例えば、赤色の着色画素を形成するためのネガ型フォトレジストの塗膜(2)設けられ、その塗膜(2)に、本発明におけるフォトマスク(PM)を介した照射光(7)を与えている状態を示したものである。
図2は、図1のA−A線での断面に対応した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of a color filter manufacturing method according to the present invention. FIG. 2A shows, for example, a negative photoresist coating (2) for forming red colored pixels on a glass substrate (1). This shows a state in which irradiation light (7) is given through a photomask (PM).
FIG. 2 is an explanatory view corresponding to a cross section taken along line AA of FIG.
本発明におけるフォトマスク(PM)は、ガラス基板(4)上に、例えば、クロム膜の表面に酸化クロムの干渉膜を形成した2層の金属薄膜(5)からなるタイプのものであり、この金属薄膜に第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)の、例えば、赤色の着色画素を形成するための第一マスクパターン(MP−1)と、第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)の、例えば、赤色の着色画素を形成するための第二マスクパターン(MP−2)が設けられている。第一マスクパターン(MP−1)の遮光部の濃度及び透過部の透過率は、第二マスクパターン(MP−2)のそれらと同一である。 The photomask (PM) in the present invention is of a type comprising a two-layer metal thin film (5) in which a chromium oxide interference film is formed on the surface of a chromium film on a glass substrate (4). For example, a first mask pattern (MP-1) for forming red colored pixels of the first color filter piece (CF · P-1) on the metal thin film and a second color filter piece (CF · P). -2), for example, a second mask pattern (MP-2) for forming red colored pixels is provided. The density of the light shielding part and the transmittance of the transmission part of the first mask pattern (MP-1) are the same as those of the second mask pattern (MP-2).
第二マスクパターン(MP−2)上には、ハーフトーン部(6)が設けられている。これは、前記のように、第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)の、例えば、赤色の着色画素の膜厚は、第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)の赤色の着色画素の膜厚より薄いので、第一マスクパターン(MP−1)と同じ遮光部及び透過部で構成される第二マスクパターン(MP−2)で膜厚の薄い、例えば、赤色の着色画素を形成するために、第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)に対応したフォトマスク上のマスクパターン、すなわち、第二マスクパターン(MP−2)上にハーフトーン部(6)を設けたのである。 A halftone portion (6) is provided on the second mask pattern (MP-2). As described above, the film thickness of the red color pixel of the second color filter piece (CF · P-2) is, for example, the red color of the first color filter piece (CF · P-1). Since it is thinner than the color pixel, the second mask pattern (MP-2) composed of the same light-shielding part and transmission part as the first mask pattern (MP-1) is thin, for example, a red color pixel The halftone part (6) is provided on the mask pattern on the photomask corresponding to the second color filter piece (CF · P-2), that is, the second mask pattern (MP-2). It was.
フォトマスク(PM)の後方からの一様な照射光(7)は、第二マスクパターン(MP−2)ではハーフトーン部(6)により減衰される。従って、図2(b)に示すように、現像処理後に得られる第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)の、例えば、赤色の
着色画素(3−2)の膜厚は、第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)の赤色の着色画素(3−1)の膜厚より薄いものとなる。
The uniform irradiation light (7) from behind the photomask (PM) is attenuated by the halftone part (6) in the second mask pattern (MP-2). Therefore, as shown in FIG. 2B, the film thickness of, for example, the red colored pixel (3-2) of the second color filter piece (CF · P-2) obtained after the development processing is first. The film thickness is smaller than the thickness of the red colored pixel (3-1) of the color filter piece (CF · P-1).
第二マスクパターン(MP−2)上に設けるハーフトーン部(6)の濃度は、フォトマスク(PM)の後方から一様な照射光(L)を与えた場合に、ガラス基板上に形成される第一カラーフィルタ・ピース(CF・P−1)の、例えば、赤色の着色画素(3−1)の膜厚は正規の膜厚に、また、第二カラーフィルタ・ピース(CF・P−2)の、例えば、赤色の着色画素(3−2)の膜厚は所望する薄い膜厚に形成されるように設定する。 The density of the halftone portion (6) provided on the second mask pattern (MP-2) is formed on the glass substrate when uniform irradiation light (L) is applied from behind the photomask (PM). The first color filter piece (CF · P-1) has, for example, a red color pixel (3-1) having a normal film thickness, and a second color filter piece (CF · P-). For example, the film thickness of the red colored pixel (3-2) of 2) is set to be a desired thin film thickness.
ハーフートーン部(6)としては、紫外線を減衰させる薄膜、例えば、ITOなどの金属酸化物膜からなるハーフートーン部、或いは、フォトマスクを製造する際に成膜したクロム膜をフォトエチングしたハーフートーン部などがあげられる。
しかし、ガラス基板上に付合わせるカラーフィルタ・ピースの品種数が3以上の場合には、異なる複数の濃度のハーフートーン部(6)を設けることになるので、ハーフートーン部(6)としては、パターンを形成する系の解像度以下のピッチをもったラインアンドスペースパターン又は市松模様であることが好ましい。
このラインアンドスペースパターン又は市松模様は、系の解像度以下のピッチで、且つ品種毎の膜厚に対応した濃度を有したものとなる。
As the half-tone portion (6), there is a thin film that attenuates ultraviolet rays, for example, a half-tone portion made of a metal oxide film such as ITO, or a half-tone portion obtained by photo-etching a chromium film formed when manufacturing a photomask. It is done.
However, when the number of color filter pieces to be attached on the glass substrate is 3 or more, halftone portions (6) having a plurality of different densities are provided. Therefore, as the halftone portion (6), a pattern is used. A line and space pattern or a checkered pattern having a pitch less than the resolution of the system to be formed is preferable.
This line-and-space pattern or checkered pattern has a pitch equal to or lower than the resolution of the system and has a density corresponding to the film thickness of each product type.
図7(a)は、ラインアンドスペースパターンの一例の部分を拡大して示す平面図である。また、図7(b)は、(a)におけるX−X’線での断面図である。図7(a)、(b)に示すように、このラインアンドスペースパターンは光を遮光するライン(L)と光を透過するスペース(S)で構成される。本発明におけるラインアンドスペースパターンは、用いるフォトリソグラフィ法の系の解像度以下となっている。 FIG. 7A is an enlarged plan view showing an example of a line and space pattern. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. As shown in FIGS. 7A and 7B, the line-and-space pattern includes a line (L) that blocks light and a space (S) that transmits light. The line and space pattern in the present invention is less than the resolution of the system of the photolithography method used.
フォトリソグラフィ法の系とは、例えば、着色画素を形成する際の光学系、フォトマスク、着色フォトレジスト、現像処理などのプロセス全体を指し、得られる着色画素のパターンの解像度は、この系の解像度によって定まる。
すなわち、ラインアンドスペースパターンをフォトリソグラフィ法の系の解像度以下とすることによって、フォトマスク上のハーフートーン部(6)のラインアンドスペースパターンをラインアンドスペースの像を形成させるパターンとして機能させるのではなく、均一な光学濃度のハーフートーンとして機能させるものである。
The photolithographic system refers to, for example, the entire process of forming a colored pixel, such as an optical system, a photomask, a colored photoresist, and a development process, and the resolution of the resulting colored pixel pattern is the resolution of this system. It depends on.
That is, by making the line and space pattern below the resolution of the system of the photolithography method, the line and space pattern of the halftone portion (6) on the photomask is not made to function as a pattern for forming a line and space image. It functions as a half-tone with a uniform optical density.
図5は、本発明によるカラーフィルタの他の例を示した平面図である。図5に示すように、このカラーフィルタ(20)は、ガラス基板上に、例えば、液晶表示装置に用いるカラーフィルタの内、パソコン用の色度を有するカラーフィルタ・ピース(CF・P−11)の2個と、同一サイズのTV用の色度を有するカラーフィルタ・ピース(CF・P−12)の1個と、同一サイズのモニター用の色度を有するカラーフィルタ・ピース(CF・P−13)の1個とが付合わせられた例である。
このような、着色画素の膜厚の異なる3品種のカラーフィルタ・ピースを付合わせて製造することによって、色度の異なる3品種のカラーフィルタ・ピースを短期間内に、その納入を同時に開始することが可能となる。
FIG. 5 is a plan view showing another example of the color filter according to the present invention. As shown in FIG. 5, this color filter (20) is a color filter piece (CF · P-11) having a chromaticity for a personal computer among color filters used in a liquid crystal display device on a glass substrate. , One color filter piece (CF · P-12) having the same chromaticity for TV and one color filter piece (CF · P-) having the same chromaticity for monitor This is an example in which one of 13) is attached.
By manufacturing these three types of color filter pieces with different color pixel film thicknesses, the delivery of the three types of color filter pieces with different chromaticities will be started simultaneously within a short period of time. It becomes possible.
上述の説明は、カラーフィルタ・ピースを構成するパターンとして、着色画素を例にとって行ったが、本発明によるカラーフィルタの製造方法は、カラーフィルタ・ピースを構成する他のパターンにおいても適用することができる。
例えば、従来の液晶表示装置に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)を散布している。このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光がもれてしまい、また、液晶材料が封入されている基
板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光もれを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有していた。
In the above description, the color pixel is taken as an example of the pattern constituting the color filter piece. However, the color filter manufacturing method according to the present invention can be applied to other patterns constituting the color filter piece. it can.
For example, in a conventional liquid crystal display device, transparent spherical particles (beads) of glass or synthetic resin called spacers are dispersed to form a gap between substrates. Since these spacers are transparent particles, if a spacer is included with the liquid crystal in the pixel, light will leak through the spacer during black display, and the substrate in which the liquid crystal material is enclosed Due to the presence of the spacers between them, the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacers is disturbed, and light leakage occurs at this part, and the contrast is lowered and the display quality is adversely affected.
このような問題を解決する技術として、フォトレジストを用い、フォトリソグラフィ法により、例えば、画素間のブラックマトリックスの位置にスペーサー機能を有するフォトスペーサー(突起部)を形成する方法が開発、実用された。
図6は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図6に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ(30)は、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、及び透明導電膜(43)が順次に形成され、ブラックマトリックス(41)上方の透明導電膜(43)上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー(44)が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ(30)を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー(44)が画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられる。
As a technique for solving such a problem, a method of forming a photo spacer (protrusion) having a spacer function at a position of a black matrix between pixels by using a photoresist and photolithography is developed and put into practical use. .
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of such a color filter for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 6, in the color filter (30) for the liquid crystal display device, a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed on a glass substrate (40). A photospacer (44) as a protrusion having a spacer function is formed on the transparent conductive film (43) above the black matrix (41). In the liquid crystal display device using such a color filter for a liquid crystal display device (30), the photo spacer (44) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, and thus the contrast is improved.
このような、フォトスペーサー(44)が設けられたカラーフィルタにおいても、本発明によるカラーフィルタの製造方法を適用することによって、複数の異なる高さのフォトスペーサーを有するカラーフィルタ・ピースを付合わせて容易に製造することができる。また、同様に、例えば、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配向制御用突起の形成に、或いは、前記樹脂ブラックマトリックスの形成に適用することができる。 Even in such a color filter provided with a photospacer (44), by applying the method for producing a color filter according to the present invention, a color filter piece having a plurality of photospacers having different heights is attached. It can be easily manufactured. Similarly, for example, instead of rubbing treatment, the present invention can be applied to the formation of alignment control protrusions for controlling the alignment of liquid crystal molecules by providing protrusions, or to the formation of the resin black matrix.
1、4・・・ガラス基板
2・・・ネガ型フォトレジストの塗膜
3−1・・・第一カラーフィルタ・ピースの赤色の着色画素
3−2・・・第二カラーフィルタ・ピースの赤色の着色画素
5・・・金属薄膜
6・・・ハーフトーン部
7・・・照射光
10、20、30・・・カラーフィルタ
40、50・・・ガラス基板
41、51・・・ブラックマトリックス
42、52・・・着色画素
43・・・透明導電膜
44・・・フォトスペーサー
CF・P−1・・・第一カラーフィルタ・ピース
CF・P−2・・・第二カラーフィルタ・ピース
CF・P−11・・・パソコン用の色度を有するカラーフィルタ・ピース
CF・P−12・・・TV用の色度を有するカラーフィルタ・ピース
CF・P−13・・・モニター用の色度を有するカラーフィルタ・ピース
L・・・光を遮光するライン
MP−1・・・第一マスクパターン
MP−2・・・第二マスクパターン
PM・・・フォトマスク
S・・・光を透過するスペース
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