JP2008064944A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Hidenori Seki
英憲 関
Naoyuki Okawa
直之 大川
Noboru Oki
昇 大木
Sachiko Morita
幸子 森田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device in which color purity can be improved by flattening the surface of an overcoat layer to control a gap according to a designed value. <P>SOLUTION: The surface of an overcoat layer OC is flattened by disposing a light-transmitting resist layer RES in a reflective region REF between arrangements of color filter layers RFIL, GFIL, BFIL of the respective colors formed as segmented by a black matrix layer BM on an inner face of a second substrate SUB2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置に係わり、特に半透過型液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関し、詳細にはカラーフィルタ基板の内面に形成されたカラーフィルタのオーバーコート膜の平坦化構造に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having a transflective liquid crystal display element, and more particularly to a planarization structure of an overcoat film of a color filter formed on the inner surface of a color filter substrate. is there.

液晶表示装置は、基本的には、ガラス基板を好適とする第1の基板と第2の基板との2枚の基板間に液晶を封入して当該基板に有する画素選択電極から液晶に印加される電界に応じて液晶の配向方向が変化することを利用した画像表示装置である。現在、最も広く使用されている全透過型の液晶表示装置は、液晶表示素子の背面に設置されるバックライトから投射される光源光を液晶層で約90度偏光し、偏光板透過させることにより電子画像を可視画像として視認できる構造となっている。この全透過型の液晶表示装置は、屋外では表示画像が見えずらいという問題がある。   In a liquid crystal display device, basically, liquid crystal is sealed between two substrates, a first substrate and a second substrate, preferably a glass substrate, and applied to the liquid crystal from a pixel selection electrode provided on the substrate. This is an image display device utilizing the fact that the orientation direction of the liquid crystal changes according to the electric field. Currently, the most widely used all-transmissive liquid crystal display device is configured such that light source light projected from a backlight installed on the back of a liquid crystal display element is polarized by about 90 degrees in a liquid crystal layer and transmitted through a polarizing plate. The electronic image is visible as a visible image. This all-transmissive liquid crystal display device has a problem that it is difficult to see a display image outdoors.

このような問題を解決した半透過型液晶表示装置は、カラーフィルタ基板の内面に形成されているカラーフィルタの各色カラーフィルタ配列間に窓部(開口部)を設け、この窓部から外光を取り入れて反射させることにより、バックライト光を消灯した時や屋外においても視覚特性が大きく向上し、低消費電力化が期待できる半面、バックライト光と、外光の入射光の反射による反射光とでは液晶表示素子内おける光路長が異なるので、表示画像に明暗の斑が生じ、表示画像の見え方が異なるという問題がある。   In the transflective liquid crystal display device that solves such a problem, a window (opening) is provided between the color filter arrays of the color filters formed on the inner surface of the color filter substrate, and external light is emitted from the window. By incorporating and reflecting, the visual characteristics are greatly improved even when the backlight is turned off or outdoors, and low power consumption can be expected. On the other hand, the backlight and the reflected light due to the reflection of incident light from outside light However, since the optical path lengths in the liquid crystal display elements are different, there is a problem that bright and dark spots appear in the display image and the display image looks different.

図9は、この種の半透過型液晶表示装置の構成を説明する上方から見た要部平面図であり、図10はその要部拡大断面図である。これらの図において、SUB1は画素選択用のスイッチング素子として図示しない薄膜トランジスタ等を形成した透光性の第1の基板(下基板またはTFT基板とも称する)、SUB2はカラーフィルタ層FIL等を形成した透光性の第2の基板(上基板またはCF基板とも称する)である。   FIG. 9 is a plan view of a main part viewed from above for explaining the configuration of this type of transflective liquid crystal display device, and FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the main part thereof. In these drawings, SUB1 is a transparent first substrate (also referred to as a lower substrate or a TFT substrate) on which a thin film transistor (not shown) is formed as a pixel selection switching element, and SUB2 is a transparent substrate on which a color filter layer FIL is formed. This is a second optical substrate (also referred to as an upper substrate or a CF substrate).

また、PSVは絶縁層である有機パッシベーション層、GLは薄膜トランジスタに走査信号を供給するゲート線、GTMはゲート線GLの引き出し端子である。なお、薄膜トランジスタは、シール材SLで囲まれた内部の大部分を占める表示領域ARに画素に対応して多数形成されている。また、第1の基板SUB1の内面に形成された有機パッシベーション層PSVと液晶LCとの境界には液晶分子を初期配向させるための配向膜CMが形成されている。   PSV is an organic passivation layer which is an insulating layer, GL is a gate line for supplying a scanning signal to the thin film transistor, and GTM is a lead terminal of the gate line GL. Note that a large number of thin film transistors are formed corresponding to the pixels in the display area AR occupying most of the inside surrounded by the sealing material SL. An alignment film CM for initial alignment of liquid crystal molecules is formed at the boundary between the organic passivation layer PSV formed on the inner surface of the first substrate SUB1 and the liquid crystal LC.

第2の基板SUB2の内面には、ブラックマトリクス層BM,3色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFI及び有機オーバーコート層OC等が形成されている。また、第2の基板SUB2の内面に形成されたオーバーコート層OCと液晶LCとの境界には液晶分子を初期配向させる配向膜CMが形成されている。また、両基板の外面にはそれぞれ偏光板POL1及び偏光板POL2が積層されている。   On the inner surface of the second substrate SUB2, a black matrix layer BM, three color filter layers RFIL, GFIL, BFI, an organic overcoat layer OC, and the like are formed. Further, an alignment film CM for initial alignment of liquid crystal molecules is formed at the boundary between the overcoat layer OC formed on the inner surface of the second substrate SUB2 and the liquid crystal LC. A polarizing plate POL1 and a polarizing plate POL2 are stacked on the outer surfaces of both substrates.

また、図10に示したように下基板SUB1と上基板SUB2との間の外周に沿って図示しない液晶注入口を除き、液晶LCを注入して両基板を貼り合わせるようにシール材SLが塗布されている。この液晶表示装置PNLは、下基板SUB1側と上基板SUB2側とで別個に種々の層を積み重ね、シール材SLを上基板SUB2側に形成し、下基板SUB1と上基板SUB2とを重ね合わせ、シール材SLの液晶注入口となる開口部から液晶LCを注入し、注入口を封止材PLGにより封止し、両基板を所定の形状サイズに切断することによって液晶表示パネルPNLが組み立てられる。なお、この液晶表示パネルPNLの背面には、図示しないが、この液晶表示パネルPNLの背面に光源光を照射させるバックライトが配設される。   Further, as shown in FIG. 10, a sealing material SL is applied so as to inject liquid crystal LC and bond the two substrates along the outer periphery between lower substrate SUB1 and upper substrate SUB2, except for a liquid crystal injection port (not shown). Has been. In the liquid crystal display device PNL, various layers are stacked separately on the lower substrate SUB1 side and the upper substrate SUB2 side, a sealing material SL is formed on the upper substrate SUB2, and the lower substrate SUB1 and the upper substrate SUB2 are stacked. A liquid crystal display panel PNL is assembled by injecting liquid crystal LC from an opening serving as a liquid crystal injection port of the sealing material SL, sealing the injection port with a sealing material PLG, and cutting both substrates into a predetermined shape size. Although not shown, a backlight for irradiating light source light to the back surface of the liquid crystal display panel PNL is disposed on the back surface of the liquid crystal display panel PNL.

このように構成された半透過型液晶表示装置は、図11に要部拡大断面図に示すように反射領域REFにおける第2の基板SUB2では反射光量を上げる目的から、3色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILの配列相互間には、カラーフィルタレジストの一部を除去した構造、つまり、光透過領域PERにはカラーフィルタ層FIL及びブラックマトリクス層BMが存在し、また、反射領域REFにはそれらの膜が存在しない構造となっている。このためにオーバーコート層OCの表面OCSが滑らかな波型状に形成され、第2の基板SUB2の内面側が平坦面に形成されない。この結果、下基板SUB1と上基板SUB2との対向間間隙が設計値通りのギャップGが得られず、そのギャップ制御が困難となるという課題があった。   In the transflective liquid crystal display device configured as described above, the three color filter layers RFIL are used for the purpose of increasing the amount of reflected light in the second substrate SUB2 in the reflective region REF as shown in the enlarged sectional view of the main part in FIG. , GFIL, BFIL between the arrays, a structure in which a part of the color filter resist is removed, that is, the color filter layer FIL and the black matrix layer BM exist in the light transmission region PER, and the reflection region REF includes Such a film does not exist. For this reason, the surface OCS of the overcoat layer OC is formed in a smooth wave shape, and the inner surface side of the second substrate SUB2 is not formed on a flat surface. As a result, the gap G between the lower substrate SUB1 and the upper substrate SUB2 as opposed to the designed value cannot be obtained, and there is a problem that the gap control becomes difficult.

したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、オーバーコート層の表面を平坦化させ、設計値通りのギャップ制御を可能とすることにより、色純度を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to flatten the surface of the overcoat layer and to control the gap according to the design value. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving purity.

このような目的を達成するために本発明による液晶表示装置は、第2の基板の内面にブラックマトリクス層及び当該ブラックマトリクス層により区画された各色のカラーフィルタ層が配列され、当該各色のカラーフィルタ層の配列相互間には外光を入射して反射させる反射領域が形成され、この反射領域に透光性樹脂層を配置したことにより、オーバーコート層の表面が平坦化されて形成されるので、背景技術の課題を解決することができる。   In order to achieve such an object, the liquid crystal display device according to the present invention has a black matrix layer and a color filter layer of each color partitioned by the black matrix layer arranged on the inner surface of the second substrate, and the color filter of each color. Between the arrangements of the layers, a reflection region is formed that reflects external light incident thereon, and the surface of the overcoat layer is formed by arranging the translucent resin layer in the reflection region. The problem of the background art can be solved.

本発明による他の液晶表示装置は、第2の基板の内面にブラックマトリクス層及び当該ブラックマトリクス層により区画された各色のカラーフィルタ層が配列され、当該各色のカラーフィルタ層の配列相互間に外光を入射して反射させる反射領域が形成され、この反射領域に透光性樹脂層及び隣接する色のカラーフィルタ層を延在させて積層配置したことにより、オーバーコート層の表面が平坦化されて形成されるので、背景技術の課題を解決することができる。   In another liquid crystal display device according to the present invention, a black matrix layer and a color filter layer of each color partitioned by the black matrix layer are arranged on the inner surface of the second substrate, and the color filter layer of each color is arranged between the arrangements of the color filter layers. A reflection region is formed to reflect the incident light, and the surface of the overcoat layer is flattened by extending and arranging the translucent resin layer and the adjacent color filter layer in the reflection region. Therefore, the problems of the background art can be solved.

本発明によるさらに他の液晶表示装置は、好ましくは、上記構成において、透光性樹脂層を透光性アクリル樹脂層とすることにより、背景技術の課題を解決することができる。   In still another liquid crystal display device according to the present invention, preferably, in the above configuration, the translucent resin layer is a translucent acrylic resin layer, thereby solving the problems of the background art.

なお、本発明は、上記の構成及び後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described configuration and the configuration of the embodiments described later, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.

本発明によれば、各色カラーフィルタ層の配列相互間に形成された反射領域に透光性樹脂層を配置することにより、第2の基板の内面側に形成される各種の層の膜厚がほぼ均一化されるので、これらの層上に形成されるオーバーコート層が平坦化されて形成される。これによって設計値通りのギャップ制御を可能となり、色純度の高い液晶画像表示ができるので、品質及び信頼性の高い液晶表示装置が実現できるという極めて優れた効果が得られる。   According to the present invention, the thickness of the various layers formed on the inner surface side of the second substrate can be increased by disposing the translucent resin layer in the reflection region formed between the arrangements of the color filter layers of the respective colors. Since it is made substantially uniform, the overcoat layer formed on these layers is flattened. As a result, gap control as designed can be performed, and liquid crystal image display with high color purity can be performed, so that an extremely excellent effect of realizing a liquid crystal display device with high quality and reliability can be obtained.

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of the examples.

図1及び図2は、本発明による液晶表示装置の実施例1の構成を説明するIPS方式の液晶表示素子を示す図であり、図1は上基板側から見た平面図、図2は図1のカラーフィルタ基板の要部拡大断面図である。また、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。   FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing an IPS liquid crystal display element for explaining the configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a plan view seen from the upper substrate side, and FIG. It is a principal part expanded sectional view of 1 color filter board | substrate. Also, the same parts as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図2において、第2の基板SUB2の内面には、遮光層であるブラックマトリクス層BM,このブラックマトリクス層BMで区画された3色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILがそれぞれ形成されている。また、これらの各色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILの配列相互間には、外部から外光に入射して第1の基板SUB1で反射された反射光を通す反射領域REFが形成されている。   In FIG. 2, on the inner surface of the second substrate SUB2, a black matrix layer BM that is a light shielding layer and three color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL partitioned by the black matrix layer BM are formed. In addition, a reflection region REF is formed between the arrangements of the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL for each color and allows the reflected light that is incident on the outside light and reflected by the first substrate SUB1 to pass therethrough. .

そして、この反射領域REFには、透光性樹脂材として例えば透光性アクリル樹脂を印刷塗布法等により成膜されて透光性レジスト層RESが形成されている。この透光性レジスト層RESは、各色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILの層厚と略同等の厚さで成膜されている。また、この透光性レジスト層RESは、オーバーコート層OC,ブラックマトリクス層BMの形成に用いられるアクリル材料(MS33−P−727)とほぼ同等の材料が用いられる。   In the reflective region REF, a translucent resist layer RES is formed by forming a translucent acrylic resin as a translucent resin material by a printing application method or the like. The translucent resist layer RES is formed with a thickness substantially equal to the thickness of each color filter layer RFIL, GFIL, BFIL. The translucent resist layer RES is made of a material substantially equivalent to the acrylic material (MS33-P-727) used for forming the overcoat layer OC and the black matrix layer BM.

なお、この透光性レジスト層RESは、図3に示すように各色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILの配列相互間に設けられている外光を取り込む窓部(開口部)である反射領域REFのみに形成され、透過領域PERには形成されていない。   The translucent resist layer RES is a reflection region that is a window (opening) for taking in external light provided between the arrangements of the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL of each color as shown in FIG. It is formed only in REF and not in the transmissive region PER.

また、第2の基板SUB2の内面に形成されたこれらのブラックマトリクス層BM,3色のカラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFIL及び透光性レジスト層RES上には例えば透光性アクリル樹脂材を回転塗布法等により透光性のオーバーコート層OCが成膜されている。   Further, a transparent acrylic resin material is rotated on the black matrix layer BM, the three color filter layers RFIL, GFIL, BFIL, and the transparent resist layer RES formed on the inner surface of the second substrate SUB2. A translucent overcoat layer OC is formed by a coating method or the like.

また、図2において、PXは画素電極、PSV1は対向電極CTの相互間を絶縁するパッシベーション層、PSV2は画素電極PXと対向電極CTとの間を絶縁するパッシベーション層である。   In FIG. 2, PX is a pixel electrode, PSV1 is a passivation layer that insulates the counter electrode CT, and PSV2 is a passivation layer that insulates the pixel electrode PX and the counter electrode CT.

なお、IPS方式では、第2の基板SUB2の下面側に形成されているオーバーコート層OCの配向膜CMと対向する内面の全面には、オーバーコート層OC等の有機膜に浸入する水分の混入を防止する無機膜としてのシリコン酸化膜が形成される場合もある。また、第1の基板SUB1の上面側に形成されているパッシベーション層PAVの配向膜CMと対向する内面の全面にも同様に無機膜としてのシリコン酸化膜が形成される場合もある。これらのシリコン酸化膜は、例えばCVD法またはスパッタリング法により水分の移動を確実に遮断できる厚さ約10nm以上の膜厚で成膜される。   In the IPS method, the entire surface of the inner surface of the overcoat layer OC that is formed on the lower surface side of the second substrate SUB2 is opposed to the organic film such as the overcoat layer OC. In some cases, a silicon oxide film is formed as an inorganic film for preventing the above. Similarly, a silicon oxide film as an inorganic film may be formed on the entire inner surface of the passivation layer PAV formed on the upper surface side of the first substrate SUB1 and facing the alignment film CM. These silicon oxide films are formed with a thickness of about 10 nm or more that can reliably block the movement of moisture by, for example, CVD or sputtering.

また、このシリコン酸化膜は、第2の基板SUB2及び第1の基板SUB1共に図1に示すように画像表示領域AR及びシール材SLの塗布領域を越えて外側まで全面的に成膜されている。この場合、第1の基板SUB1と第2の基板SUB2との対向面に形成される図示しない各電極に電圧を印加して液晶層LCを正確に駆動するためには、各電極上に成膜する膜厚を約200nm以下とする必要があることから、シリコン酸化膜と配向膜CMとの合計厚さは約200nm以下とすることが望ましい。   Further, as shown in FIG. 1, both the second substrate SUB2 and the first substrate SUB1 are formed on the entire surface of the silicon oxide film beyond the image display area AR and the seal material SL application area. . In this case, in order to accurately drive the liquid crystal layer LC by applying a voltage to each electrode (not shown) formed on the opposing surface of the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2, a film is formed on each electrode. The total thickness of the silicon oxide film and the alignment film CM is preferably about 200 nm or less because the film thickness to be formed needs to be about 200 nm or less.

このように構成される液晶表示素子は、偏光板POL1と、第1の基板SUB1と、画素電極PX及び対向電極CT等が挟持されたパッシベーション層PSV1,PSV2,PSVと、配向膜CMとが積層されてアクティブマトリクス基板TFTBが形成され、偏光板POL2と、第2の基板SUB2と、カラーフィルタ層FIL及びブラックマトリクス層BM等が挟持されたオーバーコート層OCと、配向膜CMとが積層されてカラーフィルタ基板CFBが形成されている。そして、アクティブマトリクス基板TFTBとカラーフィルタ基板CFBとの間に液晶層LCが封入されている。   The liquid crystal display device configured as described above includes a polarizing plate POL1, a first substrate SUB1, passivation layers PSV1, PSV2, and PSV between which a pixel electrode PX and a counter electrode CT are sandwiched, and an alignment film CM. Thus, an active matrix substrate TFTB is formed, and a polarizing plate POL2, a second substrate SUB2, an overcoat layer OC sandwiched between the color filter layer FIL and the black matrix layer BM, and an alignment film CM are laminated. A color filter substrate CFB is formed. A liquid crystal layer LC is sealed between the active matrix substrate TFTB and the color filter substrate CFB.

この実施例1の構成によれば、第2の基板SUB2の内面にオーバーコート層OCを形成する前に各色カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFIL及び透光性レジスト層RESが均一に存在するので、オーバーコート層OCが均一に形成されることになり、第2の基板SUB2の内側表面が平坦化されので、第1に基板SUB1と第2の基板との間の間隙を設計値通りのギャップに制御することができる。また、この透光性レジスト層RESは、各色カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILの形成工程と同様の工程で形成することができる。   According to the configuration of Example 1, the color filter layers RFIL, GFIL, BFIL and the translucent resist layer RES are uniformly present before the overcoat layer OC is formed on the inner surface of the second substrate SUB2. Since the overcoat layer OC is uniformly formed and the inner surface of the second substrate SUB2 is flattened, first, the gap between the substrate SUB1 and the second substrate is set to a gap as designed. Can be controlled. The translucent resist layer RES can be formed in the same process as the process for forming the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL.

図4は、本発明による液晶表示装置の実施例2の構成を説明するIPS方式の液晶表示素子のカラーフィルタ基板CFBの要部拡大断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図4において、図3と異なる点は、第2の基板SUBの内面の反射領域REFの各色カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILが形成されない領域に、各色カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILの層厚に対して約1/2の層厚となる透光性レジスト層RESが成膜されている。また、この第2の基板SUB2の内面の反射領域REF及び透過領域PERの全ての領域に各色カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILが形成されている。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the color filter substrate CFB of the IPS liquid crystal display element for explaining the configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. A description thereof will be omitted. 4 is different from FIG. 3 in that the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL have thicknesses in regions where the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL are not formed in the reflective region REF on the inner surface of the second substrate SUB. On the other hand, a translucent resist layer RES having a layer thickness of about ½ is formed. Further, the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL are formed in all regions of the reflection region REF and the transmission region PER on the inner surface of the second substrate SUB2.

なお、ここで、透光性レジスト層RESと各色カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILとの層厚寸法は、カラーフィルタ層:透光性レジスト層=2:1とすることは、透過領域PERを1とし、反射領域REFを0.5とする比率とすれば、反射光の往復で1となることに起因している。   Here, the layer thickness dimensions of the translucent resist layer RES and the color filter layers RFIL, GFIL, and BFIL are: color filter layer: translucent resist layer = 2: 1. If the ratio is set to 1 and the reflection area REF is set to 0.5, the ratio is 1 when the reflected light is reciprocated.

この実施例2の構成によれば、透過領域PER:反射領域REFのカラーフィルタ層比が2:1の関係となり、反射領域REFにも各カラーフィルタ層RFIL,GFIL,BFILが存在するので、オーバーコート層OCの平坦化が容易となる。また、透光性レジスト層RES上に隣接するカラーフィルタ層を延在させて積層形成される構造となるので、反射領域REFと透過領域PERとで色を変えることができるので、色純度を向上させることができる。   According to the configuration of the second embodiment, the color filter layer ratio of the transmission region PER: reflection region REF is 2: 1, and the color filter layers RFIL, GFIL, BFIL are also present in the reflection region REF. The flattening of the coat layer OC becomes easy. In addition, since the color filter layer adjacent to the light-transmitting resist layer RES is extended and laminated, the color can be changed between the reflective region REF and the transmissive region PER, thereby improving the color purity. Can be made.

なお、実施例1及び実施例2において、オーバーコート層OCの層厚は、厚膜とすることによって、オーバーコート層の表面OCSを平坦化することが可能となることが考えられるが、オーバーコート層OCを厚膜に形成すると、発ガスにより表面OCSに球状の気泡が発生することになる。また、逆に薄膜に形成すると、膜表面が乾燥することから、凹凸が生じ、表面OCSに皺が発生することになる。このために皺と発ガスとのトレードオフにより、オーバーコート層OCの層厚の規格を設定する必要がある。   In Example 1 and Example 2, it is considered that the surface OCS of the overcoat layer can be flattened by increasing the thickness of the overcoat layer OC. When the layer OC is formed into a thick film, spherical gas bubbles are generated on the surface OCS by gas generation. On the other hand, when the film is formed into a thin film, the film surface is dried, resulting in unevenness and wrinkles on the surface OCS. For this reason, it is necessary to set a standard for the thickness of the overcoat layer OC by a trade-off between soot and gas generation.

図5は、図3に示したカラーフィルタ基板CFBの形成方法を説明するフローチャートを示す図である。図5において、先ず、第2の基板である所定寸法の透光性ガラスを準備し(ST1)、その表裏面を洗浄する(ST2)。その後、このガラス基板の主面に印刷法により所定の間隔でブラックマトリクス層を形成する(ST3)。   FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for forming the color filter substrate CFB shown in FIG. In FIG. 5, first, translucent glass having a predetermined dimension as a second substrate is prepared (ST1), and the front and back surfaces are cleaned (ST2). Thereafter, black matrix layers are formed on the main surface of the glass substrate at a predetermined interval by a printing method (ST3).

次に、ブラックマトリクス層が形成されたガラス基板面に印刷法により緑色カラーフィルタ層(ST4),赤色カラーフィルタ層(ST5),青色カラーフィルタ層(ST6)を印刷塗布法により順次形成する。その後、ブラックマトリクス層及び各色カラーフィルタ層が形成されたガラス基板を洗浄,脱水ベーク,DUV照射,透光性レジストのスリット塗布,スピン,プリベーク,全面露光,ポストベーク等の各工程を経てオーバーコート層を形成する(ST7)。   Next, a green color filter layer (ST4), a red color filter layer (ST5), and a blue color filter layer (ST6) are sequentially formed on the glass substrate surface on which the black matrix layer is formed by a printing method. Thereafter, the glass substrate on which the black matrix layer and each color filter layer are formed is washed, dehydrated and baked, DUV irradiation, translucent resist slit coating, spin, pre-bake, full exposure, post-bake, etc. A layer is formed (ST7).

次に、PVA方式またはASV方式の液晶表示素子では、このオーバーコート層上に表示パターンとしての透明導電層の形成(ST8)後、SOC(スペーサ・オン・カラーフィルタ)の形成(ST9)を経て完成する。なお、IPS方式の液晶表示素子では、これらの透明導電層の形成(ST8)及びSOCの形成(ST9)の工程は存在しない。   Next, in a PVA mode or ASV mode liquid crystal display element, after formation of a transparent conductive layer as a display pattern (ST8) on this overcoat layer, formation of SOC (spacer on color filter) (ST9) is performed. Complete. Note that in the IPS liquid crystal display element, there is no step of forming these transparent conductive layers (ST8) and forming SOC (ST9).

なお、前述した実施例においては、液晶表示装置としてIPS方式の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、PVA方式またはASV方式の液晶表示装置にも適用できることは言うまでもない。   In the above-described embodiments, the case where the liquid crystal display device is applied to an IPS liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this and is applied to a PVA liquid crystal display device or an ASV liquid crystal display device. It goes without saying that is also applicable.

次に、以上説明した液晶表示装置を用いた液晶表示モジュールとその応用例とについて説明する。図6は、本発明による液晶表示装置を用いた液晶表示モジュールを説明する展開斜視図である。液晶表示モジュールMDLは、液晶表示装置に駆動手段,バックライトBL及びその他の構成部材等を一体化したものである。図6において、参照符号SHDは金属板からなるシールドケース(メタルフレームとも称する)、WDは表示窓、INS1〜INS3は絶縁シート、PCB1〜PCB3は駆動手段を構成する回路基板(PCB1はドレイン側回路基板(ドレイン線駆動回路):映像信号線駆動用回路基板、PCB2はゲート側回路基板(ゲート線駆動回路)、PCB3はインターフェース回路基板)である。   Next, a liquid crystal display module using the liquid crystal display device described above and an application example thereof will be described. FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining a liquid crystal display module using the liquid crystal display device according to the present invention. The liquid crystal display module MDL is a liquid crystal display device in which driving means, a backlight BL, and other components are integrated. In FIG. 6, reference numeral SHD is a shield case (also referred to as a metal frame) made of a metal plate, WD is a display window, INS1 to INS3 are insulating sheets, PCB1 to PCB3 are circuit boards constituting drive means (PCB1 is a drain side circuit) Substrate (drain line driving circuit): a circuit board for driving video signal lines, PCB2 is a gate side circuit board (gate line driving circuit), and PCB3 is an interface circuit board).

また、参照符号JN1〜JN3は回路基板PCB1〜PCB3同士を電気的に接続するジョイナ、TCP1,TCP2はテープキャリアパッケージ、PNLは液晶表示装置、GCはゴムクッション、ILSは遮光スペーサ、PRSはプリズムシート、SPSは拡散シート、GLBは導光板、RFSは反射シート、MCAは一体化成形により形成された下側ケース(モールドフレーム)、MOは下側ケースMCAの開口、LPは蛍光管、LPCはランプケーブル、GBは蛍光管LPを支持するゴムブッシュ、BATは両面粘着テープ、BLは蛍光管LP及び導光板GLB等からなるバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積み重ねて液晶モジュールMDLが組み立てられる。   Reference numerals JN1 to JN3 are joiners for electrically connecting the circuit boards PCB1 to PCB3, TCP1 and TCP2 are tape carrier packages, PNL is a liquid crystal display device, GC is a rubber cushion, ILS is a light shielding spacer, and PRS is a prism sheet. , SPS is a diffusion sheet, GLB is a light guide plate, RFS is a reflection sheet, MCA is a lower case (mold frame) formed by integral molding, MO is an opening of the lower case MCA, LP is a fluorescent tube, LPC is a lamp Cable, GB is a rubber bush for supporting the fluorescent tube LP, BAT is a double-sided adhesive tape, BL is a backlight composed of the fluorescent tube LP and the light guide plate GLB, etc. Is assembled.

液晶表示モジュールMDLは、下側ケースMCAとシールドケースSHDとの2種類の収納・保持部材を有し、絶縁シートINS1〜INS3,回路基板PCB1〜PCB3及び液晶表示装置PNLを収納固定した金属製のシールドケースSHDと、蛍光管LP,導光板GLB及びプリズムシートPRS等からなるバックライトBLを収納した下側ケースMCAとを合体させて構成される。   The liquid crystal display module MDL has two kinds of storage / holding members, a lower case MCA and a shield case SHD, and is made of a metal in which insulating sheets INS1 to INS3, circuit boards PCB1 to PCB3, and a liquid crystal display device PNL are stored and fixed. The shield case SHD is combined with a lower case MCA housing a backlight BL made of a fluorescent tube LP, a light guide plate GLB, a prism sheet PRS, and the like.

映像信号線駆動用回路基板PCB1には、液晶表示装置PNLに各画素を駆動するための集積回路チップが搭載され、また、インターフェース回路基板PCB3には、外部ホストからの映像信号の受け入れ、タイミング信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ及びタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミングコンバータTCONが搭載される。   The video signal line driving circuit board PCB1 is mounted with an integrated circuit chip for driving each pixel in the liquid crystal display device PNL. The interface circuit board PCB3 accepts a video signal from an external host and receives a timing signal. An integrated circuit chip that receives control signals such as a timing converter and a timing converter TCON that processes a timing to generate a clock signal are mounted.

上記タイミングコンバータTCONで生成されたクロック信号は、インターフェース回路基板PCB3及び映像信号線駆動用回路基板PCB1に敷設されたクロック信号ラインCLLを介して映像信号線駆動用回路基板PCB1に搭載された集積回路チップに供給される。   The clock signal generated by the timing converter TCON is an integrated circuit mounted on the video signal line driving circuit board PCB1 via the clock signal line CLL laid on the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1. Supplied to the chip.

インターフェース回路基板PCB3及び映像信号線駆動用回路基板PCB1は、多層配線基板であり、上記クロック信号ラインCLLは、インターフェース回路基板PCB3及び映像信号線駆動用回路基板PCB1の内層配線として形成される。   The interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1 are multilayer wiring boards, and the clock signal line CLL is formed as an inner layer wiring of the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1.

なお、液晶表示装置PNLには、薄膜トランジスタを駆動するためのドレイン側回路基板PCB1,ゲート側回路基板PCB2及びインターフェース回路基板3がテープキャリアパッケージTCP1,TCP2で接続され、各回路基板間はジョイナJN1,JN2,JN3で接続されている。液晶表示装置PNLは、前述した実施例の構成を有するIPS方式,PVA方式またはASV方式の液晶表示パネルである。   In the liquid crystal display device PNL, a drain side circuit board PCB1, a gate side circuit board PCB2 and an interface circuit board 3 for driving a thin film transistor are connected by tape carrier packages TCP1 and TCP2, and between each circuit board, a joiner JN1, Connected by JN2 and JN3. The liquid crystal display device PNL is an IPS, PVA, or ASV liquid crystal display panel having the configuration of the above-described embodiment.

図6に示した構成は一例であり、液晶表示装置の駆動回路を当該液晶表示装置を構成する基板の端縁部に直接実装した形式もある。その場合は、各駆動回路(半導体チップ)及び信号線の一部は当該基板上に形成され、ゲート側回路基板及びドレイン側回路基板に代えて配線と複数の電子部品とを搭載したフレキシブルプリント基板が用いられる。   The configuration shown in FIG. 6 is an example, and there is a type in which a drive circuit of a liquid crystal display device is directly mounted on an edge portion of a substrate constituting the liquid crystal display device. In that case, a part of each drive circuit (semiconductor chip) and signal line is formed on the substrate, and a flexible printed board on which wiring and a plurality of electronic components are mounted instead of the gate side circuit substrate and the drain side circuit substrate Is used.

図7は、組立て完了後の液晶表示モジュールMDLの構成を説明する正面面及び側面図である。図7において、シールドケースSHDの表示窓WDに露呈する領域が画像表示がなされる領域(表示領域)ARであり、最表面には偏光板が設けてある。シールドケースSHDとモールドケースMCAとは爪のかしめ構造で固定される。この液晶表示モジュールMDLの上辺内部には、バックライトを構成する蛍光管が収納され、給電用のランプケーブルLPCが引き出されている。   FIG. 7 is a front view and a side view illustrating the configuration of the liquid crystal display module MDL after assembly is completed. In FIG. 7, an area exposed to the display window WD of the shield case SHD is an area (display area) AR on which an image is displayed, and a polarizing plate is provided on the outermost surface. The shield case SHD and the mold case MCA are fixed by a claw caulking structure. Inside the upper side of the liquid crystal display module MDL, a fluorescent tube constituting a backlight is accommodated, and a power supply lamp cable LPC is drawn out.

また、長辺の一方に駆動回路を実装したものでは、その長辺と対向する他の長辺側に前述の実施例で説明した液晶注入口が設けられる。この液晶表示装置(液晶表示モジュールMDL)をディスプレイモニターやパソコンの表示部に実装する。   In the case where the drive circuit is mounted on one of the long sides, the liquid crystal injection port described in the above-described embodiment is provided on the other long side facing the long side. This liquid crystal display device (liquid crystal display module MDL) is mounted on a display unit of a display monitor or a personal computer.

図8は、本発明による液晶表示装置を実装した電子機器に一例としてのノート型コンピュータの斜視図である。このノート型コンピュータ(可搬型パソコン)は、キーボード部(本体部)と、このキーボード部にヒンジで連結した表示部とから構成される。キーボード部には、キーボード,ホスト(ホストコンピュタ)及びCPU等の信号生成機能を収納し、表示部には、液晶表示装置PNLを有し、その周辺に駆動回路基板PCB1,PCB2及びコントロールチップTCONを搭載したインターフェース回路基板PCB3及びバックライト電源であるインバータ電源基板等が実装される。   FIG. 8 is a perspective view of a notebook computer as an example of an electronic device in which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted. This notebook computer (portable personal computer) includes a keyboard portion (main body portion) and a display portion connected to the keyboard portion by a hinge. The keyboard unit stores signal generation functions such as a keyboard, a host (host computer), and a CPU, and the display unit includes a liquid crystal display device PNL. Around the periphery, drive circuit boards PCB1 and PCB2 and a control chip TCON are provided. The mounted interface circuit board PCB3 and an inverter power supply board as a backlight power supply are mounted.

そして、上記液晶表示装置PNL,各種回路基板PCB1〜PCB3,インバータ電源基板及びバックライトを一体化した液晶表示モジュールを実装してある。この液晶表示装置PNLに上記実施例の液晶表示装置を用いることにより、表示領域の全面で表示不良のない画像表示が得られる高品質のノート型コンピーユタを提供できる。   A liquid crystal display module in which the liquid crystal display device PNL, various circuit boards PCB1 to PCB3, an inverter power supply board and a backlight are integrated is mounted. By using the liquid crystal display device of the above embodiment for the liquid crystal display device PNL, it is possible to provide a high-quality notebook computer capable of obtaining an image display free from display defects over the entire display area.

本発明による液晶表示装置の実施例の構成を説明するIPS方式の液晶表示装置の上基板側から見た平面図である。It is the top view seen from the upper board | substrate side of the liquid crystal display device of an IPS system explaining the structure of the Example of the liquid crystal display device by this invention. 図1の表示領域の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the display area of FIG. 図1のカラーフィルタ基板の構成を示す要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the configuration of the color filter substrate of FIG. 1. 本発明による液晶表示装置の実施例2の構成を説明するIPS方式の液晶表示装置のカラーフィルタ基板の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the color filter board | substrate of the liquid crystal display device of an IPS system explaining the structure of Example 2 of the liquid crystal display device by this invention. 本発明による液晶表示装置の透光性レジスト層の形成方法を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for forming a translucent resist layer of a liquid crystal display device according to the present invention. 本発明による液晶表示装置を用いた液晶表示モジュールを説明する展開斜視図である。It is a development perspective view explaining a liquid crystal display module using a liquid crystal display device by the present invention. 組立て完了後の液晶表示モジュールの正面図及び側面図である。It is the front view and side view of a liquid crystal display module after assembly completion. 本発明による液晶表示装置を実装した電子機器の一例としてのノート型コンピュータの斜視図である。1 is a perspective view of a notebook computer as an example of an electronic device in which a liquid crystal display device according to the present invention is mounted. 液晶表示装置の上基板の上方から見た要部平面図である。It is the principal part top view seen from the upper direction of the upper board | substrate of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の構成を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the structure of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の課題を説明する要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view explaining the subject of a liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

SUB1・・・下基板(第1の基板)、SUB2・・・上基板(第2の基板)、AR・・・表示領域、SL・・・シール材、PLG・・・封止材、TFTB・・・アクティブマトリクス基板、CFB・・・カラーフィルタ基板、LC・・・液晶層、CM・・・配向膜、RFIL・・・赤色カラーフィルタ層、GFIL・・・緑色カラーフィルタ層、BFIL・・・青色カラーフィルタ層、BM・・・ブラックマトリクス層、RES・・・透光性レジスト層、PSV・・・パッシベーション層、PSV1・・・パッシベーション層、PSV2・・・パッシベーション層、CT・・・対向電極、PX・・・画素電極、POL1・・・偏光板、POL2・・・偏向板、OC・・・オーバーコート層、OCS・・・オーバーコート層表面。   SUB1 ... Lower substrate (first substrate), SUB2 ... Upper substrate (second substrate), AR ... Display area, SL ... Sealing material, PLG ... Sealing material, TFTB ..Active matrix substrate, CFB ... color filter substrate, LC ... liquid crystal layer, CM ... alignment film, RFIL ... red color filter layer, GFIL ... green color filter layer, BFIL ... Blue color filter layer, BM ... Black matrix layer, RES ... Translucent resist layer, PSV ... Passivation layer, PSV1 ... Passivation layer, PSV2 ... Passivation layer, CT ... Counter electrode PX ... pixel electrode, POL1 ... polarizing plate, POL2 ... deflecting plate, OC ... overcoat layer, OCS ... overcoat layer surface.

Claims (7)

第1の基板と、該第1の基板に対向して配置されている第2の基板とを有し、該第1の基板及び第2の基板の夫々に配置された配向膜間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置において、
前記第2の基板の内面にブラックマトリクス層及び当該ブラックマトリクス層により区画された各色のカラーフィルタ層が配列され、且つ前記各色のカラーフィルタ層の配列相互間には外光を入射して反射させる反射領域が形成され、当該反射領域に透光性樹脂層を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal layer having a first substrate and a second substrate disposed so as to face the first substrate, and between alignment films disposed on the first substrate and the second substrate, respectively. In a liquid crystal display device configured to sandwich
A black matrix layer and a color filter layer of each color partitioned by the black matrix layer are arranged on the inner surface of the second substrate, and external light is incident and reflected between the arrangement of the color filter layers of each color. A liquid crystal display device, wherein a reflective region is formed, and a translucent resin layer is disposed in the reflective region.
前記透光性樹脂層は、透光性アクリル樹脂層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。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the translucent resin layer is a translucent acrylic resin layer. 前記透光性樹脂層は、前記カラーフィルタ層の層厚とほぼ同等の層厚であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the translucent resin layer has a layer thickness substantially equal to a layer thickness of the color filter layer. 第1の基板と、該第1の基板に対向して配置されている第2の基板とを有し、該第1の基板及び第2の基板の夫々に配置された配向膜間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置において、
前記第2の基板の内面にブラックマトリクス層及び当該ブラックマトリクス層により区画された各色のカラーフィルタ層が配列され、且つ前記各色のカラーフィルタ層の配列相互間に外光を入射して反射させる反射領域が形成され、当該反射領域に透光性樹脂層及び隣接する色のカラーフィルタ層を延在させて積層配置したことを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal layer having a first substrate and a second substrate disposed so as to face the first substrate, and between alignment films disposed on the first substrate and the second substrate, respectively. In a liquid crystal display device configured to sandwich
A reflection in which a black matrix layer and a color filter layer of each color divided by the black matrix layer are arranged on the inner surface of the second substrate, and external light is incident and reflected between the arrangement of the color filter layers of each color A liquid crystal display device, wherein a region is formed, and a translucent resin layer and a color filter layer of an adjacent color are extended and arranged in the reflective region.
前記透光性樹脂層は、前記カラーフィルタ層の層厚の0.5倍の層厚であることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the translucent resin layer has a layer thickness of 0.5 times the layer thickness of the color filter layer. 前記第1の基板は、TFT基板であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first substrate is a TFT substrate. 前記第2の基板は、カラーフィルタ層が配置されたカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the second substrate is a color filter substrate on which a color filter layer is disposed.
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