JP2001281697A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2001281697A
JP2001281697A JP2000094675A JP2000094675A JP2001281697A JP 2001281697 A JP2001281697 A JP 2001281697A JP 2000094675 A JP2000094675 A JP 2000094675A JP 2000094675 A JP2000094675 A JP 2000094675A JP 2001281697 A JP2001281697 A JP 2001281697A
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JP
Japan
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substrate
liquid crystal
dye
layer
display device
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Application number
JP2000094675A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Morimoto
浩和 森本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IPS-type liquid crystal display device of a COA system, which prevents variance of thickness of a liquid crystal layer and can bring out excellent display performance by it, while maintaining high aperture ratio, and to provide its production method. SOLUTION: The liquid crystal display device with which a electric field almost parallel to a principal surface of a first substrate is applied to a liquid crystal layer provided with the first substrate, pixel electrode and a counter electrode formed on the first substrate, active element formed on the first substrate and connected to the pixel electrode, color filter layer formed in the prescribed area on the first substrate, light-shielding layer formed so as to cover the active element on the first substrate, second substrate placed opposite to the first substrate and liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate, is provided. The color filter layer and the light shielding layer are formed by dyeing a color acceptance resin layer placed on the first substrate by the dye of the prescribed color, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びその製造方法に係り、特に、COA(CF on A
rray)方式のIPS(In−Plane Swit
ching)型液晶表示装置およびその製造方法に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a COA (CF on A).
IPS (In-Plane Switch)
and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、TN型液晶表示装置よりも表示コ
ントラスト比特性の視野角依存性が少ない、液晶材料の
複屈折効果を利用した液晶表示装置として、特に、IP
S型液晶表示装置の開発が、盛んにすすめられている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a liquid crystal display device utilizing the birefringence effect of a liquid crystal material, the display contrast ratio characteristic of which is less dependent on the viewing angle than a TN type liquid crystal display device, in particular, an IP
The development of S-type liquid crystal display devices has been actively promoted.

【0003】IPS型液晶表示装置は、図5に示すよう
な構造を有している。即ち、対向基板1とアレイ基板2
との間に液晶5を挟持し、対向基板1とアレイ基板2の
対向面とは反対側には、それぞれ偏光板15,28を配
置した構造においては、TN型液晶表示装置と同様であ
るが、アレイ基板2に画素電極21と対向電極22の双
方を設けている点において、 TN型液晶表示装置と異
なっている。
An IPS type liquid crystal display device has a structure as shown in FIG. That is, the opposing substrate 1 and the array substrate 2
The structure is the same as that of the TN type liquid crystal display device, in which the liquid crystal 5 is interposed between the liquid crystal display device and the polarizers 15 and 28 are disposed on the opposite sides of the opposing substrates 1 and 2 respectively. The TN type liquid crystal display device is different from the TN type liquid crystal display device in that both the pixel electrode 21 and the counter electrode 22 are provided on the array substrate 2.

【0004】このような構造のIPS型液晶表示装置で
は、TFT素子を制御し、画素電極21と対向電極22
との間で、基板面に対し水平の横電界を発生させること
により、液晶分子5の配向を制御し、主に液晶分子5の
複屈折効果を利用して光スイッチングをさせている。
In the IPS type liquid crystal display device having such a structure, the TFT element is controlled, and the pixel electrode 21 and the counter electrode 22 are controlled.
A horizontal electric field that is horizontal to the substrate surface is generated between them, thereby controlling the orientation of the liquid crystal molecules 5 and performing optical switching mainly using the birefringence effect of the liquid crystal molecules 5.

【0005】即ち、初期状態の電圧無印加状態では、液
晶分子5は電圧が印加される方向とは垂直の方向に配列
しているが、画素電極21と対向電極22との間に電圧
が印加されると、液晶分子5は電圧が印加される方向と
は平行の方向に配列する。なお、図5に示す構成では、
電圧無印加状態で透過率が最小となり、電圧に比例して
透過率が増加し、最大電圧のときに透過率が最大となる
ように、2枚の偏光板15,28が配置されている。い
わゆるノーマリーブラックモードとされている。
That is, in an initial state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules 5 are arranged in a direction perpendicular to the direction in which the voltage is applied, but a voltage is applied between the pixel electrode 21 and the counter electrode 22. Then, the liquid crystal molecules 5 are arranged in a direction parallel to the direction in which the voltage is applied. In the configuration shown in FIG.
The two polarizing plates 15 and 28 are arranged so that the transmittance becomes minimum when no voltage is applied, the transmittance increases in proportion to the voltage, and the transmittance becomes maximum at the maximum voltage. This is a so-called normally black mode.

【0006】TN液晶の動作モードでは、液晶分子はオ
フ状態においては基板間でツイストし、電圧印可により
基板間で垂直方向に配向する。したがって、中間電位に
おいては過渡状態となり、見る角度により光学特性が異
なったものとなる。
In the operation mode of the TN liquid crystal, the liquid crystal molecules are twisted between the substrates in the off state, and are vertically aligned between the substrates by applying a voltage. Therefore, a transition state occurs at the intermediate potential, and the optical characteristics differ depending on the viewing angle.

【0007】これに対し、IPSモードでは、複屈折効
果を利用する点ではTNモードと同様であるが、オフ状
態でもオン状態でも、液晶分子は基板面に平行を維持し
たまま回転するのみであり、視野角が変化しても液晶の
光学特性の変化は小さく、従って、広視野角が選られる
という利点を有する。
On the other hand, the IPS mode is similar to the TN mode in that the birefringence effect is utilized. However, in the off state and the on state, the liquid crystal molecules only rotate while maintaining parallel to the substrate surface. Even if the viewing angle changes, the change in the optical characteristics of the liquid crystal is small, and therefore, there is an advantage that a wide viewing angle can be selected.

【0008】しかし、IPS型液晶表示装置では、上述
のように、液晶分子は常に基板面に平行であるので、基
板上の凹凸の影響で液晶層の厚さが変動すると、液晶分
子の配向が乱されて、これによって生じる表示性能の劣
化は、TN型より著しく大きいという問題がある。
However, in the IPS type liquid crystal display device, as described above, since the liquid crystal molecules are always parallel to the substrate surface, if the thickness of the liquid crystal layer changes due to the unevenness on the substrate, the orientation of the liquid crystal molecules is changed. Disturbed, there is a problem that the deterioration of display performance caused by this is significantly larger than that of the TN type.

【0009】また、基板同士の組立時の合わせずれが生
じないため、高開口率が可能となる液晶表示装置とし
て、TFT素子基板にカラーフィルタ層を積層配置した
COA(CF on Array)方式の液晶表示装置
の開発もすすめられている。
In addition, as a liquid crystal display device capable of achieving a high aperture ratio because there is no misalignment at the time of assembling the substrates, a COA (CF on Array) type liquid crystal in which a color filter layer is laminated on a TFT element substrate is used. Display devices are also being developed.

【0010】一方、TFT素子上には、誤動作を防止す
るために、外光を遮断する遮光層を設ける必要がある。
TN型液晶表示装置の場合、TFT素子上に黒色樹脂層
を設けるかTFT素子基板と対向する基板に黒色樹脂層
または非透過金属層を設けるのが一般的である。
On the other hand, on the TFT element, it is necessary to provide a light shielding layer for blocking external light in order to prevent a malfunction.
In the case of a TN type liquid crystal display device, it is common to provide a black resin layer on a TFT element or to provide a black resin layer or a non-transparent metal layer on a substrate facing a TFT element substrate.

【0011】そして、COA方式の液晶表示装置では、
画素電極と重ねているカラーフィルタパターンをTFT
領域まで延長して遮光層とすることにより、同様な効果
を得ることが可能である。
[0011] In a COA-type liquid crystal display device,
The color filter pattern that overlaps the pixel electrode
A similar effect can be obtained by extending the region to form a light-shielding layer.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TFT
素子上に黒色樹脂層やカラーフィルタ層を積層させる場
合、顔料成分を含むペーストは、塗布時の粘度が高いた
め、TFT素子を中心に基板に対し水平でない膜の傾斜
面が四方に拡がり、即ち、傾斜面を有する領域が拡大
し、一部は画素領域にまで及んでしまう。
SUMMARY OF THE INVENTION However, TFT
When a black resin layer or a color filter layer is laminated on the element, the paste containing the pigment component has a high viscosity at the time of application, so that the inclined surface of the film that is not horizontal to the substrate around the TFT element expands in all directions, that is, The area having the inclined surface is enlarged, and a part of the area extends to the pixel area.

【0013】そのため、基板組立後の画素近傍の液晶層
の厚さが不均一となり、特に、複屈折効果を利用したI
PS型液晶表示装置では、配向不良によるコントラスト
比の低下をまねいてしまう。また、黒色樹脂層やカラー
フィルタ層を対向基板側に設けると、開口率が低下して
しまう。
As a result, the thickness of the liquid crystal layer in the vicinity of the pixel after assembling the substrate becomes non-uniform.
In the PS-type liquid crystal display device, the contrast ratio is reduced due to poor alignment. Further, when a black resin layer or a color filter layer is provided on the counter substrate side, the aperture ratio decreases.

【0014】本発明は、このような事情の下でなされ、
高開口率を維持するとともに、液晶層の厚さの変動を防
止し、それによって優れた表示性能を発揮することを可
能とする、COA方式のIPS型液晶表示装置およびそ
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances,
Provided is a COA-type IPS-type liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, which maintain a high aperture ratio, prevent a change in the thickness of a liquid crystal layer, and thereby exhibit excellent display performance. It is in.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、第1の基板と、この第1の基板上に形成
された画素電極および対向電極と、前記第1の基板上に
形成され、前記画素電極に接続された能動素子と、前記
第1の基板上の所定の領域に形成されたカラーフィルタ
ー層と、前記第1の基板上に、前記能動素子を覆うよう
に形成された遮光層と、前記第1の基板に対向して配置
された第2の基板と、前記第1の基板と第2の基板間に
保持された液晶層とを備え、前記液晶層に前記第1の基
板の主面に略平行な電界を作用させる液晶表示装置であ
って、前記カラーフィルター層および前記遮光層は、前
記第1の基板上に配置された染料受容樹脂層が、それぞ
れ所定の色の染料により染色されてなることを特徴とす
る液晶表示装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a first substrate, a pixel electrode and a counter electrode formed on the first substrate, An active element formed and connected to the pixel electrode; a color filter layer formed in a predetermined region on the first substrate; and a color filter layer formed on the first substrate so as to cover the active element. A light-shielding layer, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate. 1. A liquid crystal display device in which an electric field substantially parallel to a main surface of one substrate is applied, wherein the color filter layer and the light-shielding layer are formed by a dye-receiving resin layer disposed on the first substrate. A liquid crystal display device characterized by being dyed with a color dye is provided. To.

【0016】かかる液晶表示装置において、前記カラー
フィルター層は、前記染料受容樹脂層の所定の領域が、
カラーフィルターを構成する所望の色の染料により染色
されてなり、前記遮光層は、前記染料受容樹脂層の前記
能動素子を覆う領域が、黒色染料により染色されてなる
ものとすることが出来る。
In such a liquid crystal display device, the color filter layer is formed such that a predetermined region of the dye receiving resin layer is
The color filter may be dyed with a dye having a desired color, and the light-shielding layer may be formed by dyeing a region of the dye-receiving resin layer covering the active element with a black dye.

【0017】前記染料による染色は、インクジェット方
式により行われてなるものとするこ前記染料受容樹脂層
は、透明な光硬化性樹脂または透明な熱硬化性樹脂によ
り構成することが出来る。前記遮光層の光透過率は、6
0%未満であるのが望ましい。
Dyeing with the dye is carried out by an ink jet method. The dye-receiving resin layer can be made of a transparent photo-curable resin or a transparent thermosetting resin. The light transmittance of the light shielding layer is 6
Desirably less than 0%.

【0018】本発明の液晶表示装置において、前記液晶
層の液晶分子は、前記第1および第2の基板面に対して
略水平に、互いに略平行に配向され得る。
In the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may be oriented substantially horizontally with respect to the first and second substrate surfaces and substantially parallel to each other.

【0019】また、前記画素領域ごとの前記画素電極
は、前記染料受容樹脂層に画素電極ごとに加工されたス
ルーホールを介して走査線および信号線によって制御さ
れる能動素子に電気的に接続されている構成とすること
が出来る。
The pixel electrode for each pixel region is electrically connected to an active element controlled by a scanning line and a signal line via a through hole formed in the dye receiving resin layer for each pixel electrode. Configuration.

【0020】このような本発明の液晶表示装置は、画素
電極と対向電極との間の電位差がほぼ零の状態で黒表示
を行なう、ノーマリーブラックモードで駆動することが
出来る。
Such a liquid crystal display device of the present invention can be driven in a normally black mode in which black display is performed with the potential difference between the pixel electrode and the counter electrode being substantially zero.

【0021】本発明はまた、第1の基板上に、能動素子
を形成する工程と、前記第1の基板上に前記能動素子に
接続される画素電極および対向電極を形成する工程と、
前記第1の基板上に染料受容樹脂層を形成する工程と、
前記染料受容樹脂層の所定の領域をカラーフィルターを
構成する所定の色の染料により染色し、カラーフィルタ
層を形成する工程と、前記染料受容樹脂層の、前記能動
素子を覆う領域を所定の染料により染色し、遮光層を形
成する工程と、前記第1の基板に対向して第2の基板を
配置する工程と、前記第1の基板と第2の基板間に液晶
層を配置する工程とを備える、前記液晶層に前記第1の
基板の主面に略平行な電界を作用させる液晶表示装置の
製造方法を提供する。
The present invention also provides a step of forming an active element on a first substrate, a step of forming a pixel electrode and a counter electrode connected to the active element on the first substrate,
Forming a dye-receiving resin layer on the first substrate;
Dyeing a predetermined region of the dye-receiving resin layer with a dye of a predetermined color constituting a color filter to form a color filter layer; and, in the dye-receiving resin layer, a region covering the active element with a predetermined dye. Forming a light-shielding layer, arranging a second substrate facing the first substrate, and arranging a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: applying an electric field substantially parallel to a main surface of the first substrate on the liquid crystal layer.

【0022】かかる液晶表示装置の製造方法において、
前記カラーフィルタ層を形成する工程は、前記カラーフ
ィルターを構成する所定の色の染料を、前記染料受容樹
脂層の所定の領域にインクジェットにより滴下し、前記
染料受容樹脂層内に浸透させることにより行い、前記遮
光層を形成する工程は、黒色染料を、前記染料受容樹脂
層の、前記能動素子を覆う領域にインクジェットにより
滴下し、前記染料受容樹脂層内に浸透させることにより
行うことが出来る。
In the method for manufacturing a liquid crystal display device,
The step of forming the color filter layer is performed by dropping a dye of a predetermined color constituting the color filter into a predetermined region of the dye receiving resin layer by ink-jet, and penetrating the dye receiving resin layer. The step of forming the light-shielding layer can be performed by dropping a black dye by inkjet onto a region of the dye-receiving resin layer that covers the active element, and penetrating the dye-receiving resin layer.

【0023】前記カラーフィルタ層および遮光層は、前
記染料受容樹脂層を染色した後、熱処理または光の照射
により染料受容樹脂層を硬化させることにより形成する
ことが可能である。
The color filter layer and the light-shielding layer can be formed by dyeing the dye-receiving resin layer and then curing the dye-receiving resin layer by heat treatment or light irradiation.

【0024】以上のように構成される本発明によると、
前記染料受容樹脂層は、染料を含まず、粘度が十分低
く、レベリング性が高い樹脂により構成することが出
来、樹脂層をTFT素子上に塗布した場合、TFT素子
の凹凸近傍でも第1の基板に対し樹脂層塗布表面は平滑
となり、そのため液晶層の厚さが変動することはない。
According to the present invention configured as described above,
The dye-receiving resin layer does not contain a dye, and can be made of a resin having a sufficiently low viscosity and a high leveling property. When the resin layer is applied on the TFT element, the first substrate can be formed even near the unevenness of the TFT element. On the other hand, the surface on which the resin layer is applied becomes smooth, so that the thickness of the liquid crystal layer does not change.

【0025】カラーフィルター用および遮光用の染料分
子は、このように表面が平滑な染料受容樹脂層中に浸透
するため、染色後も凹凸は生じない。従って、本発明の
液晶表示装置では、特に、基板面から突出するTFT素
子近傍にも凹凸のない遮光領域を実現することができ、
IPS型液晶表示装置においても、より高開口率が実現
できるCOA方式を採用することが可能であり、このよ
うなIPS型とCOA方式の併用により、広視野角およ
び高輝度で、かつ良好な表示特性を得ることができる。
The dye molecules for the color filter and the light-shielding penetrate into the dye-receiving resin layer having a smooth surface as described above, so that no irregularities occur even after dyeing. Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, in particular, it is possible to realize a light-shielding region without unevenness even near the TFT element protruding from the substrate surface,
In the IPS-type liquid crystal display device, it is possible to adopt a COA method capable of realizing a higher aperture ratio. By using such a combination of the IPS type and the COA method, it is possible to obtain a wide viewing angle, high luminance, and excellent display. Properties can be obtained.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明の一実施形態に係るIPS
型液晶表示装置のアレイ基板を模式的に示す。図1にお
いて、透明樹脂基板20上には、画素電極21、対向電
極22が設けられているとともに、走査線23および信
号線24が互いに交差して配設されている。走査線23
および信号線24の交差部近傍には、TFT26が配置
されている。このTFT26のソース電極21aは画素
電極21に接続され、ドレイン電極24aは信号線24
に接続されている。
FIG. 1 shows an IPS according to an embodiment of the present invention.
1 schematically shows an array substrate of a liquid crystal display device. In FIG. 1, a pixel electrode 21 and a counter electrode 22 are provided on a transparent resin substrate 20, and scanning lines 23 and signal lines 24 are provided so as to cross each other. Scanning line 23
A TFT 26 is arranged near the intersection of the signal line 24 and the signal line 24. The source electrode 21a of the TFT 26 is connected to the pixel electrode 21, and the drain electrode 24a is connected to the signal line 24.
It is connected to the.

【0028】このように構成されるアレイ基板におい
て、一点鎖線で囲まれた領域Aは、遮光層が設けられる
遮光領域であり、一点鎖線で囲まれた領域Bは、カラー
フィルターが設けられるカラーフィルター領域である。
In the array substrate thus configured, a region A surrounded by a dashed line is a light shielding region where a light shielding layer is provided, and a region B surrounded by a dashed line is a color filter provided with a color filter. Area.

【0029】図2は、IPS型液晶表示装置の遮光領域
Aとカラーフィルター領域Bを含む構造を示す断面図で
ある。図2において、アレイ基板2上には染料受容樹脂
層31が形成され、この染料受容樹脂層31の、TFT
26上を蔽う遮光領域Aに対応する部分は、黒色顔料に
より染色されて、遮光層31aとされており、この樹脂
層31のカラーフィルター領域Bに対応する部分は、赤
色染料、緑色染料、青色染料により染色され、赤色カラ
ーフィルター層、緑色カラーフィルター層、青色カラー
フィルター層とされている。なお、図2では、赤色カラ
ーフィルター層31bのみ示されている。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the IPS type liquid crystal display device including the light shielding area A and the color filter area B. In FIG. 2, a dye receiving resin layer 31 is formed on an array substrate 2, and the dye receiving resin layer 31 includes a TFT
The portion corresponding to the light-shielding region A covering the top 26 is dyed with a black pigment to form a light-shielding layer 31a, and the portion of the resin layer 31 corresponding to the color filter region B includes a red dye, a green dye, and a blue dye. It is dyed with a dye to form a red color filter layer, a green color filter layer, and a blue color filter layer. FIG. 2 shows only the red color filter layer 31b.

【0030】なお、図2において、赤色カラーフィルタ
ー層31b上には画素電極21が形成され、この画素電
極は、スルーホール32を介してTFT26と接続され
ている。
In FIG. 2, a pixel electrode 21 is formed on the red color filter layer 31b, and this pixel electrode is connected to the TFT 26 through a through hole 32.

【0031】染料受容樹脂層31としては、熱硬化性樹
脂または光硬化性樹脂を用いることが出来る。熱硬化性
樹脂としては、アクリルポリマーやエポキシポリマー等
を用いることが出来、光硬化性樹脂としては、アクリル
ポリマーやエポキシポリマー等を用いることが出来る。
As the dye receiving resin layer 31, a thermosetting resin or a photocurable resin can be used. An acrylic polymer or an epoxy polymer can be used as the thermosetting resin, and an acrylic polymer or an epoxy polymer can be used as the photocurable resin.

【0032】染料受容樹脂層31の厚さは、0.1μm
〜4μmであるのが好ましい。染料受容樹脂層31の染
色は、インクジェット方式により行うことが好ましい。
インクジェット方式には、ピエゾ素子の振動を利用して
染料インク滴を吐出させるピエゾジェット方式、ヒータ
素子によって作られるバブル(気泡)を利用し、ノズル
内で圧力変化を起こし、染料インク滴を吐出するバブル
ジェット(登録商標)方式がある。
The thickness of the dye receiving resin layer 31 is 0.1 μm
〜4 μm is preferred. The dyeing of the dye receiving resin layer 31 is preferably performed by an inkjet method.
The ink jet method includes a piezo jet method in which a dye ink droplet is ejected by using vibration of a piezo element, and a pressure change is generated in a nozzle using a bubble (bubble) created by a heater element to eject a dye ink droplet. There is a bubble jet (registered trademark) system.

【0033】染料受容樹脂層31の染色に使用される黒
色染料としては、酸性染料等を用いることが出来、赤色
染料としては、酸性染料等を用いることが出来、緑色染
料としては、酸性染料等を用いることが出来、青色染料
としては、酸性染料等を用いることが出来る。
As the black dye used for dyeing the dye-receiving resin layer 31, an acid dye or the like can be used. As the red dye, an acid dye or the like can be used. As the green dye, an acid dye or the like can be used. And as the blue dye, an acid dye or the like can be used.

【0034】なお、黒色染料の代わりに、赤色染料、緑
色染料、青色染料を用いることも可能である。即ち、遮
光層をカラーフィルター層の延長部とすることが出来
る。いずれにせよ、遮光層の透過率は、60%未満であ
るのが好ましい。
Incidentally, a red dye, a green dye or a blue dye can be used instead of the black dye. That is, the light-shielding layer can be an extension of the color filter layer. In any case, the transmittance of the light-shielding layer is preferably less than 60%.

【0035】染料受容樹脂層31の所定の領域に、イン
クジェット装置のヘッドからこれらの染料を滴下する
と、染料分子は染料受容樹脂層31中に浸透し、遮光層
およびカラーフィルター層が形成される。
When these dyes are dropped onto a predetermined region of the dye receiving resin layer 31 from the head of the ink jet apparatus, the dye molecules penetrate into the dye receiving resin layer 31 to form a light shielding layer and a color filter layer.

【0036】染料により染色された染料受容樹脂層31
は、次いで、硬化される。染料受容樹脂層31が光硬化
性樹脂により構成される場合には、染料受容樹脂層31
は光の照射により硬化され、染料受容樹脂層31が熱硬
化性樹脂により構成される場合には、染料受容樹脂層3
1は熱処理により硬化される。
Dye-receiving resin layer 31 dyed with a dye
Is then cured. When the dye receiving resin layer 31 is made of a photocurable resin, the dye receiving resin layer 31
Is cured by light irradiation, and when the dye-receiving resin layer 31 is made of a thermosetting resin, the dye-receiving resin layer 3
1 is cured by heat treatment.

【0037】この光の照射または熱処理により、染料受
容樹脂層31中に浸透した染料が定着される。なお、染
料受容樹脂層31を熱処理により硬化する場合、熱処理
温度は、150〜250℃、熱処理時間は数10時間で
あるのが好ましい。
By this light irradiation or heat treatment, the dye permeated into the dye receiving resin layer 31 is fixed. When the dye receiving resin layer 31 is cured by heat treatment, the heat treatment temperature is preferably 150 to 250 ° C., and the heat treatment time is preferably several tens of hours.

【0038】ここで、インクジェット方式の染色方法に
よる遮光層とカラーフィルター層の形成プロセスについ
て、図3を参照して詳細に説明する。
Here, the formation process of the light-shielding layer and the color filter layer by the ink-jet dyeing method will be described in detail with reference to FIG.

【0039】まず、図3(a)に示すように、透明樹脂
基板20上にTFT素子26を形成する。次いで、図3
(b)に示すように、TFT素子26が形成された透明
樹脂基板20上に、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を
被覆して、染料受容樹脂層層41を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a TFT element 26 is formed on a transparent resin substrate 20. Then, FIG.
As shown in (b), a thermosetting resin or a photocurable resin is coated on the transparent resin substrate 20 on which the TFT elements 26 are formed, and a dye-receiving resin layer layer 41 is formed.

【0040】次に、図3(c)に示すように、インクジ
ェット装置42を用いて、赤色染料R、緑色染料G、青
色染料Bを、順次、所定の染料受容樹脂層41に滴下す
る。次いで、赤色染料R、緑色染料G、および青色染料
Bがそれぞれ滴下された領域の間の領域に、黒色染料C
を滴下する。滴下された各染料は、染料受容樹脂層41
内に拡散・浸透する。
Next, as shown in FIG. 3C, a red dye R, a green dye G, and a blue dye B are sequentially dropped onto a predetermined dye receiving resin layer 41 using an ink jet device 42. Next, a black dye C is provided in a region between the regions where the red dye R, the green dye G, and the blue dye B are respectively dropped.
Is dropped. Each of the dropped dyes has a dye-receiving resin layer 41.
Diffuses and penetrates inside.

【0041】その後、熱処理または光の照射により、染
料受容樹脂層41内に浸透した染料を定着させるととも
に、染料受容樹脂層41を硬化させる。その結果、図3
(d)に示すように、黒色染料により染色された遮光層
31a、赤色染料により染色された赤色カラーフィルタ
ー層31b、緑色染料により染色された緑色カラーフィ
ルター層31b、青色染料により染色された青色カラー
フィルター層31dが形成される。
Thereafter, the dye permeated into the dye-receiving resin layer 41 is fixed by heat treatment or light irradiation, and the dye-receiving resin layer 41 is cured. As a result, FIG.
As shown in (d), a light-shielding layer 31a dyed with a black dye, a red color filter layer 31b dyed with a red dye, a green color filter layer 31b dyed with a green dye, and a blue color dyed with a blue dye The filter layer 31d is formed.

【0042】このようにして形成された遮光層およびカ
ラーフィルター層は、染料が染料受容樹脂層41内部に
浸透しているため、その表面が平滑であり、特に、基板
20から突出するTFT26上の領域に形成された遮光
層の表面も、カラーフィルター層の表面とほぼ同レベル
となる。
The light-shielding layer and the color filter layer formed in this manner have a smooth surface because the dye has penetrated into the dye-receiving resin layer 41, and particularly, on the TFT 26 protruding from the substrate 20. The surface of the light-shielding layer formed in the region is also substantially at the same level as the surface of the color filter layer.

【0043】これに対し、従来のCOA方式の液晶表示
装置のように、顔料を含む感光性樹脂のパターニングに
より遮光層およびカラーフィルター層を形成する方法で
は、図4に示すように、遮光層51は突出し、カラーフ
ィルター層52との間で大きな段差が生じてしまう。
On the other hand, in a method of forming a light shielding layer and a color filter layer by patterning a photosensitive resin containing a pigment as in a conventional COA type liquid crystal display device, as shown in FIG. Protrudes, and a large step is generated between the color filter layer 52.

【0044】このような遮光層51とカラーフィルター
層52との間で大きな段差があると、図4に示すよう
に、液晶分子の配向が乱されてしまい、IPS型液晶表
示装置では、表示性能の著しい劣化を生じてしまう。
If there is a large step between the light shielding layer 51 and the color filter layer 52, the orientation of the liquid crystal molecules is disturbed as shown in FIG. Significantly deteriorated.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、遮光層
およびカラーフィルター層を染料受容樹脂層の染色によ
り形成しているため、TFT素子の凹凸近傍でも第1の
基板に対し表面は平滑となり、そのため液晶層の厚さが
変動することはない。
As described above, according to the present invention, since the light-shielding layer and the color filter layer are formed by dyeing the dye-receiving resin layer, the surface of the TFT element relative to the first substrate even near the unevenness of the TFT element. The liquid crystal layer becomes smooth, so that the thickness of the liquid crystal layer does not change.

【0046】従って、本発明の液晶表示装置では、特
に、基板面から突出するTFT素子近傍にも凹凸のない
遮光領域を実現することができ、IPS型液晶表示装置
においても、より高開口率が実現できるCOA方式を採
用することが可能であり、このようなIPS型とCOA
方式の併用により、広視野角および高輝度で、かつ良好
な表示特性を得ることができる。
Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to realize a light-shielding region without unevenness even in the vicinity of the TFT element protruding from the substrate surface, and the IPS type liquid crystal display device has a higher aperture ratio. It is possible to adopt a COA method that can be realized.
By using a combination of the methods, it is possible to obtain a wide viewing angle, high luminance, and good display characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るIPS型液晶表示装
置のアレイ基板を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an array substrate of an IPS type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るCOA方式IPS型
液晶表示装置を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a COA IPS type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係るCOA方式IPS型
液晶表示装置の遮光層およびカラーフィルター層の形成
プロセスを工程順に示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a light-shielding layer and a color filter layer of a COA-mode IPS-type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】従来のCOA方式IPS型液晶表示装置を示す
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional COA IPS type liquid crystal display device.

【図5】通常のIPS型液晶表示装置の原理を説明する
ための斜視図。
FIG. 5 is a perspective view for explaining the principle of a normal IPS type liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…対向基板 2…アレイ基板 5…液晶分子 15,28…偏光板 21…画素電極 22…対向電極 23…走査線 24…信号線 26…TFT 31,41…染料受容樹脂層 31a…遮光層 31b…赤色カラーフィルター層 31c…緑色カラーフィルター層 31d…青色カラーフィルター層 32…スルーホール 42…インクジェット装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Counter substrate 2 ... Array substrate 5 ... Liquid crystal molecule 15, 28 ... Polarizer 21 ... Pixel electrode 22 ... Counter electrode 23 ... Scan line 24 ... Signal line 26 ... TFT 31, 41 ... Dye receiving resin layer 31a ... Light shielding layer 31b ... red color filter layer 31c ... green color filter layer 31d ... blue color filter layer 32 ... through hole 42 ... inkjet device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/30 338 G09F 9/30 349B 349 349C G02F 1/136 500 Fターム(参考) 2H048 BA19 BA25 BA27 BA64 BB02 BB44 2H091 FA02Y FA34Y FB04 FB12 FC05 FC22 FC23 GA01 GA13 KA10 LA15 LA19 2H092 GA14 JA24 JA46 JB05 JB51 MA37 NA04 NA07 PA08 PA09 5C094 AA03 AA08 AA10 AA12 AA25 AA43 AA55 BA03 BA43 CA19 CA24 DA13 DB01 DB04 EA04 EA07 EB02 ED03 ED15 FA01 FA02 FB01 FB15 GB10 5G435 AA01 AA03 AA17 BB12 BB15 CC09 CC12 FF13 GG12 HH20 KK05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09F 9/30 338 G09F 9/30 349B 349 349C G02F 1/136 500 F Term (Reference) 2H048 BA19 BA25 BA27 BA64 BB02 BB44 2H091 FA02Y FA34Y FB04 FB12 FC05 FC22 FC23 GA01 GA13 KA10 LA15 LA19 2H092 GA14 JA24 JA46 JB05 JB51 MA37 NA04 NA07 PA08 PA09 5C094 AA03 AA08 AA10 AA12 AA25 AA43 AA15 EB03 EA03 FB03 GB10 5G435 AA01 AA03 AA17 BB12 BB15 CC09 CC12 FF13 GG12 HH20 KK05

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の基板と、 この第1の基板上に形成された画素電極および対向電極
と、 前記第1の基板上に形成され、前記画素電極に接続され
た能動素子と、 前記第1の基板上の所定の領域に形成されたカラーフィ
ルター層と、 前記第1の基板上に、前記能動素子を覆うように形成さ
れた遮光層と、 前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、 前記第1の基板と第2の基板間に保持された液晶層とを
備え、前記液晶層に前記第1の基板の主面に略平行な電
界を作用させる液晶表示装置であって、 前記カラーフィルター層および前記遮光層は、前記第1
の基板上に配置された染料受容樹脂層が、それぞれ所定
の色の染料により染色されてなることを特徴とする液晶
表示装置。
A first substrate; a pixel electrode and a counter electrode formed on the first substrate; an active element formed on the first substrate and connected to the pixel electrode; A color filter layer formed in a predetermined area on the first substrate; a light-shielding layer formed on the first substrate so as to cover the active element; and disposed to face the first substrate. A second substrate, and a liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate, and a liquid crystal for applying an electric field substantially parallel to a main surface of the first substrate to the liquid crystal layer. The display device, wherein the color filter layer and the light-shielding layer are the first layer.
Wherein the dye-receiving resin layer disposed on the substrate is dyed with a dye of a predetermined color.
【請求項2】前記カラーフィルター層は、前記染料受容
樹脂層の所定の領域が、カラーフィルターを構成する所
望の色の染料により染色されてなり、前記遮光層は、前
記染料受容樹脂層の前記能動素子を覆う領域が、黒色染
料により染色されてなることを特徴とする請求項1に記
載の液晶表示装置。
2. The color filter layer according to claim 1, wherein a predetermined region of the dye-receiving resin layer is dyed with a dye of a desired color constituting a color filter, and the light-shielding layer is formed of the dye-receiving resin layer. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a region covering the active element is dyed with a black dye.
【請求項3】前記染料による染色は、インクジェット方
式により行われてなることを特徴とする請求項2に記載
の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the dyeing is performed by an ink jet method.
【請求項4】前記染料受容樹脂層は、透明な光硬化性樹
脂からなることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said dye receiving resin layer is made of a transparent photocurable resin.
【請求項5】前記染料受容樹脂層は、透明な熱硬化性樹
脂からなることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said dye receiving resin layer is made of a transparent thermosetting resin.
【請求項6】前記遮光層の光透過率は60%未満である
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light transmittance of the light shielding layer is less than 60%.
【請求項7】前記液晶層の液晶分子は、前記第1および
第2の基板面に対して略水平に、互いに略平行に配向さ
れることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are oriented substantially horizontally with respect to the first and second substrate surfaces and substantially parallel to each other. .
【請求項8】前記画素領域ごとの前記画素電極は、前記
染料受容樹脂層に画素電極ごとに加工されたスルーホー
ルを介して走査線および信号線によって制御される能動
素子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項
1に記載の液晶表示装置。
8. The pixel electrode for each pixel region is electrically connected to an active element controlled by a scanning line and a signal line via a through hole formed in the dye receiving resin layer for each pixel electrode. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:
【請求項9】前記画素電極と前記対向電極との間の電位
差がほぼ零の状態で黒表示を行なうことを特徴とする請
求項7に記載の液晶表示装置。
9. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein black display is performed when a potential difference between said pixel electrode and said counter electrode is substantially zero.
【請求項10】第1の基板上に、能動素子を形成する工
程と、 前記第1の基板上に前記能動素子に接続される画素電極
および対向電極を形成する工程と、 前記第1の基板上に染料受容樹脂層を形成する工程、 前記染料受容樹脂層の所定の領域をカラーフィルターを
構成する所定の色の染料により染色し、カラーフィルタ
層を形成する工程、 前記染料受容樹脂層の、前記能動素子を覆う領域を所定
の染料により染色し、遮光層を形成する工程、 前記第1の基板に対向して第2の基板を配置する工程
と、 前記第1の基板と第2の基板間に液晶層を配置する工程
とを備える、前記液晶層に前記第1の基板の主面に略平
行な電界を作用させる液晶表示装置の製造方法。
10. A step of forming an active element on a first substrate; a step of forming a pixel electrode and a counter electrode connected to the active element on the first substrate; Forming a dye receiving resin layer thereon; dyeing a predetermined region of the dye receiving resin layer with a dye of a predetermined color constituting a color filter to form a color filter layer; A step of dyeing a region covering the active element with a predetermined dye to form a light-shielding layer, a step of arranging a second substrate facing the first substrate, and a step of arranging the first substrate and the second substrate And a step of disposing a liquid crystal layer therebetween. A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein an electric field substantially parallel to a main surface of the first substrate is applied to the liquid crystal layer.
【請求項11】前記カラーフィルタ層を形成する工程
は、前記カラーフィルターを構成する所定の色の染料
を、前記染料受容樹脂層の所定の領域にインクジェット
により滴下し、前記染料受容樹脂層内に浸透させること
により行われ、前記遮光層を形成する工程は、黒色染料
を、前記染料受容樹脂層の、前記能動素子を覆う領域に
インクジェットにより滴下し、前記染料受容樹脂層内に
浸透させることにより行われることを特徴とする請求項
10に記載の液晶表示装置の製造方法。
11. The step of forming the color filter layer comprises: dropping a dye of a predetermined color constituting the color filter onto a predetermined region of the dye receiving resin layer by ink jet; The step of forming the light-shielding layer is performed by infiltrating a black dye, by inkjet, into a region of the dye-receiving resin layer that covers the active element, and by penetrating the dye-receiving resin layer. The method according to claim 10, wherein the method is performed.
【請求項12】前記染料受容樹脂層は、透明な光硬化性
樹脂からなることを特徴とする請求項10に記載の液晶
表示装置の製造方法。
12. The method according to claim 10, wherein the dye receiving resin layer is made of a transparent photo-curable resin.
【請求項13】前記染料受容樹脂層は、透明な熱硬化性
樹脂からなることを特徴とする請求項10に記載の液晶
表示装置の製造方法。
13. The method according to claim 10, wherein the dye receiving resin layer is made of a transparent thermosetting resin.
【請求項14】前記遮光層の光透過率は60%未満であ
ることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置の製
造方法。
14. The method according to claim 9, wherein the light transmittance of the light shielding layer is less than 60%.
【請求項15】前記染料受容樹脂層を染色した後、熱処
理または光の照射により硬化させる工程を更に具備する
ことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製
造方法。
15. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 10, further comprising a step of curing the dye receiving resin layer by heat treatment or light irradiation after dyeing the dye receiving resin layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1321343C (en) * 2003-06-06 2007-06-13 统宝光电股份有限公司 Structure of semi-transmission and reflection liquid-crystal displaying device
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WO2019047461A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-14 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Liquid crystal panel and fabrication method therefor

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