JP2005092054A - Color filter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter for obtaining a highly reliable liquid crystal display device which is excellent in surface smoothness and which can reduce residual charges and with which an image persistence is not generated on a screen of the liquid crystal display even when the device performs a long-term displaying on the screen. <P>SOLUTION: This color filter is equipped with a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate but not equipped with an electrode. The color filter is characterized in that the colored layer is coated with a conductive overcoat layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターに関するものであり、特に残留電荷が低減されるカラーフィルターに関する。   The present invention relates to a color filter used in a color liquid crystal display device, and more particularly to a color filter that reduces residual charges.

液晶表示装置は、カラーフィルター等の表示側基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御して表示側基板の透過光又は反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。   In a liquid crystal display device, a display side substrate such as a color filter and a liquid crystal driving side substrate are opposed to each other, and a liquid crystal compound is sealed between them to form a thin liquid crystal layer. The liquid crystal driving side substrate forms a liquid crystal array in the liquid crystal layer. The display is performed by electrically changing the amount of light transmitted or reflected by the display-side substrate.

液晶表示装置には、スタティック駆動方式、単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式など種々の駆動方式があるが、近年、視野角の狭さを改善する一つの方式として、特開平7−159786号公報に示されるように、TFTアレイ基板とカラーフィルター間に狭持された液晶を、アレイ基板上に設けられた画素電極と共通電極間の平行電界で液晶を駆動する、いわゆるイン・プレイン・スイッチング(IPS)モードが提案されている。IPS方式のカラー液晶表示装置では、液晶が水平配向するため、表示特性に液晶の複屈折性が関与せず、広視野角を達成することができる。   There are various driving methods such as a static driving method, a simple matrix method, and an active matrix method, but in recent years, one method for improving the narrowness of the viewing angle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-159786. In-plane switching (IPS), in which the liquid crystal sandwiched between the TFT array substrate and the color filter is driven by a parallel electric field between the pixel electrode and the common electrode provided on the array substrate. A mode has been proposed. In the IPS color liquid crystal display device, since the liquid crystal is horizontally aligned, the birefringence of the liquid crystal is not involved in the display characteristics, and a wide viewing angle can be achieved.

縦電界を用いたTN方式と平行電界を用いたIPS方式の液晶駆動の違いを概念的に図1に示す。従来のTN方式50を用いたTFT液晶表示装置では、縦電界51によって液晶52を駆動させるため、画素電極53の対向基板であるカラーフィルター54上に共通電極55としてITOの蒸着膜等の透明電極が形成されている。これに対し、IPS方式56では横電界57によって液晶52を駆動させるため、画素電極53と同じ基板58上に共通電極55が形成されており、この場合、縦方向に電界が生じると液晶の配向を乱すことから、カラーフィルター59は絶縁体でなければならない。すなわち、IPS方式用カラーフィルター59は透明電極を備えない。また、遮光するためのブラックマトリックス層は、高電気抵抗とするため金属膜でなく、樹脂中に遮光剤を分散したいわゆる樹脂ブラックマトリックスが用いられている。更に、IPS方式では、画素の保護と特にカラーフィルターの厳しい表面平滑性、及びカラーフィルター層に含まれる不純物が液晶中へ溶出することを防止するためのバリアー性が要求されることから、通常、着色層上にオーバーコート層60が設けられる。オーバーコート層は、透明性、表面平滑性、上下隣接層との密着性、耐光性、耐熱性、耐薬品性等の幅広い特性が要求され、これを形成するオーバーコート材としては、従来高電気抵抗の光又は熱硬化アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリグリシジルメタクリレート系樹脂、エポキシ樹脂等が用いられている。   FIG. 1 conceptually shows a difference in liquid crystal driving between the TN system using a vertical electric field and the IPS system using a parallel electric field. In the conventional TFT liquid crystal display device using the TN method 50, the liquid crystal 52 is driven by the vertical electric field 51. Therefore, a transparent electrode such as an ITO vapor deposition film is used as the common electrode 55 on the color filter 54 which is the opposite substrate of the pixel electrode 53. Is formed. On the other hand, in the IPS system 56, the liquid crystal 52 is driven by the lateral electric field 57, so the common electrode 55 is formed on the same substrate 58 as the pixel electrode 53. The color filter 59 must be an insulator. That is, the IPS color filter 59 does not include a transparent electrode. The black matrix layer for shielding light is not a metal film for high electrical resistance, but a so-called resin black matrix in which a light shielding agent is dispersed in a resin. Furthermore, in the IPS method, since protection of pixels and particularly strict surface smoothness of the color filter and barrier properties for preventing impurities contained in the color filter layer from eluting into the liquid crystal are required, An overcoat layer 60 is provided on the colored layer. The overcoat layer is required to have a wide range of properties such as transparency, surface smoothness, adhesion to upper and lower adjacent layers, light resistance, heat resistance, chemical resistance, etc. Resistance light or thermosetting acrylic resins, urethane resins, polyglycidyl methacrylate resins, epoxy resins, and the like are used.

しかしながら、上記ブラックマトリックス層も従来の上記オーバーコート層も電気抵抗が高いため、駆動時にカラーフィルター上に電荷が発生及び蓄積され、長期の画面表示により発生する残留電荷の影響等により、画面が焼きつく(残像が発生する)という不具合が生じていた。   However, since both the black matrix layer and the conventional overcoat layer have high electrical resistance, charges are generated and accumulated on the color filter during driving, and the screen is burned due to the influence of residual charges generated by long-term screen display. There was a problem of lighting (afterimage occurred).

特許文献1では、残像防止を目的として、保護膜自身に分極が誘起されない、SiO2等の無機物を使用する方式が提案されている。しかし、無機物の保護膜では、ブラックマトリックス層や着色層との密着性が低く、また、カラーフィルターの表面平滑性に劣るという問題を有していた。 Patent Document 1 proposes a method of using an inorganic material such as SiO 2 that does not induce polarization in the protective film itself for the purpose of preventing afterimages. However, the inorganic protective film has problems of low adhesion to the black matrix layer and the colored layer and inferior surface smoothness of the color filter.

特許文献2では、内部残留電圧に起因する表示画像の焼付け残像が発生し難い液晶表示装置が開示されている。しかし、IPS方式用カラーフィルターの焼付け残像に関しては開示も示唆もしていない。   Patent Document 2 discloses a liquid crystal display device in which a burn-in afterimage of a display image due to an internal residual voltage hardly occurs. However, there is no disclosure or suggestion about the afterimage of the IPS color filter.

特開平10−319382号公報JP-A-10-319382 特開2000−19565号公報JP 2000-19565 A

表面平滑性に優れ、残留電荷を低減でき、長時間画面表示をしても画面が焼きつかない高信頼性液晶表示装置を得るためのカラーフィルターを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a color filter for obtaining a highly reliable liquid crystal display device which is excellent in surface smoothness, can reduce residual charge, and does not burn the screen even if the screen is displayed for a long time.

本発明において提供されるカラーフィルターは、透明基板と当該透明基板上に設けられた着色層を備え、且つ電極を備えないカラーフィルターであって、前記着色層を導電性オーバーコート層で被覆したことを特徴とする。   The color filter provided in the present invention is a color filter that includes a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate and does not include an electrode, and the colored layer is covered with a conductive overcoat layer. It is characterized by.

IPS方式液晶表示装置の画面焼き付き防止且つクロストーク防止の点から、前記導電性オーバーコート層の体積抵抗率が1.0×108〜1.0×1011Ω・cmであることが好ましい。 From the viewpoint of preventing screen burn-in and crosstalk of the IPS liquid crystal display device, the conductive overcoat layer preferably has a volume resistivity of 1.0 × 10 8 to 1.0 × 10 11 Ω · cm.

また、導電性の制御のし易さ及び耐熱性の点から、前記導電性オーバーコート層は、導電性粒子を含有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said conductive overcoat layer contains electroconductive particle from the point of the ease of control of electroconductivity, and heat resistance.

本発明のカラーフィルターは、オーバーコート層が導電性を有するため、駆動時にカラーフィルター上に発生及び蓄積される残留電荷を滞留することなく、効果的に除去することが可能である。従って、長時間画面表示をしても画面が焼きつかない高信頼性液晶表示装置を得るためのカラーフィルターとして用いることができる。   In the color filter of the present invention, since the overcoat layer has conductivity, residual charges generated and accumulated on the color filter during driving can be effectively removed without staying. Therefore, it can be used as a color filter for obtaining a highly reliable liquid crystal display device in which the screen does not burn even when the screen is displayed for a long time.

本発明において提供されるカラーフィルターは、透明基板と当該透明基板上に設けられた着色層を備え、且つ電極を備えないカラーフィルターであって、前記着色層を導電性オーバーコート層で被覆したことを特徴とする、カラーフィルターである。   The color filter provided in the present invention is a color filter that includes a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate and does not include an electrode, and the colored layer is covered with a conductive overcoat layer. It is a color filter characterized by.

本発明のカラーフィルターは、オーバーコート層が導電性を有するため、駆動時にカラーフィルター上に発生及び蓄積される残留電荷を滞留することなく、効果的に除去することが可能である。従って、長時間画面表示をしても画面が焼きつかない高信頼性液晶表示装置を得るためのカラーフィルターとして用いることができる。   In the color filter of the present invention, since the overcoat layer has conductivity, residual charges generated and accumulated on the color filter during driving can be effectively removed without staying. Therefore, it can be used as a color filter for obtaining a highly reliable liquid crystal display device in which the screen does not burn even when the screen is displayed for a long time.

以下、本発明のカラーフィルターの実施態様を説明する。
図2は、IPS方式の液晶パネルの一構成例である。液晶パネル101は、表示側基板であるカラーフィルター1とTFT基板2とを対向させて1〜10μm程度の間隙部3を設け、当該間隙部3内に液晶Lを充填し、その周囲をシール材4で密封した構造をとっている。カラーフィルター1は、透明基板5上に、画素間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成されたブラックマトリックス層6と、複数の色(通常、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色)を所定順序に配列した画素7又は最近ではホログラムを利用した画素と、オーバーコート層8が、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。カラーフィルター1には、表示特性を向上させる点から透明基板5とオーバーコート層8の間に位相差層(光学補償層)(図示せず)を設けてもよい。位相差層は、具体的には例えば、透明基板5とブラックマトリックス層6及び画素7の間、又は、ブラックマトリックス層6及び画素7とオーバーコート層8の間に設けることができる。
Hereinafter, embodiments of the color filter of the present invention will be described.
FIG. 2 is a configuration example of an IPS liquid crystal panel. The liquid crystal panel 101 is provided with a gap portion 3 of about 1 to 10 μm so that the color filter 1 which is a display side substrate and the TFT substrate 2 face each other, the liquid crystal L is filled in the gap portion 3, and the periphery thereof is a sealing material 4 is sealed. The color filter 1 includes a black matrix layer 6 formed in a predetermined pattern on the transparent substrate 5 to shield the boundary between pixels, and a plurality of colors (usually red (R), green (G), A pixel 7 in which blue (B) (primary three colors)) are arranged in a predetermined order or a pixel using a hologram recently and an overcoat layer 8 are stacked in this order from the side close to the transparent substrate. The color filter 1 may be provided with a retardation layer (optical compensation layer) (not shown) between the transparent substrate 5 and the overcoat layer 8 in order to improve display characteristics. Specifically, for example, the retardation layer can be provided between the transparent substrate 5 and the black matrix layer 6 and the pixel 7 or between the black matrix layer 6 and the pixel 7 and the overcoat layer 8.

一方、TFT基板2は、透明基板上に共通電極9と画素電極10を設けた構造をとっている。また、カラーフィルター1及びこれと対向するTFT基板2の内面側には配向膜11が設けられる。さらに間隙部3には、カラーフィルター1とTFT基板2の間のセルギャップを一定且つ均一に維持するために、スペーサーとしてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子(図示せず)が分散されている。ここで、このスペーサーは上述した粒子に限定されるものではなく、例えばいずれかの基板側に形成された柱状凸部からなるスペーサーであっても良い。又、カラーフィルター1とTFT基板2の外側にはそれぞれ偏向板(図示せず)が配設されている。   On the other hand, the TFT substrate 2 has a structure in which a common electrode 9 and a pixel electrode 10 are provided on a transparent substrate. An alignment film 11 is provided on the inner surface side of the color filter 1 and the TFT substrate 2 facing the color filter 1. Further, in the gap portion 3, in order to maintain a constant and uniform cell gap between the color filter 1 and the TFT substrate 2, spherical or rod-shaped particles (not shown) made of glass, alumina, plastic or the like as spacers. ) Is distributed. Here, the spacer is not limited to the above-described particles, and may be a spacer composed of columnar convex portions formed on any substrate side, for example. In addition, deflecting plates (not shown) are disposed outside the color filter 1 and the TFT substrate 2, respectively.

IPS方式では、TFT基板2に形成した共通電極9と画素電極との間に電圧を印加することにより、カラーフィルター1又はTFT基板2の界面とほぼ平行に電界を形成し、間隙部3内の液晶分子がカラーフィルター1及びTFT基板2と平行な面内で偏向されて回転し、光源からの光の偏向軸を回転させ、この画素が点灯状態となる。このように、各色に着色された画素それぞれ又はカラーフィルターの背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。   In the IPS system, an electric field is formed substantially parallel to the interface of the color filter 1 or the TFT substrate 2 by applying a voltage between the common electrode 9 formed on the TFT substrate 2 and the pixel electrode, and the gap in the gap 3 The liquid crystal molecules are deflected and rotated in a plane parallel to the color filter 1 and the TFT substrate 2, and the deflection axis of light from the light source is rotated, so that the pixel is turned on. In this way, a color image can be obtained by controlling the light transmittance of each pixel colored in each color or the liquid crystal layer behind the color filter.

図3は、前記図2のカラーフィルター1として用いられ得る本発明に係るカラーフィルターの一例(カラーフィルター102)を示す平面図であり、図4は、同じカラーフィルター102のA−A線における縦断面図である。   FIG. 3 is a plan view showing an example of the color filter (color filter 102) according to the present invention that can be used as the color filter 1 of FIG. 2, and FIG. FIG.

このカラーフィルター102は、透明基板5に所定のパターンで形成されたブラックマトリックス6と、当該ブラックマトリックス上に所定のパターンで形成した画素7(7R,7G,7B)と、当該画素を覆うように形成されたオーバーコート層8を備えている。カラーフィルター102の最内面、この場合にはオーバーコート層上には、配向膜11が形成される。   The color filter 102 covers a black matrix 6 formed in a predetermined pattern on the transparent substrate 5, pixels 7 (7R, 7G, 7B) formed in a predetermined pattern on the black matrix, and covers the pixels. The formed overcoat layer 8 is provided. An alignment film 11 is formed on the innermost surface of the color filter 102, in this case on the overcoat layer.

柱状スペーサー12は凸状スペーサーの一形状であり、ブラックマトリックス層6が形成された領域(非表示領域)に合わせて、オーバーコート層8上の所定の複数箇所(図3では5箇所)に形成されている。柱状スペーサー12は、オーバーコート層8上に形成される。また、カラーフィルターがブラックマトリックス層を備えていない場合には、画素を形成していない領域に柱状スペーサーを形成することができる。   The columnar spacer 12 is a shape of a convex spacer, and is formed at a plurality of predetermined locations (five locations in FIG. 3) on the overcoat layer 8 in accordance with the region (non-display region) where the black matrix layer 6 is formed. Has been. The columnar spacer 12 is formed on the overcoat layer 8. When the color filter does not include a black matrix layer, columnar spacers can be formed in regions where pixels are not formed.

カラーフィルター102の透明基板5としては、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、或いは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製1737ガラスは、熱膨張率の小さい素材であり寸法安定性及び高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルターに適している。   The transparent substrate 5 of the color filter 102 is a transparent rigid material such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass or synthetic quartz plate, or a flexible resin such as a transparent resin film or an optical resin plate. The transparent flexible material which has can be used. Among these, Corning 1737 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent in dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the glass. Suitable for color filters for matrix liquid crystal display devices.

ブラックマトリックス層6は、表示画像のコントラストを向上させるために、画素7R,7G,7Bの間及び画素形成領域の外側を取り囲むように設けられる。IPS方式の場合、ブラックマトリックス層6は、抵抗値の問題から金属クロム等を用いることができず、高抵抗の樹脂組成物を用いて形成する。   The black matrix layer 6 is provided so as to surround the pixels 7R, 7G, and 7B and the outside of the pixel formation region in order to improve the contrast of the display image. In the case of the IPS system, the black matrix layer 6 cannot be made of metal chromium or the like due to the problem of the resistance value, and is formed using a high resistance resin composition.

例えば、先ず透明基板5上に、着色剤として酸化チタン等の遮光性粒子を含有させた硬化性樹脂組成物を塗布し、必要に応じて乾燥させて感光性塗膜を形成し、当該塗膜をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して露光、現像し、必要に応じて加熱処理を施すことによって、ブラックマトリックス層6を形成することができる。ブラックマトリックス層の厚さは、0.5〜2.5μm程度とする。   For example, first, a curable resin composition containing light-shielding particles such as titanium oxide as a colorant is applied onto the transparent substrate 5 and dried as necessary to form a photosensitive coating film. The black matrix layer 6 can be formed by exposing and developing through a photomask for black matrix and subjecting to heat treatment as necessary. The thickness of the black matrix layer is about 0.5 to 2.5 μm.

画素7は、赤色パターン、緑色パターン及び青色パターンがモザイク型、ストライプ型、トライアングル型、4画素配置型等の所望の形態で配列されてなり、表示領域を形成する。画素は、顔料分散法、染色法、印刷法、電着法等の公知の方法により形成することができるが、その中でも、顔料等の着色剤を含有した硬化性樹脂組成物を用いる顔料分散法により形成するのが好ましい。   The pixel 7 is formed by arranging a red pattern, a green pattern, and a blue pattern in a desired form such as a mosaic type, a stripe type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type, thereby forming a display region. The pixel can be formed by a known method such as a pigment dispersion method, a dyeing method, a printing method, or an electrodeposition method. Among them, a pigment dispersion method using a curable resin composition containing a colorant such as a pigment. It is preferable to form by.

顔料分散法による場合には、先ず、硬化性樹脂組成物に顔料等の着色剤を分散させて、赤色用、緑色用、及び、青色用の光硬化性着色樹脂組成物を夫々調製する。次に、透明基板5上に、ブラックマトリックス層6を覆うように、ある色、例えば光硬化性赤色樹脂組成物をスピンコート等の公知の方法で塗布して光硬化性赤色樹脂層を形成し、赤色パターン用フォトマスクを介して露光を行い、アルカリ現像後、クリーンオーブン等で加熱硬化することにより赤色画素7Rを形成する。その後、緑色用、及び、青色用の光硬化性着色樹脂組成物を順次用いて同様にして各色をパターニングして、緑色画素7G及び青色画素7Bを形成する。着色剤としては、公知の着色剤を適切に選んで使用することができる。   In the case of the pigment dispersion method, first, colorants such as pigments are dispersed in the curable resin composition to prepare photocurable colored resin compositions for red, green, and blue, respectively. Next, on the transparent substrate 5, a certain color, for example, a photocurable red resin composition is applied by a known method such as spin coating so as to cover the black matrix layer 6 to form a photocurable red resin layer. Then, exposure is performed through a photomask for red pattern, and after alkali development, the red pixel 7R is formed by heat curing in a clean oven or the like. Thereafter, green and blue photocurable colored resin compositions are sequentially used to pattern each color in the same manner to form green pixels 7G and blue pixels 7B. As the colorant, a known colorant can be appropriately selected and used.

画素の厚さは、通常0.5〜2.5μm程度とする。また、赤色画素7Rが最も薄く、緑色画素7G、青色画素7Bの順に厚くなるというように各色の画素の厚さを変えて、各色ごとに最適な液晶層厚みに設定してもよい。   The thickness of the pixel is usually about 0.5 to 2.5 μm. Alternatively, the thickness of each color pixel may be changed so that the red pixel 7R is the thinnest, and the green pixel 7G and the blue pixel 7B become thicker in this order, and the optimal liquid crystal layer thickness may be set for each color.

IPS方式では、特にカラーフィルターの表面平滑性が要求され、オーバーコート層8は、カラーフィルターの表面を平坦化すると共に、画素7に含有される成分が液晶層に溶出するのを防止するために、画素上に設けられる。画素上とは図4のように画素の上に直接形成されても良いが、画素の上に予め別の層を形成してからその上に設けられていても良い。オーバーコート層8には、画素による色表示に影響を与えない程度の透明性が要求される。   In the IPS system, the surface smoothness of the color filter is particularly required, and the overcoat layer 8 flattens the surface of the color filter and prevents the components contained in the pixels 7 from eluting into the liquid crystal layer. , Provided on the pixel. The term “on the pixel” may be directly formed on the pixel as shown in FIG. 4, but may be provided on another layer formed in advance on the pixel. The overcoat layer 8 is required to have transparency that does not affect the color display by the pixels.

オーバーコート層8の体積抵抗値は、好ましくは1.0×108〜1.0×1011Ω・cm、更に好ましくは、1.0×109〜1.0×1010Ω・cmである。オーバーコート層の体積抵抗値が1.0×1011Ω・cmを越えると、液晶表示装置において液晶配向膜に発生および蓄積した電荷を除去することが困難になる。一方、保護膜の体積抵抗値が1.0×108Ω・cmよりも小さくなると、電気絶縁性が不十分になり、例えば、カラーフィルターと対向基板間での導通、縦方向に電界が生じて液晶の配向が乱れるなどにより表示欠陥が生じやすくなる。オーバーコート層の体積抵抗値を上述のような範囲にすることにより、カラーフィルター基板とTFT基板間で導通しない程度の絶縁性を有し、かつ製造時や駆動時に層間などに発生および蓄積した電荷を滞留することなく効果的に除去することが可能である。その結果、導電性を有するオーバーコート層は、液晶表示装置の表示残像を改善する。 The volume resistance value of the overcoat layer 8 is preferably 1.0 × 10 8 to 1.0 × 10 11 Ω · cm, more preferably 1.0 × 10 9 to 1.0 × 10 10 Ω · cm. is there. When the volume resistance value of the overcoat layer exceeds 1.0 × 10 11 Ω · cm, it becomes difficult to remove the charges generated and accumulated in the liquid crystal alignment film in the liquid crystal display device. On the other hand, when the volume resistance value of the protective film is smaller than 1.0 × 10 8 Ω · cm, the electrical insulation becomes insufficient, for example, conduction between the color filter and the counter substrate, and an electric field is generated in the vertical direction. Display defects are likely to occur due to disorder of the alignment of the liquid crystal. By setting the volume resistance value of the overcoat layer in the above range, it has an insulation property that does not conduct between the color filter substrate and the TFT substrate, and is generated and accumulated between the layers during manufacturing and driving. Can be effectively removed without stagnation. As a result, the conductive overcoat layer improves the display afterimage of the liquid crystal display device.

オーバーコート層8は、少なくともバインダー成分及び導電性材料を含み、画素に影響を与えない程度の透明性を有するオーバーコート材から形成される。   The overcoat layer 8 includes at least a binder component and a conductive material, and is formed from an overcoat material having a transparency that does not affect the pixels.

オーバーコート材としては、1μm膜厚で400nmの光線透過率が90%以上であり、且つ250℃1時間の耐熱試験前後での色差(C光源、ΔEab)が2以下であることが好ましい。   The overcoat material preferably has a light transmittance of 90% or more at a thickness of 1 μm and a thickness of 400 nm, and a color difference (C light source, ΔEab) before and after a heat test at 250 ° C. for 1 hour is 2 or less.

バインダー成分としては、公知のネガ型の光硬化性透明樹脂組成物および/又は熱硬化性透明樹脂組成物を用いることができ、具体的に、ネガ型の光硬化性透明樹脂組成物としては、少なくとも1個以上の不飽和結合基を有し、光重合開始剤に硬化エネルギー線を照射することにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い分子量の増加や架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーの単体或いは混合物とポリマー及び光重合開始剤との組合せなどが用いられる。   As the binder component, a known negative photocurable transparent resin composition and / or thermosetting transparent resin composition can be used. Specifically, as the negative photocurable transparent resin composition, Monomer having at least one unsaturated bond group, and performing ion polymerization or radical polymerization by ions or radicals generated by irradiating the photopolymerization initiator with curing energy rays to increase molecular weight or form a crosslinked structure Or a combination of a simple substance or a mixture of oligomer and a polymer and a photopolymerization initiator.

このようなモノマー、オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコンアクリレートなどのアクリル型、および不飽和ポリエステル/スチレン系、ポリエン/スチレン系などの非アクリル系が挙げられるが、中でも、硬化速度、物性選択の幅の広さからアクリル系のモノマー、オリゴマーが好ましい。このようなアクリル系のモノマー、オリゴマー代表例を以下に示す。なお、(メタ)アクリルとはアクリル基又はメタクリル基のいずれかであることを意味し、(メタ)アクリレートとはアクリレート基又はメタクリレート基のいずれかであることを意味する。   Examples of such monomers and oligomers include acrylic types such as epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, and silicon acrylate, and non-acrylic types such as unsaturated polyester / styrene and polyene / styrene. Of these, acrylic monomers and oligomers are preferred because of their wide range of curing speed and physical property selection. Typical examples of such acrylic monomers and oligomers are shown below. In addition, (meth) acryl means that it is either an acryl group or a methacryl group, and (meth) acrylate means that it is either an acrylate group or a methacrylate group.

まず、単官能基のものとしては、メチル(メタ)クリレート、エチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルエチレンオキシド(以下、EO)付加物(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン付加物、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールEO付加物(メタ)アクリレート、ノニルフェノールEO付加物にカプロラクトン付加した(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アルコールのカプロラクトン付加物(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソランのカプロラクトン付加物の(メタ)アクリレート、3−メチル−5,5−ジメチル−1,3−ジオキソランのカプロラクトン付加物の(メタ)アクリレート等を挙げることができる。   First, as a monofunctional group, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl ethylene oxide (hereinafter referred to as EO) adduct (meth) Acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxy Diethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenol EO adduct (meth) acrylate, (meth) acrylate added with caprolactone to nonylphenol EO adduct, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, tetrahydride Rofurfuryl (meth) acrylate, furfuryl (meth) alcohol caprolactone adduct (meth) acrylate, acryloylmorpholine, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, Isobornyl (meth) acrylate, (meth) acrylate of caprolactone adduct of 4,4-dimethyl-1,3-dioxolane, (meth) of caprolactone adduct of 3-methyl-5,5-dimethyl-1,3-dioxolane An acrylate etc. can be mentioned.

また、多官能基のものとしては、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンのアセタール化合物のジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロイロキシジエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロイロキシジエトキシ)フェニル]メタン、水添ビスフェノールエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロビレンオキサイド付加物トリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートペンタ(メタ)アクリレート混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物(メタ)アクリレート、トリス((メタ)アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルオスフェート等を挙げることができる。   In addition, as the polyfunctional group, hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol Ester di (meth) acrylate, caprolactone adduct of hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester di (meth) acrylate, (meth) acrylic acid adduct of 1,6-hexanediol diglycidyl ether, hydroxypivalaldehyde and trimethylol Di (meth) acrylate of propane acetal compound, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxydiethoxy) ) Phenyl] methane Di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane propylene oxide addition of hydrogenated bisphenol ethylene oxide adduct Tri (meth) acrylate, glycerin propylene oxide adduct tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate penta (meth) acrylate mixture, dipentaerythritol caprolactone adduct (meth) acrylate, tris ((meth) acryloyloxy And ethyl) isocyanurate, 2- (meth) acryloyloxyethyl maleate and the like.

また、ポリマーとしては上記単官能モノマーの重合体或いは共重合体を用いることができ、更に側鎖にカルボキシル基を導入し、アルカリ現像性を付与したタイプのポリマーや側鎖に不飽和二重結合基を導入しラジカル反応性を付与したタイプのポリマーも用いることが出来る。   As the polymer, a polymer or copolymer of the above-mentioned monofunctional monomer can be used. Further, a carboxyl group is introduced into the side chain, and an alkali developability is imparted to the polymer or side chain. It is also possible to use a polymer of a type to which radical reactivity has been imparted by introducing a group.

光重合開始剤としてはラジカル重合性開始剤を使用することができる。ラジカル重合性開始剤は、例えば紫外線のエネルギーによりフリーラジカルを発生する化合物であって、ベンゾイン、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体又はそれらのエステルなどの誘導体;キサントン並びにチオキサントン誘導体;クロロスルフォニル、クロロメチル多核芳香族化合物、クロロメチル複素環式化合物、クロロメチルベンゾフェノン類などの含ハロゲン化合物;トリアジン類;フルオレノン類;ハロアルカン類;光還元性色素と還元剤とのレドックスカップル類;有機硫黄化合物;過酸化物などがある。好ましくは、イルガキュアー184、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー907(いずれもチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(メルク社製)、アデカ1717(旭電化工業株式会社製)、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)などのケトン系及びビイミダゾール系化合物等を挙げることができる。   As the photopolymerization initiator, a radical polymerizable initiator can be used. Radical polymerizable initiators are compounds that generate free radicals by the energy of ultraviolet rays, for example, and are derivatives such as benzophenone derivatives such as benzoin and benzophenone or their esters; xanthones and thioxanthone derivatives; chlorosulfonyl, chloromethyl polynuclear aromatics Halogen-containing compounds such as compounds, chloromethyl heterocyclic compounds and chloromethylbenzophenones; triazines; fluorenones; haloalkanes; redox couples of photoreductive dyes and reducing agents; organic sulfur compounds; is there. Preferably, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 907 (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Darocur (Merck), Adeka 1717 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), 2 , 2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole (manufactured by Kurokin Kasei Co., Ltd.) it can.

また、熱硬化性透明樹脂組成物としては、熱エネルギーによる付加反応又は縮合反応により硬化する反応性基を有する低分子化合物の単体或いはポリマーとの混合物が用いられる。代表例としては、脂環式エポキシ樹脂としてセロキサイド2021、2021A、2021F、2081、2000、3000(ダイセル化学工業製)、エポリードGT301、401(ダイセル化学工業製)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂としてエピコート1001、1002、1003、1004、1007、1009、1010(ジャパン・エポキシレジン製)など、ビスフェノールF型エポキシ樹脂としてエピコート807(ジャパン・エポキシレジン製)など、フェノールノボラック型エポキシ樹脂としてEPPN201、202(日本化薬製)、エピコート154(ジャパン・エポキシレジン製)など、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としてEOCN102、103S、104S、1020、1025、1027(日本化薬製)、エピコート180S(ジャパン・エポキシレジン製)などを例示できる。さらに、脂肪族ポリグリシジルエーテルを例示することもできる。   Moreover, as a thermosetting transparent resin composition, the low molecular compound simple substance which has a reactive group hardened | cured by the addition reaction or condensation reaction by a thermal energy, or a mixture with a polymer is used. Representative examples include celoxide 2021, 2021A, 2021F, 2081, 2000, 3000 (manufactured by Daicel Chemical Industries) as an alicyclic epoxy resin, Eporide GT301, 401 (manufactured by Daicel Chemical Industries), and Epicoat 1001 as a bisphenol A type epoxy resin. 1002, 1003, 1004, 1007, 1009, 1010 (Japan Epoxy Resin), etc., Bisphenol F type epoxy resin, Epicoat 807 (Japan Epoxy Resin), etc., phenol novolac type epoxy resin, EPPN 201, 202 (Nippon Kayaku) EOCN102, 103S, 104S, 1020, 1025, 1027 (Japan) as cresol novolak type epoxy resins such as Epicoat 154 (manufactured by Japan Epoxy Resin) Of manufactured drug), it can be exemplified such as Epikote 180S (manufactured by Japan Epoxy Resins). Furthermore, aliphatic polyglycidyl ether can also be illustrated.

導電性材料としては、導電性フィラー、導電性高分子等が挙げられる。導電性フィラーの中でも、導電性微粒子が好ましく、導電性微粒子としては、導電性を示す微粒子であれば限定されないが、具体的には、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、カーボンナノチューブ、ならびにSb、F、Pなどがドープされた酸化錫、およびSn、Fなどがドープされた酸化インジウムが挙げられる。さらに導電性微粒子は、TiO2-SnO2などのような複合酸化物微粒子であってもよい。これらは、単独で、あるいは複数を組み合わせて使用され得る。導電性微粒子の粒径は、塗膜の透明性及びオーバーコート材の分散安定性の点から、好ましくは0.01〜0.1μmである。一方、導電性高分子としては、導電性を示す高分子化合物であれば限定されないが、具体的には、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレンが挙げられる。 Examples of the conductive material include a conductive filler and a conductive polymer. Among the conductive fillers, conductive fine particles are preferable, and the conductive fine particles are not limited as long as they are conductive fine particles. Specifically, zinc oxide, tin oxide, indium oxide, antimony oxide, carbon nanotubes, And tin oxide doped with Sb, F, P and the like, and indium oxide doped with Sn, F and the like. Further, the conductive fine particles may be composite oxide fine particles such as TiO 2 —SnO 2 . These may be used alone or in combination. The particle diameter of the conductive fine particles is preferably 0.01 to 0.1 μm from the viewpoint of the transparency of the coating film and the dispersion stability of the overcoat material. On the other hand, the conductive polymer is not limited as long as it is a polymer compound exhibiting conductivity, and specific examples include polythiophene, polyacetylene, polypyrrole, and polyphenylene vinylene.

導電性材料としては、中でも、導電性の調整のし易さの点から、導電性微粒子が好ましく、中でも、透明性の点から、Snがドープされた酸化インジウム、所謂ITOが特に好ましい。   As the conductive material, conductive fine particles are preferable from the viewpoint of easy adjustment of conductivity, and among them, indium oxide doped with Sn, so-called ITO is particularly preferable from the viewpoint of transparency.

導電性材料は、オーバーコート材中に固形分全量に対して30〜60質量%含まれることが好ましい。なお、固形分とは、溶剤を除いた全成分をいい、溶剤以外の液状成分も含まれる。   The conductive material is preferably contained in the overcoat material in an amount of 30 to 60% by mass with respect to the total solid content. In addition, solid content means all the components except a solvent, and liquid components other than a solvent are also contained.

導電性材料として導電性微粒子が用いられる場合には、導電性微粒子の分散性を向上させるために、分散剤を配合しても良い。   When conductive fine particles are used as the conductive material, a dispersant may be blended in order to improve the dispersibility of the conductive fine particles.

分散剤としては、次に示すような高分子分散剤、すなわち(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業製)、メガファックF171、F172、F173(大日本インキ化学工業製)、フロラードFc430、Fc431(住友スリーエム製)、ソルスパース13240、20000、24000、26000、28000等の各種ソルスパース分散剤(アビシア製)、ディスパービック111、161、162、163、164、182、2000、2001(ビックケミー製)、アジスパーPB711、PB411、PB111、PB821、PB822(味の素ファインテクノ製)等を用いることができる。   As the dispersant, the following polymer dispersants, that is, (meth) acrylic acid-based (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), Megafac F171 , F172, F173 (Dainippon Ink and Chemicals), Florard Fc430, Fc431 (Sumitomo 3M), Solsperse 13240, 20000, 24000, 26000, 28000, etc. 162, 163, 164, 182, 2000, 2001 (manufactured by Big Chemie), Addisper PB711, PB411, PB111, PB821, PB822 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno) and the like can be used.

オーバーコート層8は、オーバーコート材の塗工液を、スピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により、ブラックマトリックス層6及び画素7を覆うように塗布し、常温から90℃程度で乾燥後、紫外線等の光及び/又は150〜250℃程度の熱によって硬化させることによって形成できる。   The overcoat layer 8 is coated with a coating solution of an overcoat material so as to cover the black matrix layer 6 and the pixels 7 by a method such as spin coater, roll coater, spray, printing, etc. Then, it can form by making it harden | cure by light, such as an ultraviolet-ray, and / or about 150-250 degreeC.

オーバーコート層の厚さは、組成物の光透過率、カラーフィルターの表面状態等を考慮して設定し、例えば、0.1〜2.0μm程度とする。スピンコーターを使用する場合、回転数は通常500〜1500回転/分の範囲内で設定する。   The thickness of the overcoat layer is set in consideration of the light transmittance of the composition, the surface state of the color filter, and the like, and is, for example, about 0.1 to 2.0 μm. When using a spin coater, the number of revolutions is usually set within a range of 500 to 1500 revolutions / minute.

凸状スペーサーは、カラーフィルター102をTFTアレイ基板等の対向基板(液晶駆動側基板)と貼り合わせた時にセルギャップを維持するために、基板上の非表示領域に複数設けられる。凸状スペーサーの形状及び寸法は、基板上の非表示領域に選択的に設けることができ、所定のセルギャップを基板全体に渡って維持することが可能であれば特に限定されない。凸状スペーサーとして図示したような柱状スペーサー12を形成する場合には、2〜10μm程度の範囲で一定の高さを持つものであり、突出高さ(パターンの厚み)は液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、柱状スペーサー12の太さは5〜20μm程度の範囲で適宜設定することができる。また、柱状スペーサー12の数(密集度)は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状スペーサーの形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、赤色、緑色及び青色の各画素の1組に1個の割合で必要充分なスペーサー機能を発現する。このような柱状スペーサーの形状は柱状であればよく、例えば、円柱状、角柱状、截頭錐体形状等であっても良い。   A plurality of convex spacers are provided in a non-display area on the substrate in order to maintain a cell gap when the color filter 102 is bonded to a counter substrate (liquid crystal driving side substrate) such as a TFT array substrate. The shape and size of the convex spacer are not particularly limited as long as it can be selectively provided in a non-display region on the substrate and can maintain a predetermined cell gap over the entire substrate. When the columnar spacer 12 as shown in the figure is formed as the convex spacer, it has a certain height in the range of about 2 to 10 μm, and the protruding height (pattern thickness) is required for the liquid crystal layer. It can set suitably from thickness etc. Moreover, the thickness of the columnar spacer 12 can be appropriately set within a range of about 5 to 20 μm. In addition, the number of column spacers 12 (concentration) can be appropriately set in consideration of the thickness unevenness of the liquid crystal layer, the aperture ratio, the shape of the column spacers, the material, etc. For example, each of red, green and blue Necessary and sufficient spacer functions are expressed at a ratio of one pixel to one set of pixels. The shape of such a columnar spacer may be a columnar shape, and may be, for example, a columnar shape, a prismatic shape, a truncated cone shape, or the like.

凸状スペーサーを形成するには、まず、硬化性樹脂組成物の塗工液をスピンコーター、ロールコーター、スプレイ、印刷等の方法により透明基板上に直接、又は、オーバーコート等の他の層を介して塗布し、乾燥して、光硬化性樹脂層を形成する。スピンコーターの回転数は、オーバーコート層を形成する場合と同様に500〜1500回転/分の範囲内で設定すればよい。次に、この樹脂層を凸状スペーサー用フォトマスクを介して露光し、アルカリ液のような現像液により現像して所定の凸状パターンを形成し、この凸状パターンを必要に応じてクリーンオーブン等で加熱処理(ポストベーク)することによって凸状スペーサーが形成される。   In order to form the convex spacer, first, the coating liquid of the curable resin composition is directly applied on the transparent substrate by a method such as spin coater, roll coater, spray, printing, or another layer such as an overcoat. And is dried to form a photocurable resin layer. The rotational speed of the spin coater may be set within the range of 500 to 1500 revolutions / minute, as in the case of forming the overcoat layer. Next, this resin layer is exposed through a photomask for convex spacers, and developed with a developer such as an alkaline solution to form a predetermined convex pattern. A convex spacer is formed by heat treatment (post-bake) or the like.

配向膜11は、カラーフィルターの内面側に、画素7を備える表示部及びブラックマトリックス層6や柱状スペーサー12を備える非表示部を覆うように設けられる。配向膜は、ポリイミド樹脂等の樹脂を含有する塗工液をスピンコート等の公知の方法で塗布し、乾燥し、必要に応じて熱や光により硬化させた後、ラビングすることによって形成できる。   The alignment film 11 is provided on the inner surface side of the color filter so as to cover the display unit including the pixels 7 and the non-display unit including the black matrix layer 6 and the columnar spacers 12. The alignment film can be formed by applying a coating solution containing a resin such as a polyimide resin by a known method such as spin coating, drying, curing with heat or light as necessary, and then rubbing.

このようにして得られる本発明に係るカラーフィルターは、残留電荷を低減でき、長時間画面表示をしても画面が焼きつかない高信頼性液晶表示装置を得ることができるカラーフィルターである。   The color filter according to the present invention thus obtained is a color filter that can reduce a residual charge and can provide a highly reliable liquid crystal display device in which the screen does not burn even when the screen is displayed for a long time.

得られたカラーフィルター102(表示側基板)と、TFTアレイ等の対向基板基板(液晶駆動側基板)を対向させ、両基板の内面側周縁部をシール剤により接合すると、両基板は所定距離のセルギャップを保持した状態で貼り合わされる。そして、基板間の間隙部に液晶を満たして密封することにより、液晶表示装置の1例であるアクティブマトリックス方式のカラー液晶表示装置が得られる。このようにして得られる液晶表示装置は、長時間画面表示をしても画面が焼きつかず、表示品質に優れる。   When the obtained color filter 102 (display side substrate) and the opposite substrate substrate (liquid crystal driving side substrate) such as a TFT array are opposed to each other and the inner peripheral side edge portions of both substrates are bonded with a sealant, the both substrates have a predetermined distance. Bonding is performed with the cell gap maintained. An active matrix color liquid crystal display device, which is an example of a liquid crystal display device, can be obtained by filling the liquid crystal in the gap between the substrates and sealing the liquid crystal. The liquid crystal display device thus obtained is excellent in display quality because the screen does not burn even when the screen is displayed for a long time.

(実施例1:カラーフィルターの作製)
(1)オーバーコート材の調製
・重合体1の合成
重合槽中にベンジルメタクリレートを15.6重量部、スチレンを37.0重量部、アクリル酸を30.5重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを16.9重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を200重量部、仕込み、攪拌し溶解させた後、2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.8重量部、添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下で、85℃で2時間攪拌し、さらに100℃で1時間反応させた。さらに得られた溶液に2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9重量部、トリエチルアミンを0.5重量部、及び、ハイドロキノンを0.1重量部、添加し、100℃で5時間攪拌し、目的とする重合体1(固形分37.2%)を得た。
(Example 1: Production of color filter)
(1) Preparation of Overcoat Material Synthesis of Polymer 1 15.6 parts by weight of benzyl methacrylate, 37.0 parts by weight of styrene, 30.5 parts by weight of acrylic acid, and 2-hydroxyethyl methacrylate in a polymerization tank 16.9 parts by weight, 200 parts by weight of diethylene glycol dimethyl ether (DMDG) were charged, stirred and dissolved, then 0.8 part by weight of 2,2′-azobis (isobutyronitrile) was added and dissolved uniformly. I let you. Then, it stirred at 85 degreeC under nitrogen stream for 2 hours, and also was made to react at 100 degreeC for 1 hour. Further, 16.9 parts by weight of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate, 0.5 part by weight of triethylamine and 0.1 part by weight of hydroquinone were added to the obtained solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 5 hours. Polymer 1 (solid content 37.2%) was obtained.

第1表に示す組成にて、混合・撹拌してオーバーコート材を調製した。   An overcoat material was prepared by mixing and stirring with the composition shown in Table 1.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

(2)ブラックマトリックスの形成
厚み1.1mmのガラス基板(旭硝子(株)製AL材)上に第2表のブラックマトリックス用樹脂組成物をスピンコーターで塗布し、100℃で3分間乾燥させ、膜厚約1μmの遮光層を形成した。当該遮光層を、超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、0.05%水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を180℃の雰囲気中に30分間放置することにより加熱処理を施して遮光部を形成すべき領域にブラックマトリックスを形成した。
(2) Formation of black matrix The resin composition for black matrix shown in Table 2 was applied to a 1.1 mm thick glass substrate (AL material manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) with a spin coater, and dried at 100 ° C for 3 minutes. A light shielding layer having a thickness of about 1 μm was formed. The light-shielding layer is exposed to a light-shielding pattern with an ultra-high pressure mercury lamp, developed with a 0.05% aqueous potassium hydroxide solution, and then subjected to heat treatment by leaving the substrate in an atmosphere at 180 ° C. for 30 minutes. A black matrix was formed in a region where a light shielding portion should be formed.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

(3)着色層の形成
前記のようにしてブラックマトリックスを形成した基板上に、第3表の赤色パターン用樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布(塗布厚み1.5μm)し、その後、70℃のオーブン中で30分間乾燥した。
(3) Formation of colored layer On the substrate on which the black matrix was formed as described above, the red pattern resin composition shown in Table 3 was applied by spin coating (application thickness: 1.5 μm), and then 70 ° C. In the oven for 30 minutes.

次いで、赤色パターン用樹脂組成物の塗膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いて着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を10秒間照射した。次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、赤色パターン用樹脂組成物の塗膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基板を180℃の雰囲気中に30分間放置することにより加熱処理を施して赤色画素を形成すべき領域に赤色のレリーフパターンを形成した。   Next, a photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the resin composition for red pattern, and ultraviolet rays are applied only to the region corresponding to the colored layer formation region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Irradiated for 10 seconds. Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali development was carried out, and only the uncured part of the coating film of the resin composition for red patterns was removed. Thereafter, the substrate was left in an atmosphere of 180 ° C. for 30 minutes to perform heat treatment, thereby forming a red relief pattern in a region where a red pixel was to be formed.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

次に、第4表の緑色パターン用樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、緑色画素を形成すべき領域に緑色のレリーフパターンを形成した。   Next, using the green pattern resin composition shown in Table 4, a green relief pattern was formed in a region where a green pixel was to be formed, in the same process as the red relief pattern formation.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

さらに、第5表の青色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、青色画素を形成すべき領域に青色のレリーフパターンを形成し、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色からなる着色層を形成した。   Further, using the blue curable resin composition of Table 5, a blue relief pattern is formed in a region where a blue pixel is to be formed in the same process as the formation of the red relief pattern, and red (R), green ( A colored layer composed of three colors of G) and blue (B) was formed.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

(4)オーバーコート層の形成
着色層を形成したガラス基板上に、(1)で合成したオーバーコート材をスピンコーティング法により塗布、乾燥し、乾燥膜厚1.0μmの塗膜を形成した。
(4) Formation of overcoat layer The overcoat material synthesized in (1) was applied by a spin coating method on a glass substrate on which a colored layer was formed, and dried to form a coating film having a dry film thickness of 1.0 μm.

オーバーコート材の塗膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いて着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を10秒間照射した。次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、オーバーコート材の塗膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基板を200℃の雰囲気中に30分間放置することにより加熱処理を施してオーバーコート層を形成した。   A photomask was placed at a distance of 100 μm from the coating film of the overcoat material, and ultraviolet rays were irradiated for 10 seconds only to the region corresponding to the colored layer formation region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali image development was carried out, and only the uncured part of the coating film of an overcoat material was removed. Thereafter, the substrate was left to stand in an atmosphere at 200 ° C. for 30 minutes to perform a heat treatment to form an overcoat layer.

(5)スペーサーの形成
着色層を形成したガラス基板上に、第6表に示す柱状スペーサー用樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布、乾燥し、乾燥膜厚5μmの塗膜を形成した。
(5) Formation of Spacer On the glass substrate on which the colored layer was formed, the columnar spacer resin composition shown in Table 6 was applied and dried by a spin coating method to form a coating film having a dry film thickness of 5 μm.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

柱状スペーサー用樹脂組成物の塗膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いて、ブラックマトリックス上のスペーサーの形成領域のみに紫外線を10秒間照射した。次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、柱状スペーサー用樹脂組成物の塗膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基板を200℃の雰囲気中に30分間放置することにより加熱処理を施して固定スペーサーを形成した。更に、固定スペーサーを含む表面に、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系およびポリ尿素系の有機化合物のなかの少なくとも1種を含む材料からなる配向膜を形成し、本発明のカラーフィルターを得た。   Place a photomask at a distance of 100 μm from the coating film of the resin composition for columnar spacers and use a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp with a proximity aligner to apply ultraviolet light only to the spacer formation area on the black matrix for 10 seconds. Irradiated. Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali image development was carried out, and only the uncured part of the coating film of the resin composition for columnar spacers was removed. Thereafter, the substrate was left to stand in an atmosphere of 200 ° C. for 30 minutes to perform a heat treatment to form a fixed spacer. Further, an alignment film made of a material containing at least one of polyimide, polyamide, polyurethane, and polyurea organic compounds was formed on the surface including the fixed spacer to obtain the color filter of the present invention.

(実施例2、比較例1:カラーフィルター)
オーバーコート材として、第1表に示す組成のオーバーコート材を用いた他は、同様にして、カラーフィルターを製造した。
<評価>
(1)液晶パネルの作製
実施例1で得られたカラーフィルターと、TFTを形成したガラス基板とを、エポキシ樹脂をシール材として用い、150℃で0.3kg/cm2の圧力をかけて接合してセル組みし、液晶(ZLI4792,メルク社製)を封入して、液晶表示装置を作製した。
(Example 2, comparative example 1: color filter)
A color filter was produced in the same manner except that the overcoat material having the composition shown in Table 1 was used as the overcoat material.
<Evaluation>
(1) Production of liquid crystal panel The color filter obtained in Example 1 and the glass substrate on which the TFT was formed were bonded using epoxy resin as a sealing material at 150 ° C. and a pressure of 0.3 kg / cm 2. Then, the cells were assembled, and liquid crystal (ZLI4792, manufactured by Merck & Co., Inc.) was sealed to produce a liquid crystal display device.

(2)透過率の評価
ガラス基板上に1μm厚に作製した導電性オーバーコートの光(波長:400nm)の透過率を、ガラス基板をリファレンスに用いて、分光器(UV-3100PC:島津製作所製)により測定した。
(2) Evaluation of transmittance The transmittance of light (wavelength: 400 nm) of a conductive overcoat produced on a glass substrate to a thickness of 1 μm is used as a reference by using a glass substrate as a reference (UV-3100PC: manufactured by Shimadzu Corporation) ).

(3)耐熱性(色差)の評価
ガラス基板上に1μm厚に作成した導電性オーバーコートの250℃1時間の耐熱試験前後の分光透過曲線を、顕微分光測光装置(オリンパス製 OSP−SP100)により測定し、その透過率の変化の最大と最小を求め、これより耐熱試験前後の色差(C光源、ΔEab)を求めた。
(3) Evaluation of heat resistance (color difference) Spectral transmission curves before and after a heat test at 250 ° C. for 1 hour of a conductive overcoat made on a glass substrate with a thickness of 1 μm were measured with a microspectrophotometer (Olympus OSP-SP100). The maximum and minimum changes in transmittance were measured, and the color difference (C light source, ΔEab) before and after the heat resistance test was determined.

(4)体積抵抗率の評価
1mm、10cm×10cmのクロム基板上に作製した3μm厚の導電性オーバーコートの体積抵抗率を、JISK6911に準拠している三菱化学(株)製高抵抗率計、ハイレスターUP(MCP−HT450)を用い、23℃相対湿度65%の環境下で測定した。
(4) Evaluation of volume resistivity The volume resistivity of a 3 μm-thick conductive overcoat produced on a 1 mm, 10 cm × 10 cm chrome substrate is a high resistivity meter manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation in accordance with JISK6911. Measurement was performed using a Hiresta UP (MCP-HT450) in an environment with a relative humidity of 65% at 23 ° C.

(5)残留電荷の評価
RDC−1(東陽テクニカ社製)を用い、キャパシター誘電吸収法により、DC10Vを25℃で30分印加後に1秒間ショートさせ、10分経過後の電圧値を測定した(測定温度;25℃)。
(5) Evaluation of residual charge Using RDC-1 (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), by applying a capacitor dielectric absorption method, DC10V was applied at 25 ° C. for 30 minutes and then shorted for 1 second, and the voltage value after 10 minutes was measured ( Measurement temperature; 25 ° C.).

(6)焼き付け残像の評価
60℃で表示エリア上に固定パターンを48時間印加した後、パターン印加を止めて、表示残像(焼き付け残像)を観察し評価した。ただし、評価基準は以下の通りである。
○:1秒以内で焼き付け残像が消失する軽微な残像レベル
×:30秒以上でも焼き付け残像が消失しないような残像レベル。
(6) Evaluation of Burning Afterimage After applying a fixed pattern on the display area for 48 hours at 60 ° C., the pattern application was stopped and the display afterimage (baking afterimage) was observed and evaluated. However, the evaluation criteria are as follows.
○: A slight afterimage level at which the burn-in afterimage disappears within 1 second. X: An afterimage level at which the burn-in afterimage does not disappear even after 30 seconds.

<評価結果>
製造例1,2及び比較製造例1のオーバーコート材を用いた実施例1,2及び比較例1のカラーフィルターを用いた液晶表示装置の評価結果を表7に示す。本発明に係るカラーフィルターを用いた液晶表示装置は、残留電荷が非常に低減されて、長時間画面を表示しても画面が焼き付かなかった。
<Evaluation results>
Table 7 shows the evaluation results of the liquid crystal display devices using the color filters of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 using the overcoat materials of Production Examples 1 and 2 and Comparative Production Example 1. In the liquid crystal display device using the color filter according to the present invention, the residual charge was greatly reduced, and the screen did not burn even when the screen was displayed for a long time.

Figure 2005092054
Figure 2005092054

TN方式とIPS方式の液晶駆動の違いを概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the difference in the liquid crystal drive of a TN system and an IPS system. IPS方式の液晶パネルの一構成例についての模式的断面図である。It is a typical sectional view about an example of 1 composition of a liquid crystal panel of an IPS system. 本発明に係るカラーフィルターの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color filter which concerns on this invention. 図3の本発明に係るカラーフィルターのA−A線における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in the AA line of the color filter which concerns on this invention of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…カラーフィルター
101…液晶パネル
102…カラーフィルター
2…電極基板
3…間隙部
4…シール材
5…透明基板
6…ブラックマトリックス層
7(7R、7G、7B)…画素
8…オーバーコート層
9…共通電極
10…画素電極
11…配向膜
12…柱状スペーサー
50…TN方式
51…縦電界
52…液晶
53…画素電極
54…カラーフィルター
55…共通電極
56…IPS方式
57…横電界
58…基板
59…カラーフィルター
60…オーバーコート層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter 101 ... Liquid crystal panel 102 ... Color filter 2 ... Electrode board 3 ... Gap part 4 ... Sealing material 5 ... Transparent substrate 6 ... Black matrix layer 7 (7R, 7G, 7B) ... Pixel 8 ... Overcoat layer 9 ... Common electrode 10 ... Pixel electrode 11 ... Alignment film 12 ... Columnar spacer 50 ... TN system 51 ... Vertical electric field 52 ... Liquid crystal 53 ... Pixel electrode 54 ... Color filter 55 ... Common electrode 56 ... IPS system 57 ... Horizontal electric field 58 ... Substrate 59 ... Color filter 60 ... Overcoat layer

Claims (5)

透明基板と当該透明基板上に設けられた着色層を備え、且つ電極を備えないカラーフィルターであって、前記着色層を導電性オーバーコート層で被覆したことを特徴とする、カラーフィルター。   A color filter comprising a transparent substrate and a colored layer provided on the transparent substrate and not having an electrode, wherein the colored layer is coated with a conductive overcoat layer. 前記導電性オーバーコート層の体積抵抗率が、1.0×108〜1.0×1011Ω・cmである、請求項1に記載のカラーフィルター。 The color filter according to claim 1, wherein the conductive overcoat layer has a volume resistivity of 1.0 × 10 8 to 1.0 × 10 11 Ω · cm. 前記導電性オーバーコート層が、導電性微粒子を含有する請求項1又は2に記載のカラーフィルター。   The color filter according to claim 1, wherein the conductive overcoat layer contains conductive fine particles. 前記導電性微粒子が、ITOである、請求項3に記載のカラーフィルター。   The color filter according to claim 3, wherein the conductive fine particles are ITO. IPS方式用カラーフィルターである、請求項1乃至4いずれかに記載のカラーフィルター。
The color filter according to any one of claims 1 to 4, which is an IPS color filter.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008038800A1 (en) * 2006-09-28 2008-04-03 Seiko Precision Inc. Optical filter and method for manufacturing same
JP2014112133A (en) * 2012-12-05 2014-06-19 Toppan Printing Co Ltd Transparent resin composition, color filter and liquid crystal display unit
JP2015206936A (en) * 2014-04-22 2015-11-19 凸版印刷株式会社 Color filter and liquid crystal display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008038800A1 (en) * 2006-09-28 2008-04-03 Seiko Precision Inc. Optical filter and method for manufacturing same
JP2008083504A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Seiko Precision Inc Optical filter and manufacturing method thereof
JP2014112133A (en) * 2012-12-05 2014-06-19 Toppan Printing Co Ltd Transparent resin composition, color filter and liquid crystal display unit
JP2015206936A (en) * 2014-04-22 2015-11-19 凸版印刷株式会社 Color filter and liquid crystal display device

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