JP2004318000A

JP2004318000A - Color filter substrate for liquid crystal display element

Info

Publication number: JP2004318000A
Application number: JP2003115300A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saito; 豊齋藤
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP4202809B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a reflecting layer and a color filter from peeling because of gas etc., produced from a light diffusion substrate. <P>SOLUTION: An opening is formed in a reflecting layer below a black mask where the color filter is not formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子用カラーフィルタ基板に係り、特に反射層およびカラーフィルタの剥離のない液晶表示素子用カラーフィルタ基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カラー液晶表示には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色のカラーフィルタを有するカラー液晶表示素子が使用されており、このカラー液晶表示素子は、カラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板を有している。
【０００３】
そして、従来のカラーフィルタ基板は、ガラスやプラスチック等により形成された透明基板を有している。この透明基板の中央の所定領域は、カラー液晶表示素子の表示領域とされており、この表示領域の外側は非表示領域とされている。前記透明基板の少なくとも表示領域には光拡散基層が形成されている。この光拡散基層の形成について説明すると、透明基板の少なくとも表示領域に透光性の感光性樹脂材料を配設し、この感光性樹脂材料の表面をフォトリソ法により部分的に除去して所定の間隔ならびに大きさの凹凸を形成するとともに、さらに、加熱処理などを行なうことにより表面に多数の波形の凹凸が設けられた感光性樹脂からなる光拡散基層が形成される。
【０００４】
さらに、前記光拡散基層上に、アルミニウムまたは銀等の金属膜等からなる反射層あるいは半透過反射層が形成されている。そして、この反射層あるいは半透過反射層上の表示領域に、赤、緑および青の３色からなる多数のカラーフィルタが電着法等により所定の間隔および配列に形成されている。また、反射層上には、遮光用のブラックマスクが形成されている。
【０００５】
また、前記透明基板上には、表示領域の平坦化を目的とした、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等からなる平坦化膜がカラーフィルタおよびブラックマスクを覆うように形成されており、この平坦化膜上にはＩＴＯからなる透明電極が形成されている。さらに、この透明電極上に配向膜が形成されることにより、カラーフィルタ基板が形成されている。
【０００６】
そして、前記カラー液晶表示素子は、前記カラーフィルタ基板の前記カラーフィルタに対向する位置に、透明電極および配向膜等が形成された対向基板を有し、両基板の対向面に多数のスペーサを散布した後、枠形状のシール材を介して接着され、このシール材に形成された開口部より液晶が注入された後、この開口部を封止材により封止することによりカラー液晶表示素子が形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１５４２０４号公報（第３−４頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカラー液晶表示素子に用いられるカラーフィルタ基板においては、光拡散基層の形成時に発生するガスや光拡散基層形成後に各層を形成する際の熱により光拡散基層から発生するガスを安定的に放出することができず、このガスにより反射層および反射層上に形成されたカラーフィルタが剥がれてしまうおそれがあるという問題が生じていた。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、光拡散基層の形成時やその後の工程時に光拡散基層からガスが発生してもカラーフィルタおよび反射層が安定的に接着状態を保持できるようにしたカラーフィルタ基板を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係るカラーフィルタ基板の特徴は、カラーフィルタの形成されていない部位であって、前記ブラックマスクの下部の反射層に開口が形成されている点にある。
【００１１】
このような構成を採用したことにより、開口を介して光拡散基層から発生する炭酸ガス等のガス抜きが行なわれるので、光拡散基層よりガスが発生してもこのガスにより反射層およびカラーフィルタが剥がれるおそれがなく、反射層およびカラーフィルタが安定的に接着状態を保持することができる。また、開口が形成されているので反射層とブラックマスクの接触面積が小さくなるため、反射層とブラックマスクの熱膨張差による伸び変化による影響を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明に係る液晶表示素子用カラーフィルタ基板の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る液晶表示素子用カラーフィルタ基板の構成を示した概略断面図、図２は本発明に係る液晶表示素子用カラーフィルタ基板の第１実施形態を示した概略平面図、図３は本発明に係る液晶表示素子用カラーフィルタ基板の第２実施形態を示した概略平面図である。
【００１４】
図１にカラーフィルタ基板２は、ガラスやプラスチック等からなる透明基板３を有しており、この透明基板３上にアクリル等の感光性樹脂材料を配設し、この感光性樹脂材料の表面をフォトリソ法により部分的に除去して所定の間隔および大きさの凹凸を形成するとともに、この感光性樹脂材料に加熱処理等を行なうことにより表面に多数の波形の凹凸４ａが設けられた光拡散基層４が形成されている。
【００１５】
次に、前記光拡散基層４上にスパッタ法あるいは蒸着法によりアルミニウムまたは銀等の金属膜等の反射層５が形成されている。前記反射層５上の表示領域には、スピンコート法等により赤、緑または青の着色レジストが配設され、フォトリソ法等により、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等のパターン配置とされるカラーフィルタ６が形成されている。また、前記ブラックマスク７は、各カラーフィルタ６の間を遮光するように前記反射層５上の表示領域に形成されている。この反射層５には、図１に示すように、複数のカラーフィルタ６が形成されていない部位であってブラックマスク７の下部の反射層５において、層圧方向に貫通する開口１１が例えば反射層５を部分的にフォトリソ法により削除することにより複数形成されている。
【００１６】
前記開口１１の形状は、前記反射層５と前記ブラックマスク７の熱膨張係数の違いにより生じる界面の応力を適切に緩和させる点でスリット状とすることが好ましいが、円形、楕円形、三角形等の形状から選択して使用してもよい。
【００１７】
また、本第１実施形態においては、図２に示すように、表示領域において、カラーフィルタ６の形成されていない部位であって、前記ブラックマスク７の下部の反射層５に幅１０μｍ以下のスリット状の開口１１ａが複数形成されている。
【００１８】
また、本第２実施形態においては、図３に示すように、表示領域において、カラーフィルタ６の形成されていない部位であって、ブラックマスク７の下部の反射層５に直径幅１０μｍ以下の略円形状の開口１１ｂが複数形成されている。
【００１９】
そして、開口１１ｂが形成される反射層５上に、クロム等の金属あるいは黒色樹脂等がフォトリソ法等によりパターニングされたブラックマスク７が形成されている。前記反射層５上の表示領域には、スピンコート法等により赤、緑または青の着色レジストが配設され、フォトリソ法等により、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等のパターン配置とされるカラーフィルタ６が形成されている。また、前記ブラックマスク７は、各カラーフィルタ６の間を遮光するように前記反射層５上の表示領域に形成されている。
【００２０】
さらに、前記ブラックマスク７およびカラーフィルタ６上には、表示領域の平坦化を目的とした、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等からなる平坦化膜８が形成され、この平坦化膜８上には、ＩＴＯからなる前記透明電極９が形成されている。さらにまた、この透明電極９上には、図示しない配向膜が形成され、全体として前記カラーフィルタ基板２が構成される。
【００２１】
なお、前記各開口１１に配設されるブラックマスク７は多少凹状になるが、表示領域における視認性に悪影響を与えるおそれはない。
【００２２】
このような構成からなる本実施形態の液晶表示素子用カラーフィルタ基板２は、反射層５に形成された各開口１１を介して、光拡散基層４の形成時にこの光拡散基層４から発生するガスおよびその後の加熱の際に光拡散基層４から発生するガスの放出が行なわれるので、この発生したガスにより反射層５およびカラーフィルタ６が剥がれることを防止してカラーフィルタ６が安定的に接着状態を保持することができる。このとき、各開口１１を反射層５の端面まで延長して設けていれば、ガスの放出をより良好に行なうことができる。さらに、開口１１を設けているため反射層５とブラックマスク７の接触面積が小さくなるため、反射層５とブラックマスク７の熱膨張差による伸び変化による影響を低減することができる。
【００２３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では反射型液晶表示素子により説明したが、半透過型液晶表示素子に採用したとしても同様の効果を奏することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光拡散基層の形成時あるいは形成後に光拡散基層からガスが発生してもガスが開口から放出されるので、反射層およびカラーフィルタが安定的に接着状態を保持することができる。また、反射層とブラックマスクの熱膨張差による伸び変化による影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示素子用カラーフィルタ基板の構成を示した概略断面図
【図２】本発明に係るカラー液晶表示素子用カラーフィルタ基板の第１実施形態を示した概略平面図
【図３】本発明に係るカラー液晶表示素子用カラーフィルタ基板の第２実施形態を示した概略平面図
【符号の説明】
２カラーフィルタ基板
３透明基板
４光拡散基層
４ａ凹凸
５反射層
６カラーフィルタ
７ブラックマスク
８平坦化膜
９透明電極
１１開口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter substrate for a liquid crystal display device, and more particularly to a color filter substrate for a liquid crystal display device in which a reflection layer and a color filter are not separated.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a color liquid crystal display uses a color liquid crystal display device having three color filters of red (R), green (G), and blue (B). Is formed on the color filter substrate.
[0003]
The conventional color filter substrate has a transparent substrate formed of glass, plastic, or the like. A predetermined region at the center of the transparent substrate is a display region of the color liquid crystal display element, and the outside of the display region is a non-display region. A light diffusion base layer is formed on at least a display area of the transparent substrate. To explain the formation of the light diffusion base layer, a light-transmissive photosensitive resin material is disposed at least in a display area of a transparent substrate, and the surface of the photosensitive resin material is partially removed by a photolithography method to remove a predetermined distance. In addition to forming irregularities of a size, a light diffusion base layer made of a photosensitive resin having a large number of corrugated irregularities on the surface is formed by performing a heat treatment or the like.
[0004]
Further, a reflective layer or a semi-transmissive reflective layer made of a metal film such as aluminum or silver is formed on the light diffusion base layer. In the display area on the reflective layer or the semi-transmissive reflective layer, a large number of color filters of three colors of red, green and blue are formed at predetermined intervals and arrangement by an electrodeposition method or the like. Further, a black mask for light shielding is formed on the reflective layer.
[0005]
Further, on the transparent substrate, a flattening film made of an acrylic resin, an epoxy resin, or the like for the purpose of flattening the display area is formed so as to cover the color filter and the black mask. Is formed with a transparent electrode made of ITO. Further, a color filter substrate is formed by forming an alignment film on the transparent electrode.
[0006]
The color liquid crystal display element has an opposing substrate on which a transparent electrode and an alignment film are formed at a position opposing the color filter on the color filter substrate, and a large number of spacers are dispersed on opposing surfaces of both substrates. After that, it is bonded through a frame-shaped sealing material, and after liquid crystal is injected from an opening formed in the sealing material, the opening is sealed with a sealing material to form a color liquid crystal display element. (For example, see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-154204 A (Page 3-4, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a color filter substrate used in a conventional color liquid crystal display element, a gas generated at the time of forming the light diffusion base layer and a gas generated from the light diffusion base layer due to heat at the time of forming each layer after the light diffusion base layer is formed can be stably. The reflective layer and the color filter formed on the reflective layer may be peeled off by the gas.
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem. Even when gas is generated from the light diffusion base layer during the formation of the light diffusion base layer or a subsequent process, the color filter and the reflection layer stably maintain an adhered state. It is an object of the present invention to provide a color filter substrate that can be used.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the color filter substrate according to the present invention in order to achieve the above-described object is that an opening is formed in a reflection layer below the black mask in a portion where the color filter is not formed.
[0011]
By adopting such a configuration, gas such as carbon dioxide gas generated from the light diffusion base layer is released through the opening, so that even if gas is generated from the light diffusion base layer, the reflection layer and the color filter are caused by this gas. There is no fear of peeling, and the reflection layer and the color filter can stably maintain the adhesive state. Further, since the opening is formed, the contact area between the reflective layer and the black mask is reduced, so that the influence of the change in elongation due to the difference in thermal expansion between the reflective layer and the black mask can be reduced.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a color filter substrate for a liquid crystal display element according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a color filter substrate for a liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view showing a first embodiment of a color filter substrate for a liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 3 is a schematic plan view showing a second embodiment of the color filter substrate for a liquid crystal display element according to the present invention.
[0014]
In FIG. 1, the color filter substrate 2 has a transparent substrate 3 made of glass, plastic, or the like. A photosensitive resin material such as acrylic is disposed on the transparent substrate 3 and the surface of the photosensitive resin material is A light diffusion base layer having a plurality of corrugations 4a formed on the surface by subjecting the photosensitive resin material to a heat treatment or the like, while forming the concavities and convexities at predetermined intervals by partially removing the photolithography method. 4 are formed.
[0015]
Next, a reflection layer 5 such as a metal film of aluminum or silver is formed on the light diffusion base layer 4 by sputtering or vapor deposition. A red, green, or blue colored resist is provided in the display area on the reflective layer 5 by a spin coating method or the like, and is arranged in a pattern such as a stripe arrangement, a mosaic arrangement, or a delta arrangement by a photolithography method or the like. Color filters 6 are formed. The black mask 7 is formed in a display area on the reflective layer 5 so as to shield light between the color filters 6. As shown in FIG. 1, the reflective layer 5 has an opening 11 penetrating in the layer pressure direction in the reflective layer 5 below the black mask 7 where the plurality of color filters 6 are not formed. A plurality of layers 5 are formed by partially removing the layer 5 by a photolithography method.
[0016]
The shape of the opening 11 is preferably a slit shape in order to appropriately relieve stress at the interface caused by a difference in the thermal expansion coefficient between the reflective layer 5 and the black mask 7, but is preferably circular, elliptical, triangular, or the like. It may be used by selecting from the shapes.
[0017]
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, a slit having a width of 10 μm or less is formed on the reflective layer 5 below the black mask 7 in a portion where the color filter 6 is not formed in the display area. A plurality of openings 11a are formed.
[0018]
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, in the display area, where the color filter 6 is not formed, the reflective layer 5 below the black mask 7 has a diameter of about 10 μm or less. A plurality of circular openings 11b are formed.
[0019]
Then, on the reflection layer 5 where the opening 11b is formed, a black mask 7 in which a metal such as chromium or a black resin is patterned by a photolithography method or the like is formed. A red, green, or blue colored resist is provided in the display area on the reflective layer 5 by a spin coating method or the like, and is arranged in a pattern such as a stripe arrangement, a mosaic arrangement, or a delta arrangement by a photolithography method or the like. Color filters 6 are formed. The black mask 7 is formed in a display area on the reflective layer 5 so as to shield light between the color filters 6.
[0020]
Further, a flattening film 8 made of, for example, an acrylic resin or an epoxy resin is formed on the black mask 7 and the color filter 6 for the purpose of flattening the display area. The transparent electrode 9 made of ITO is formed. Further, an alignment film (not shown) is formed on the transparent electrode 9 to constitute the color filter substrate 2 as a whole.
[0021]
The black mask 7 provided in each of the openings 11 is slightly concave, but does not adversely affect the visibility in the display area.
[0022]
The color filter substrate 2 for a liquid crystal display element of the present embodiment having such a configuration is provided with a gas generated from the light diffusion base layer 4 at the time of forming the light diffusion base layer 4 through the openings 11 formed in the reflection layer 5. In addition, since the gas generated from the light diffusion base layer 4 during the subsequent heating is released, the generated gas is prevented from peeling off the reflection layer 5 and the color filter 6, and the color filter 6 is stably bonded. Can be held. At this time, if each opening 11 is provided so as to extend to the end face of the reflection layer 5, gas can be more favorably released. Furthermore, since the opening 11 is provided, the contact area between the reflective layer 5 and the black mask 7 is reduced, so that the influence of a change in elongation due to a difference in thermal expansion between the reflective layer 5 and the black mask 7 can be reduced.
[0023]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made as necessary. For example, although the present embodiment has been described with reference to the reflective liquid crystal display element, the same effect can be obtained even when the present invention is applied to a transflective liquid crystal display element.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when gas is generated from the light diffusion base layer during or after the formation of the light diffusion base layer, the gas is released from the opening, so that the reflection layer and the color filter are stably bonded. Can be held. Further, it is possible to reduce the influence of a change in elongation due to a difference in thermal expansion between the reflective layer and the black mask.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a color filter substrate for a liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a first embodiment of a color filter substrate for a color liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 3 is a schematic plan view showing a second embodiment of a color filter substrate for a color liquid crystal display device according to the present invention.
2 Color filter substrate 3 Transparent substrate 4 Light diffusion base layer 4a Irregularities 5 Reflective layer 6 Color filter 7 Black mask 8 Flattening film 9 Transparent electrode 11 Opening

Claims

A light-diffusing base layer formed on a transparent substrate and having a light-transmitting surface provided with a large number of irregularities, a reflection layer formed on the light-diffusion base layer, and a color filter formed on the reflection layer; In a color filter substrate for a liquid crystal display element having a black mask for shading formed on a reflective layer,
A color filter substrate for a liquid crystal display element, wherein an opening is formed in a portion where the color filter is not formed and in a reflective layer below the black mask.