JP2008249988A - Manufacturing method of color filter substrate, color filter substrate, and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Manufacturing method of color filter substrate, color filter substrate, and liquid crystal display device using the same Download PDF

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Shuichi Hariguchi
秀一 播口
Mitsuru Kusakabe
充 日下部
Toshinori Nakahara
敏典 中原
Kenji Hiramoto
健二 平本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a color filter having enhanced contact strength of a seal part at low cost without patterning a transparent protective layer nor transparent conductive film. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the color filter substrate used for the liquid crystal display device which has the color filter substrate and a counter substrate stuck together via liquid crystal and also has a seal material formed on a circumference of both substrates is characterized in that a resin black matrix is formed at at least a seal material formation position on the color filter substrate, the entire surface of the color filter substrate is coated with a transparent resin material, then the transparent resin is cured by drying or baking in two stages, and a transparent conductive film is formed on the entire surface of the color filter. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ、特に、樹脂ブラックマトリクス、透明保護膜、透明導電膜を形成したカラーフィルタの製造方法、およびそれを用いたカラーフィルタおよび液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device, in particular, a method for producing a color filter having a resin black matrix, a transparent protective film, and a transparent conductive film, and a color filter and a liquid crystal display device using the same.

液晶表示装置は、薄型で軽量、低消費電力であることから、ノート型パソコン、電子手帳、携帯電話、携帯型ゲーム機等、広範囲の電子機器の表示装置として使用されている。これらの用途としては、画像の高精細化の需要を満たすために、近年ではカラーフィルタを備えたカラー液晶表示装置を使用するのが主流となっている。   Since the liquid crystal display device is thin, lightweight, and has low power consumption, it is used as a display device for a wide range of electronic devices such as notebook computers, electronic notebooks, mobile phones, and portable game machines. As these applications, in order to meet the demand for higher definition of images, in recent years, the use of a color liquid crystal display device provided with a color filter has become the mainstream.

カラーフィルタを備えたカラー液晶表示装置の一般的な構成について簡単に説明するに、例えば図2に示すように、透明基板10に少なくともR(赤)、G(緑)、B(青)の3色のカラーフィルタ層12(12R、12G、12B)(着色層)と、画素間の光漏れを遮光するブラックマトリクス層11と、前記着色層およびブラックマトリクス層の保護と表面の平坦化を目的とした透明保護層13と、透明導電膜14を備えたカラーフィルタ101と、別の透明基板10に配向膜15と、透明画素電極16を備えたアレイ基板102(配線基板)とを、スペーサ19によって規定される所定の間隔で保持し、周辺をシール剤20でシールして一対の透明基板となし、液晶層18を封入した構造となっている。特に、ブラックマトリクス層を遮光剤を分散させた樹脂で形成する場合、ブラックマトリクス層の厚みによってカラーフィルタ表面の凹凸が大きくなるため、カラーフィルタ表面を平坦化するために透明保護層が必須となる。   A general configuration of a color liquid crystal display device including a color filter will be briefly described. For example, as shown in FIG. 2, at least three of R (red), G (green), and B (blue) are provided on a transparent substrate 10. Color filter layer 12 (12R, 12G, 12B) (colored layer), black matrix layer 11 that blocks light leakage between pixels, and the purpose of protecting the colored layer and the black matrix layer and flattening the surface The transparent protective layer 13, the color filter 101 including the transparent conductive film 14, the alignment film 15 on another transparent substrate 10, and the array substrate 102 (wiring substrate) including the transparent pixel electrode 16 are connected by the spacer 19. It has a structure in which the liquid crystal layer 18 is sealed by holding the liquid crystal layer 18 at predetermined intervals, sealing the periphery with a sealant 20 to form a pair of transparent substrates. In particular, when the black matrix layer is formed of a resin in which a light-shielding agent is dispersed, the unevenness of the color filter surface increases depending on the thickness of the black matrix layer, and thus a transparent protective layer is essential to flatten the color filter surface. .

前記シール剤20でシールしているシール部(領域A)には、液晶表示装置の信頼性試験等において剥がれることがないように高い密着力が求められる。しかしながら、シール部が透明導電膜上であった場合、シール部の透明保護膜と透明導電膜の密着力があまり強くないため、液晶表示装置の信頼性試験等においてシール剥がれが発生するという問題があった。   The seal part (region A) sealed with the sealant 20 is required to have high adhesion so as not to be peeled off in a reliability test or the like of the liquid crystal display device. However, when the seal portion is on the transparent conductive film, the adhesion between the transparent protective film and the transparent conductive film of the seal portion is not so strong, and thus there is a problem that seal peeling occurs in the reliability test of the liquid crystal display device. there were.

この問題点を解決するために、透明保護膜または透明導電膜をパターン化し、シール部において透明保護膜と透明導電膜を積層させないように形成し、図2に示すような液晶表示装置を得る方法が開示されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、この方式では、表示画面のサイズや配置によって個別のフォトマスク等の部材が必要となり、コストアップとなる。   In order to solve this problem, a method of obtaining a liquid crystal display device as shown in FIG. 2 by patterning a transparent protective film or a transparent conductive film so that the transparent protective film and the transparent conductive film are not laminated in the seal portion. Is disclosed (for example, Patent Document 1). However, this method requires a member such as an individual photomask depending on the size and arrangement of the display screen, which increases costs.

また、シール部に透明保護膜をはじく表面処理剤をあらかじめ形成し、透明保護膜をカラーフィルタ全面に塗布した後、表面処理剤を除去することで、図2に示すような液晶表示装置を得る方法が開示されている(例えば、特許文献2)。しかしながら、この方式においては、表面処理剤の形成および除去という2つの工程が追加されるため、コストアップとなる。   Further, a surface treatment agent that repels the transparent protective film is formed in advance on the seal portion, and after the transparent protective film is applied to the entire surface of the color filter, the surface treatment agent is removed to obtain a liquid crystal display device as shown in FIG. A method is disclosed (for example, Patent Document 2). However, in this method, since two steps of forming and removing the surface treatment agent are added, the cost increases.

また、透明保護膜上を大気圧プラズマに曝した後に透明導電膜を形成する方法が開示されている(例えば、特許文献3)。この方式を適用することにより、コストアップを最小限に抑えつつ透明保護膜と透明導電膜の密着力は大きく向上する。しかしながら、近年は液晶表示装置の小型化が進むにつれてシール幅をより狭くする傾向があり、この方式をもってしてもシール部の密着力が足りない場合がある。
特開平5−265009号公報 特開平7−110471号公報 特開2005−283785号公報
Also disclosed is a method of forming a transparent conductive film after exposing the transparent protective film to atmospheric pressure plasma (for example, Patent Document 3). By applying this method, the adhesion between the transparent protective film and the transparent conductive film is greatly improved while minimizing the cost increase. However, in recent years, there is a tendency that the seal width becomes narrower as the liquid crystal display device is miniaturized, and even with this method, the adhesion of the seal portion may be insufficient.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-265209 Japanese Patent Laid-Open No. 7-110471 JP 2005-283785 A

上記問題点に鑑み、本発明は、樹脂ブラックマトリクス、透明保護膜、透明導電膜を形成したカラーフィルタの製造方法において、コストアップすることなくシール部の密着力を向上させることを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to improve the adhesion of a seal portion without increasing the cost in a method for producing a color filter in which a resin black matrix, a transparent protective film, and a transparent conductive film are formed.

本発明者らは、上記問題点を鋭意検討した結果、上記課題を解決するためには、透明保護膜を形成するときの乾燥方法を十分考慮する必要であることを見いだし、本発明を完成させた。すなわち、本発明のカラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタおよび液晶表示装置は以下のとおりである。
(1)カラーフィルタ基板と対向基板とが液晶を介して張り合わされ、両基板間の周囲にシール材が形成された液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の製造方法において、該カラーフィルタ基板の少なくとも該シール材形成位置に樹脂ブラックマトリクスを形成し、次いで該カラーフィルタ基板全面に透明樹脂材料を塗布し、その後少なくとも2段階の乾燥又は焼成を行って該透明樹脂を硬化させ、さらに該カラーフィルタ全面に透明導電膜を設けることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
(2)前記少なくとも2段階の乾燥又は焼成工程において、1段階目の乾燥又は焼成工程が真空乾燥工程であることを特徴とする(1)に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
(3)前記真空乾燥工程において、真空乾燥時のカラーフィルタ基板の温度が80℃以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
(4)前記真空乾燥工程において、真空乾燥時のカラーフィルタ基板の温度が100℃以下であることを特徴とする(3)に記載のカラーフィルタの製造方法。
(5)(1)〜(4)のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタ基板。
(6)(5)に記載のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置。
As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that in order to solve the above problems, it is necessary to sufficiently consider a drying method when forming a transparent protective film, and the present invention has been completed. It was. That is, the color filter manufacturing method, color filter, and liquid crystal display device of the present invention are as follows.
(1) In a method of manufacturing a color filter substrate used in a liquid crystal display device in which a color filter substrate and a counter substrate are bonded to each other via a liquid crystal and a sealing material is formed between the two substrates, at least the color filter substrate A resin black matrix is formed at the sealing material forming position, then a transparent resin material is applied to the entire surface of the color filter substrate, and then the transparent resin is cured by performing drying or baking in at least two stages. A method for producing a color filter substrate, comprising providing a transparent conductive film on the substrate.
(2) The method for producing a color filter substrate according to (1), wherein in the at least two-stage drying or baking process, the first drying or baking process is a vacuum drying process.
(3) The method for producing a color filter substrate according to (1) or (2), wherein in the vacuum drying step, the temperature of the color filter substrate during vacuum drying is 80 ° C. or higher.
(4) In the said vacuum drying process, the temperature of the color filter substrate at the time of vacuum drying is 100 degrees C or less, The manufacturing method of the color filter as described in (3) characterized by the above-mentioned.
(5) A color filter substrate manufactured using the method for manufacturing a color filter substrate according to any one of (1) to (4).
(6) A liquid crystal display device using the color filter substrate according to (5).

本発明のカラーフィルタの製造方法は、液晶表示装置のシール部の密着力を向上させることができるため、小型液晶表示装置等シール幅が狭い場合においてもシール剥がれが発生せず、信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。   Since the color filter manufacturing method of the present invention can improve the adhesion of the seal portion of the liquid crystal display device, even when the seal width is small, such as a small liquid crystal display device, seal peeling does not occur and the reliability is high. A liquid crystal display device can be provided.

以下、本発明について、望ましい実施の形態とともに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail together with preferred embodiments.

本発明のカラーフィルタの製造方法は、少なくともカラーフィルタ基板のシール部分が、遮光剤を樹脂中に分散させて成る樹脂ブラックマトリクスと透明保護膜と透明導電膜が積層された構造をもつカラーフィルタの製造方法である。   The color filter manufacturing method of the present invention is a color filter having a structure in which at least a seal portion of a color filter substrate has a structure in which a resin black matrix in which a light shielding agent is dispersed in a resin, a transparent protective film, and a transparent conductive film are laminated. It is a manufacturing method.

本発明に用いられる透明基板としては、特に限定されるものではないが、光線透過率が高く、機械的強度、寸法安定性が優れたガラスが最適であり、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ソーダガラス、無アルカリガラスなどの無機ガラス類が好適である。この他に、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂などのプラスチック板や、ロール状に巻き上げられたフィルムなどを使用することもできる。特に、機械的強度が優れる点から、ガラスを選択することが好ましい。   The transparent substrate used in the present invention is not particularly limited, but glass having high light transmittance, excellent mechanical strength and dimensional stability is optimal, and quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate Inorganic glasses such as salt glass, soda glass and alkali-free glass are suitable. In addition, a plastic plate such as a polyimide resin, an acrylic resin, a polyester resin, or a polycarbonate resin, a film wound up in a roll shape, or the like can be used. In particular, it is preferable to select glass from the viewpoint of excellent mechanical strength.

本発明で使用するブラックマトリクスに用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性または非感光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリクスに用いられる樹脂は、画素や保護膜に用いられる樹脂よりも高い耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、樹脂ブラックマトリクス形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持つ樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。   The resin used for the black matrix used in the present invention is not particularly limited, but is photosensitive or non-photosensitive such as epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, polyester resin, polyimide resin, polyolefin resin and the like. These materials are preferably used. The resin used for the black matrix is preferably a resin having higher heat resistance than the resin used for the pixel or the protective film, and is preferably a resin resistant to the organic solvent used in the process after the resin black matrix is formed. In particular, a polyimide resin is preferably used.

ここで、ポリイミド系樹脂としては、特に限定されるものではないが、通常下記一般式(I)で表される構造単位を主成分とするポリイミド前駆体(n=1〜2)を加熱または適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いられる。   Here, the polyimide resin is not particularly limited, but usually a polyimide precursor (n = 1 to 2) mainly composed of a structural unit represented by the following general formula (I) is heated or appropriate. Those imidized with a suitable catalyst are preferably used.

Figure 2008249988
Figure 2008249988

また、ポリイミド系樹脂には、イミド結合の他に、アミド結合、スルホン結合、エーテル結合、カルボニル結合などのイミド結合以外の結合が含まれていても差し支えない。   Further, the polyimide resin may contain bonds other than imide bonds such as amide bonds, sulfone bonds, ether bonds, and carbonyl bonds in addition to imide bonds.

上記一般式(I)中、R1は少なくとも2個以上の炭素原子を有する3価または4価の有機基である。耐熱性の面から、R1は環状炭化水素、芳香族または芳香族複素環を含有し、かつ、炭素数6〜30の3価または4価の基が好ましい。R1の例としてフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチル基などが挙げられるがこれらに限定されない。   In the general formula (I), R1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least two carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R1 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic or an aromatic heterocycle, and is preferably a trivalent or tetravalent group having 6 to 30 carbon atoms. Examples of R1 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenylsulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, cyclobutyl group, cyclopentyl group and the like. It is not limited to these.

R2は少なくとも2個以上の炭素原子を有する2価の有機基であるが、耐熱性の面から、R2は環状炭化水素、芳香族環または芳香族樹脂環を含有し、かつ炭素数6〜30の2価の基が好ましい。R2の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニルメタン基、シクロヘキシルメタン基などが挙げられるがこれらに限定されない。構造単位(I)を主成分とするポリマーはR1、R2がこれらのうち各々1種から構成されていてもよいし、各々2種以上から構成される共重合体であってもよい。さらに、基板との接着性を向上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン成分として、シロキサン構造を有するビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどを共重合するのが好ましい。   R2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R2 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic resin ring, and has 6 to 30 carbon atoms. These divalent groups are preferred. Examples of R2 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenylsulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, diphenylmethane group, cyclohexylmethane group and the like. However, it is not limited to these. In the polymer having the structural unit (I) as a main component, R1 and R2 may each be composed of one of these, or may be a copolymer composed of two or more of each. Furthermore, in order to improve the adhesion to the substrate, it is preferable to copolymerize bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane having a siloxane structure as a diamine component within a range that does not lower the heat resistance.

構造単位(I)を主成分とするポリマーの具体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルトリフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物などからなる群から選ばれた1種以上のカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、3,3’−ジアミノフェニルエーテル、4,4’−ジアミノフェニルエーテル、3,4’−ジアミノフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらのポリイミド前駆体は公知の方法、すなわち、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わせて、溶媒中で反応させることにより合成される。   Specific examples of the polymer having the structural unit (I) as a main component include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4, The group consisting of 4′-biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, and the like One or more carboxylic dianhydrides selected from the group consisting of paraphenylenediamine, 3,3'-diaminophenyl ether, 4,4'-diaminophenyl ether, 3,4'-diaminophenyl ether, 3,3'- Diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc. However, it is not limited to these. These polyimide precursors are synthesized by a known method, that is, by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine and reacting them in a solvent.

樹脂ブラックマトリクス用遮光剤としては、カーボンブラック、チタン酸窒化物、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色の顔料の混合物などを用いることができる。この中でも、特にカーボンブラック、チタン酸窒化物は遮光性が優れており、特に好ましい。また、色度調整等のために、遮光剤に他の顔料を混合させて無彩色にするのが好ましい。   As a light-blocking agent for resin black matrix, a mixture of metal oxide powder such as carbon black, titanium oxynitride, titanium oxide and iron tetroxide, metal sulfide powder and metal powder, as well as a mixture of red, blue and green pigments Etc. can be used. Among these, carbon black and titanium oxynitride are particularly preferable because of their excellent light shielding properties. In order to adjust the chromaticity and the like, it is preferable to mix a pigment with the light-shielding agent to make an achromatic color.

ブラックマトリクス用の樹脂がポリイミドの場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒などが好適に使用される。   When the black matrix resin is polyimide, the black paste solvent is usually an amide polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, etc. The lactone polar solvent is preferably used.

遮光剤や、遮光剤に対して他の顔料などを分散させる方法としては、例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤などを混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などがあるが、この方法に特に限定されない。また、遮光剤の分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上のために種々の添加剤が加えられていてもよい。   Examples of the method for dispersing the light-shielding agent and other pigments with respect to the light-shielding agent include, for example, mixing a light-shielding agent and a dispersing agent in the polyimide precursor solution, and then, for example, three rolls, a sand grinder, and a ball mill. Although there is a method of dispersing in a disperser, it is not particularly limited to this method. Various additives may be added to improve the dispersibility of the light-shielding agent or to improve the coating property and leveling property.

樹脂ブラックマトリクスを形成する方法としては、黒色ペーストを透明基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。黒色ペーストを塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常50〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。   As a method for forming the resin black matrix, patterning is performed after a black paste is applied on a transparent substrate and dried. As a method for applying the black paste, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are preferably used. Thereafter, heat drying (semi-cure) is performed using an oven or a hot plate. Do. Semi-cure conditions vary depending on the resin, solvent, and paste coating amount used, but it is usually preferable to heat at 50 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes.

黒色ペースト被膜は感光性または非感光性の樹脂を用いたペーストを使用し、上記手法により形成される。樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常200〜350℃で1〜60分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、透明基板上に樹脂ブラックマトリクスが形成される。   The black paste film is formed by the above method using a paste using a photosensitive or non-photosensitive resin. When the resin is a non-photosensitive resin, after forming a positive type photoresist film thereon, and when the resin is a photosensitive resin, either as it is or after forming an oxygen blocking film, Perform exposure and development. If necessary, the positive photoresist or the oxygen blocking film is removed and heat-dried (main cure). In the case of obtaining a polyimide resin from a precursor, the present curing conditions are generally slightly increased depending on the coating amount, but are generally heated at 200 to 350 ° C. for 1 to 60 minutes. Through the above process, a resin black matrix is formed on the transparent substrate.

樹脂ブラックマトリクスの膜厚は、好ましくは0.5〜2.0μm、より好ましくは0.7〜1.5μmである。この膜厚が0.5μmよりも薄い場合には遮光性が不十分になることからも好ましくない。   The film thickness of the resin black matrix is preferably 0.5 to 2.0 μm, more preferably 0.7 to 1.5 μm. When this film thickness is thinner than 0.5 μm, it is not preferable because the light shielding property becomes insufficient.

樹脂ブラックマトリックス間には開口部が設けられるが、必要に応じて、この開口部を少なくとも被覆するように3原色のそれぞれの着色層が複数配列させることができる。すなわち、1つの開口部は3原色のいずれか1つの着色層により被覆され、各色の着色層が複数配列される。   Openings are provided between the resin black matrices. If necessary, a plurality of colored layers of the three primary colors can be arranged so as to cover at least the openings. That is, one opening is covered with any one colored layer of the three primary colors, and a plurality of colored layers of each color are arranged.

カラーフィルタを構成する着色層は、少なくとも3原色の色彩を含む。すなわち、加色法によりカラー表示を行う場合は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色が選択され、減色法によりカラー表示を行う場合は、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の3原色が選択される。一般には、これらの3原色を含んだ要素を1単位としてカラー表示の絵素とすることができる。着色層には、着色剤により着色された樹脂が用いられる。   The colored layer constituting the color filter includes at least three primary colors. That is, when color display is performed by the additive color method, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are selected, and when color display is performed by the subtractive color method, cyan (C) and magenta. Three primary colors (M) and yellow (Y) are selected. In general, an element including these three primary colors can be used as a unit as a color display picture element. For the colored layer, a resin colored with a colorant is used.

着色層に用いられる着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さらには、紫外線吸収剤、分散材、レベリング剤等の種々の添加剤を添加してもよい。有機顔料としては、フタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が好適に用いられる。   As the colorant used in the colored layer, organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like can be suitably used, and various additives such as ultraviolet absorbers, dispersants, and leveling agents may be added. . As the organic pigment, phthalocyanine, azirake, condensed azo, quinacridone, anthraquinone, perylene, and perinone are preferably used.

着色層に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられ、着色剤をこれらの樹脂中に分散あるいは溶解させて着色することが好ましい。感光性の樹脂としては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂、光重合型樹脂等のタイプがあり、特にエチレン不飽和結合を有するモノマー、オリゴマー又はポリマーと紫外線によりラジカルを発生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミック酸組成物等が好適に用いられる。非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリマー等で現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、透明導電膜の成膜工程や、液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶媒への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。ここで、好ましいポリイミド系樹脂としては、上記した樹脂ブラックマトリックスの材料として好ましく用いられるポリイミド樹脂を挙げることができる。   As the resin used for the colored layer, a photosensitive or non-photosensitive material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, or a polyolefin resin is preferably used. It is preferable to disperse or dissolve in these resins for coloring. Photosensitive resins include photodegradable resins, photocrosslinkable resins, photopolymerizable resins, and the like, and in particular, monomers, oligomers or polymers having an ethylenically unsaturated bond and an initiator that generates radicals by ultraviolet rays. A photosensitive composition, a photosensitive polyamic acid composition, and the like are preferably used. As the non-photosensitive resin, those that can be developed with the above-mentioned various polymers are preferably used. However, the non-photosensitive resin has heat resistance that can withstand the heat applied in the transparent conductive film forming process and the liquid crystal display manufacturing process. A resin having a property is preferable, and a resin having resistance to an organic solvent used in a manufacturing process of a liquid crystal display device is preferable, and a polyimide resin is particularly preferably used. Here, as a preferable polyimide resin, a polyimide resin preferably used as the material of the above-described resin black matrix can be exemplified.

着色層を形成する方法としては、樹脂ブラックマトリックスを形成した基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。着色剤を分散又は溶解させ着色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミル等の分散機中で分散させる方法等があるが、この方法に特に限定されない。   As a method for forming the colored layer, patterning is performed after coating and drying on the substrate on which the resin black matrix is formed. As a method of dispersing or dissolving a colorant to obtain a colored paste, after mixing a resin and a colorant in a solvent, there is a method of dispersing in a disperser such as a triple roll, sand grinder, ball mill, etc. The method is not particularly limited.

着色ペーストを塗布する方法としては、黒色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥(セミキュア)を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常60〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。   As a method for applying the colored paste, as in the case of the black paste, a dip method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, etc. are preferably used, and then an oven or a hot plate is used. Heat drying (semi-cure). Semi-cure conditions vary depending on the resin, solvent, and paste application amount to be used, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C for 1 to 60 minutes.

このようにして得られた着色ペースト被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥(本キュア)する。本キュア条件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常200〜300℃で1〜60分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、ブラックマトリクスを形成した基板上にパターニングされた着色層が形成される。   When the resin is a non-photosensitive resin, the colored paste film thus obtained is formed after a positive photoresist film is formed thereon, and when the resin is a photosensitive resin. As it is or after forming an oxygen blocking film, exposure and development are performed. If necessary, the positive photoresist or the oxygen blocking film is removed and heat-dried (main cure). Although this curing condition changes with resin, when obtaining polyimide-type resin from a precursor, although it changes a little with coating amounts, it is common to heat at 200-300 degreeC normally for 1 to 60 minutes. Through the above process, a patterned colored layer is formed on the substrate on which the black matrix is formed.

3原色の膜厚は、0.2〜2.5μmとなるように形成するのが好ましく、0.5〜2.0μmとなるように形成するのがより好ましい。この膜厚が2.5μmよりも厚い場合は、表面段差が大きくなりすぎることからも好ましくない。   The film thicknesses of the three primary colors are preferably formed to be 0.2 to 2.5 μm, and more preferably 0.5 to 2.0 μm. When the film thickness is thicker than 2.5 μm, it is not preferable because the surface step becomes too large.

本発明では、カラーフィルタ全面に透明保護膜を形成する。この透明保護膜は、カラーフィルタ表面の保護だけでなく、表示領域の平坦性を向上して表示特性を良好にしたり、遮光層や着色層に使用されている顔料や有機物による液晶層への汚染を防止する役割を併せ持つ。   In the present invention, a transparent protective film is formed on the entire surface of the color filter. This transparent protective film not only protects the surface of the color filter, but also improves the flatness of the display area to improve the display characteristics, and contamination of the liquid crystal layer by pigments and organic substances used in the light shielding layer and colored layer. Also has a role to prevent.

本発明で使用する透明保護層は、透明樹脂材料を硬化させることで形成する。透明樹脂材料の材質は特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチンなどが好ましく用いられるが、透明性導電膜の成膜工程や液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造装置で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましく用いられる。
透明樹脂材料を塗布する方法としては、黒色ペースト、着色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられる。
本発明においては、前記透明樹脂材料を少なくとも2段階の乾燥又は焼成によって硬化させることで透明保護膜を形成する。また、前記2段階の乾燥又は焼成工程において、1段階目の乾燥又は焼成工程は、真空乾燥工程であることが望ましい。また、前記真空乾燥工程において、真空乾燥時のカラーフィルタの温度を80℃以上とすることが望ましく、さらに85℃以上とすることがより好ましい。前記温度が80℃未満であると、特に液晶表示装置の長期信頼性試験に耐えうるだけの密着強度を得られない場合が多いため、好ましくない。また、前記温度を100℃以下とすることが望ましく、さらに95℃以下とすることがより好ましい。前記温度が100℃より高くなると、溶媒の突沸発生や装置内の気流の影響によって透明保護膜の平坦性が失われるため、好ましくない。前記真空乾燥工程の後、必要に応じて予備加熱(セミキュア)を行ってもよい。セミキュア条件は、使用する透明樹脂材料の種類、溶媒、透明樹脂材料の塗布量により異なるが、通常60〜200℃で1〜60分加熱することが好ましい。焼成工程は、使用する透明樹脂材料の種類および塗布量により異なるが、通常200〜300℃で1〜60分加熱するのが好ましい。
The transparent protective layer used in the present invention is formed by curing a transparent resin material. The material of the transparent resin material is not particularly limited, but an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyolefin resin, gelatin, or the like is preferably used. A resin having heat resistance capable of withstanding the heat applied in the manufacturing process of the liquid crystal display device or the liquid crystal display device is preferable, and a resin having resistance to an organic solvent used in the liquid crystal display device manufacturing device is preferable. A resin, an acrylic resin, or an epoxy resin is preferably used.
As a method for applying the transparent resin material, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, and the like are preferably used as in the case of a black paste and a colored paste.
In the present invention, the transparent protective film is formed by curing the transparent resin material by at least two stages of drying or baking. In the two-stage drying or baking process, the first drying or baking process is preferably a vacuum drying process. In the vacuum drying step, the temperature of the color filter during vacuum drying is desirably 80 ° C. or higher, and more preferably 85 ° C. or higher. If the temperature is less than 80 ° C., it is not preferable because the adhesion strength sufficient to withstand the long-term reliability test of the liquid crystal display device cannot be obtained in many cases. The temperature is desirably 100 ° C. or less, and more desirably 95 ° C. or less. When the temperature is higher than 100 ° C., the flatness of the transparent protective film is lost due to the occurrence of bumping of the solvent and the influence of the airflow in the apparatus, which is not preferable. After the vacuum drying step, preheating (semi-cure) may be performed as necessary. The semi-cure conditions vary depending on the type of transparent resin material to be used, the solvent, and the coating amount of the transparent resin material, but it is usually preferable to heat at 60 to 200 ° C. for 1 to 60 minutes. Although a baking process changes with kinds and application quantity of transparent resin material to be used, it is preferable to heat at 200-300 degreeC normally for 1 to 60 minutes.

透明保護層の膜厚は特に限定されないが、0.05〜3.0μmが好ましい。   Although the film thickness of a transparent protective layer is not specifically limited, 0.05-3.0 micrometers is preferable.

本発明においては、透明保護膜を形成した後、透明導電膜が形成される。透明導電膜の材料としては特に限定されないが、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムと酸化スズの混合物(以下、ITOと称する)、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、白金などの単体もしくは混合物、もしくは積層体を用いることが好ましく、透明性に優れた材料が好ましいことから、ITOが特に好ましい。   In this invention, after forming a transparent protective film, a transparent conductive film is formed. The material of the transparent conductive film is not particularly limited, but indium oxide, tin oxide, zinc oxide, a mixture of indium oxide and tin oxide (hereinafter referred to as ITO), gold, silver, copper, aluminum, palladium, platinum, and the like Alternatively, it is preferable to use a mixture or a laminate, and ITO is particularly preferable because a material excellent in transparency is preferable.

透明導電膜の成膜方法に特に制限はなく、真空蒸着法、CVD法、スパッタ法、EB法などが好適に用いられる。
透明導電膜の膜厚は、10〜5000オングストロームとすることが好ましい。
There are no particular limitations on the method for forming the transparent conductive film, and vacuum deposition, CVD, sputtering, EB, and the like are preferably used.
The film thickness of the transparent conductive film is preferably 10 to 5000 angstroms.

以上のようにして得られたカラーフィルタは配向膜を形成後にラビング処理を施され、薄膜トランジスタ(TFT)素子、走査線、信号線、透明電極からなる駆動素子基板に配向膜を形成後にラビング処理を施した対向基板と対向させて、シール剤によって貼り合わされ、一対の透明基板が得られる。この一対の透明基板のシール部の一部に設けられた液晶注入口から液晶を注入した後、注入口を封止する。次に偏光板を基板の外側に貼り付け、ICドライバ等を実装することにより、液晶表示装置が得られる。   The color filter obtained as described above is subjected to a rubbing process after forming an alignment film, and then subjected to a rubbing process after forming an alignment film on a driving element substrate composed of a thin film transistor (TFT) element, a scanning line, a signal line, and a transparent electrode. A pair of transparent substrates is obtained by facing the applied counter substrate and pasting with a sealant. After injecting liquid crystal from a liquid crystal injection port provided in a part of the seal portion of the pair of transparent substrates, the injection port is sealed. Next, a liquid crystal display device is obtained by attaching a polarizing plate to the outside of the substrate and mounting an IC driver or the like.

カラーフィルタのシール部分の密着強度は、以下のように測定することができる。   The adhesion strength of the seal portion of the color filter can be measured as follows.

すなわち、カラーフィルタにおいてシール剤が施される領域(以下シール部分)にシール剤を接着し、引っ張り試験を行う。破壊が起こるまで引っ張り荷重をかけ、得られた最大点荷重とシール径から密着強度を求めた。   That is, a sealing agent is adhered to a region (hereinafter referred to as a sealing portion) where a sealing agent is applied in the color filter, and a tensile test is performed. A tensile load was applied until fracture occurred, and the adhesion strength was determined from the maximum point load obtained and the seal diameter.

引っ張り試験に使用するシール剤は、液晶表示装置用シール剤として一般的に用いられている、エポキシ系の熱硬化型のシール剤を用いる。例えば、該シール剤としては、“STRUCT BOND” XN-21-S-B(三井化学)が好ましい。シール剤は冷凍保存されているものを室温に戻した後、カラーフィルタのシール部分に滴下し、シール剤のセミキュアを行う。セミキュア温度および時間としては、用いるシール剤によって異なるが、“STRUCT BOND” XN-21-S-B(三井化学)の場合には、90℃で15分程度行うのが好ましい。セミキュア後室温まで冷却し、シール剤の厚みを一定にするためにスペーサーフィルムをシール剤の周辺に置き、大きさ18×10mm、厚さ1.1mm程度のカバーガラスを被せ、加熱硬化させる。加熱硬化時間としては、用いるシール剤によって異なるが、“STRUCT BOND” XN-21-S-B(三井化学)の場合には、160℃で90分行うのが好ましい。カバーガラス上に六角ナットを接着し、六角ナットを引っ張ることで引っ張り荷重を掛ける。引っ張り荷重は、市販の引っ張り試験機を用い、特に、“EZTest”(島津製作所製)が好ましい。このような試験を20回以上行い、各々最大荷重をシール面積で除した値を算出する。各々のシール面積をx、各々の最大荷重をyとし、yをxの累乗関数として近似したときのx=1におけるyの値を、密着強度とする。   The sealant used for the tensile test is an epoxy thermosetting sealant that is generally used as a sealant for liquid crystal display devices. For example, “STRUCT BOND” XN-21-S-B (Mitsui Chemicals) is preferable as the sealant. The sealant, which has been stored frozen, is returned to room temperature and then dropped onto the seal portion of the color filter to semi-cure the sealant. The semi-cure temperature and time vary depending on the sealant used, but in the case of “STRUCT BOND” XN-21-S-B (Mitsui Chemicals), it is preferably performed at 90 ° C. for about 15 minutes. After semi-cure, it is cooled to room temperature, a spacer film is placed around the sealing agent in order to make the thickness of the sealing agent constant, and a cover glass having a size of about 18 × 10 mm and a thickness of about 1.1 mm is covered and cured by heating. The heat-curing time varies depending on the sealant used, but in the case of “STRUCT BOND” XN-21-S-B (Mitsui Chemicals), it is preferably performed at 160 ° C. for 90 minutes. Adhere a hexagonal nut on the cover glass and apply a tensile load by pulling the hexagonal nut. As the tensile load, a commercially available tensile tester is used, and “EZTest” (manufactured by Shimadzu Corporation) is particularly preferable. Such a test is performed 20 times or more, and a value obtained by dividing the maximum load by the seal area is calculated. Each seal area is x, each maximum load is y, and the value of y when x is approximated as a power function of x is the adhesion strength.

以下、好ましい実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明するが、下記実施例によって本発明の効力は何ら制限されるものではない。
[実施例1]
カーボンブラックからなる黒色顔料、ポリアミック酸、溶剤を撹拌混合して得られた非感光性黒色ペーストを、ガラス基板(コーニング製、Eagle2000)にカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで135℃、10分間乾燥して、黒色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジスト(クラリアント社製、AZ RFP250SA)をカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで90℃、5分間プリベイクし、超高圧水銀灯を用いて120mJ/cm2 紫外線照射してマスク露光した後、2.25%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成、メチルセロソルブアセテートでレジストを剥離し、ホットプレートで290℃、10分間加熱することでイミド化させ、膜厚1.25μmのブラックマトリクスを形成した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on a preferable Example, the efficacy of this invention is not restrict | limited at all by the following Example.
[Example 1]
A non-photosensitive black paste obtained by stirring and mixing a black pigment made of carbon black, polyamic acid, and solvent is applied to a glass substrate (Corning, Eagle 2000) with a curtain flow coater, and heated at 135 ° C. for 10 minutes. It dried and formed the black resin coating film. 1. A positive photoresist (manufactured by Clariant, AZ RFP250SA) was applied with a curtain flow coater, pre-baked at 90 ° C. for 5 minutes with a hot plate, exposed to 120 mJ / cm 2 ultraviolet rays using an ultra-high pressure mercury lamp, and exposed to a mask. Using 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, photoresist development and resin coating etching are simultaneously performed to form a pattern, the resist is peeled off with methyl cellosolve acetate, and heated on a hot plate at 290 ° C. for 10 minutes. This was imidized to form a black matrix having a film thickness of 1.25 μm.

ブラックマトリクスを形成した基板を水洗後、青顔料、ポリアミック酸、溶剤を撹拌混合して得られた非感光性青色ペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで120℃、10分乾燥して、青色の樹脂塗膜を形成した。この後、ポジ型フォトレジスト(クラリアント社製、AZ RFP250SA)をカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで90℃、5分間プリベイクし、超高圧水銀灯を用いて120mj/cm2紫外線照射してマスク露光した後、2.25%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成、メチルセロソルブアセテートでレジストを剥離し、ホットプレートで280℃、10分加熱することでイミド化させ、膜厚1.5μmの青色着色パターンを形成した。   After washing the substrate on which the black matrix is formed, a non-photosensitive blue paste obtained by stirring and mixing the blue pigment, polyamic acid, and solvent is applied with a curtain flow coater, and dried at 120 ° C. for 10 minutes on a hot plate, A blue resin coating was formed. After that, a positive photoresist (manufactured by Clariant, AZ RFP250SA) is applied with a curtain flow coater, prebaked at 90 ° C. for 5 minutes with a hot plate, and exposed to a mask with 120 mj / cm 2 ultraviolet rays using an ultrahigh pressure mercury lamp. , Using a 2.25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, simultaneously developing the photoresist and etching the resin coating, forming a pattern, stripping the resist with methyl cellosolve acetate, and 280 ° C., 10 ° C. with a hot plate The mixture was imidized by heating to form a blue colored pattern having a film thickness of 1.5 μm.

ブラックマトリックス、青色着色パターンを形成した基板を水洗後、同様にして、赤色ペーストを塗布、パターン加工し、膜厚1.5μmの赤色着色パターンを形成した。   The substrate on which the black matrix and the blue colored pattern were formed was washed with water, and similarly, a red paste was applied and patterned to form a red colored pattern having a thickness of 1.5 μm.

ブラックマトリックス、青、赤の着色パターンを形成した基板をさらに水洗後、同様にして緑色ペーストを塗布、パターン加工し、膜厚1.5μmの緑色着色パターンを形成した。   The substrate on which the black matrix, blue, and red colored patterns were formed was further washed with water, and then a green paste was applied and patterned in the same manner to form a green colored pattern with a film thickness of 1.5 μm.

ブラックマトリクス、赤色、緑色、青色着色パターンを形成した基板を水洗後、エポキシ系樹脂溶液をカーテンフローコータで基板全面に塗布し、基板温度が80℃となるように加熱しながら60秒真空乾燥を施した後、ホットプレートで280℃、10分加熱焼成することでエポキシ系樹脂を硬化させ、膜厚1.5μmの透明保護膜を形成した。   After washing the substrate on which the black matrix, red, green, and blue coloring pattern is formed, apply an epoxy resin solution to the entire surface of the substrate with a curtain flow coater, and vacuum dry for 60 seconds while heating the substrate to 80 ° C. After the application, the epoxy resin was cured by heating and baking at 280 ° C. for 10 minutes on a hot plate to form a transparent protective film having a thickness of 1.5 μm.

ブラックマトリクス、赤色、緑色、青色着色パターン、透明保護膜を形成した基板を水洗後、基板を大気圧プラズマに曝すことで表面処理し、膜厚140nmのITO膜を基板全面に成膜した。   The substrate on which the black matrix, red, green and blue coloring patterns and the transparent protective film were formed was washed with water, and then the substrate was subjected to surface treatment by exposing it to atmospheric pressure plasma, and an ITO film having a thickness of 140 nm was formed on the entire surface of the substrate.

以上によって、得られたカラーフィルタのシール部における密着強度を測定したところ、10.4MPaであった。   The adhesion strength at the seal portion of the obtained color filter was measured as described above and found to be 10.4 MPa.

また、得られたカラーフィルタ上および対向する配線基板にそれぞれポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この2枚の基板を樹脂ブラックマトリクスにかかるようにシール剤を塗布し貼り合わせた。次にシール部に設けられた注入口から液晶を注入した後注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせることによって、図1に示す構造からなる液晶表示装置を作製した。完成した液晶表示装置を長期信頼性試験にかけたところ、シール部の剥離等の不良は見られず、高い信頼性が得られた。また、液晶表示装置の表示は良好であった。
[実施例2]
透明保護膜の形成において、基板温度が90℃となるように加熱しながら60秒真空乾燥を施す以外は、実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶表示装置を作製した。
In addition, a polyimide-based alignment film was provided on the obtained color filter and on the facing wiring substrate, respectively, and subjected to rubbing treatment. A sealant was applied and bonded to the two substrates so as to cover the resin black matrix. Next, after injecting liquid crystal from the injection port provided in the seal portion, the injection port was sealed, and a polarizing plate was bonded to the outside of the substrate, thereby manufacturing a liquid crystal display device having the structure shown in FIG. When the completed liquid crystal display device was subjected to a long-term reliability test, no defects such as peeling of the seal portion were observed, and high reliability was obtained. The display of the liquid crystal display device was good.
[Example 2]
In the formation of the transparent protective film, a color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that vacuum drying was performed for 60 seconds while heating so that the substrate temperature was 90 ° C.

得られたカラーフィルタのシール部における密着強度を測定したところ、15.2MPaであった。また、得られた液晶表示装置を長期信頼性試験にかけたところ、シール部の剥離等の不良は見られず、高い信頼性が得られた。また、液晶表示装置の表示は良好であった。
[実施例3]
透明保護膜の形成において、基板温度が100℃となるように加熱しながら60秒真空乾燥を施す以外は、実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶表示装置を作製した。
The adhesion strength at the seal portion of the obtained color filter was measured and found to be 15.2 MPa. Further, when the obtained liquid crystal display device was subjected to a long-term reliability test, no defects such as peeling of the seal portion were observed, and high reliability was obtained. The display of the liquid crystal display device was good.
[Example 3]
A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that in the formation of the transparent protective film, vacuum drying was performed for 60 seconds while heating so that the substrate temperature was 100 ° C.

得られたカラーフィルタのシール部における密着強度を測定したところ、14.1MPaであった。また、得られた液晶表示装置を長期信頼性試験にかけたところ、シール部の剥離等の不良は見られず、高い信頼性が得られた。また、液晶表示装置の表示は良好であった。
[比較例1]
透明保護膜の形成において、真空乾燥を施さない以外は、実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶表示装置を作製した。
The adhesion strength at the seal portion of the obtained color filter was measured and found to be 14.1 MPa. Further, when the obtained liquid crystal display device was subjected to a long-term reliability test, no defects such as peeling of the seal portion were observed, and high reliability was obtained. The display of the liquid crystal display device was good.
[Comparative Example 1]
In the formation of the transparent protective film, a color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that vacuum drying was not performed.

得られたカラーフィルタのシール部における密着強度を測定したところ、6.5MPaであった。また、得られた液晶表示装置を長期信頼性試験にかけたところ、シール部の透明保護層とITOの界面にて剥離が見られた。また、カラーフィルタ表面の透明保護膜の乾燥ムラに起因する表面凹凸により、液晶表示装置の表示ムラの発生が見られた。
[比較例2]
透明保護膜の形成において、基板温度が75℃となるように加熱しながら60秒真空乾燥を施す以外は、実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶表示装置を作製した。
It was 6.5 MPa when the adhesion strength in the seal part of the obtained color filter was measured. Further, when the obtained liquid crystal display device was subjected to a long-term reliability test, peeling was observed at the interface between the transparent protective layer and ITO in the seal portion. Further, display unevenness was observed in the liquid crystal display device due to surface irregularities caused by uneven drying of the transparent protective film on the surface of the color filter.
[Comparative Example 2]
In the formation of the transparent protective film, a color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that vacuum drying was performed for 60 seconds while heating so that the substrate temperature was 75 ° C.

得られたカラーフィルタのシール部における密着強度を測定したところ、8.9MPaであった。また、得られた液晶表示装置を長期信頼性試験にかけたところ、シール部の透明保護層とITOの界面にて所々剥離が見られた。なお、液晶表示装置の表示は良好であった。
[比較例3]
透明保護膜の形成において、基板温度が105℃となるように加熱しながら60秒真空乾燥を施す以外は、実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶表示装置を作製した。
The adhesion strength at the seal portion of the obtained color filter was measured and found to be 8.9 MPa. Further, when the obtained liquid crystal display device was subjected to a long-term reliability test, peeling was observed in some places at the interface between the transparent protective layer and the ITO in the seal portion. The display of the liquid crystal display device was good.
[Comparative Example 3]
A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that in the formation of the transparent protective film, vacuum drying was performed for 60 seconds while heating so that the substrate temperature was 105 ° C.

得られたカラーフィルタのシール部における密着強度を測定したところ、12.9MPaであった。また、得られた液晶表示装置を長期信頼性試験にかけたところ、シール部の剥離等の不良は見られなかった。しかしながら、真空乾燥時の透明樹脂材料の突沸に起因するカラーフィルタ表面の凹凸により、液晶表示装置の表示ムラの発生が見られた。   The adhesion strength at the seal portion of the obtained color filter was measured and found to be 12.9 MPa. Further, when the obtained liquid crystal display device was subjected to a long-term reliability test, no defects such as peeling of the seal portion were found. However, unevenness on the surface of the color filter due to bumping of the transparent resin material during vacuum drying caused display unevenness in the liquid crystal display device.

本発明の実施例におけるカラーフィルタを使用した液晶表示装置の模式断面図の一例である。It is an example of the schematic cross section of the liquid crystal display device using the color filter in the Example of this invention. 従来の一般的な液晶表示装置の模式断面図の一例である。It is an example of the schematic cross section of the conventional common liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

10 :透明基板
11 :樹脂ブラックマトリクス
12 :着色層
13 :透明保護膜
14 :透明導電膜
15 :配向膜
16 :透明画素電極
18 :液晶
19 :スペーサ
20 :シール剤
101:カラーフィルタ
102:配線基板
10: Transparent substrate 11: Resin black matrix 12: Colored layer 13: Transparent protective film 14: Transparent conductive film 15: Alignment film 16: Transparent pixel electrode 18: Liquid crystal 19: Spacer 20: Sealant 101: Color filter 102: Wiring substrate

Claims (6)

カラーフィルタ基板と対向基板とが液晶を介して張り合わされ、両基板間の周囲にシール材が形成された液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の製造方法において、該カラーフィルタ基板の少なくとも該シール材形成位置に樹脂ブラックマトリクスを形成し、次いで該カラーフィルタ基板全面に透明樹脂材料を塗布し、その後少なくとも2段階の乾燥又は焼成を行って該透明樹脂を硬化させ、さらに該カラーフィルタ全面に透明導電膜を設けることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 In a method for manufacturing a color filter substrate used in a liquid crystal display device in which a color filter substrate and a counter substrate are bonded to each other via a liquid crystal and a sealing material is formed between both substrates, at least the sealing material of the color filter substrate is used. A resin black matrix is formed at the formation position, then a transparent resin material is applied to the entire surface of the color filter substrate, and then the transparent resin is cured by performing at least two stages of drying or baking, and further transparent conductive material is applied to the entire surface of the color filter. A method for producing a color filter substrate, comprising providing a film. 前記少なくとも2段階の乾燥又は焼成工程において、1段階目の乾燥又は焼成工程が真空乾燥工程であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。 2. The method of manufacturing a color filter substrate according to claim 1, wherein in the at least two stages of drying or baking process, the first stage of drying or baking process is a vacuum drying process. 前記真空乾燥工程において、真空乾燥時のカラーフィルタ基板の温度が80℃以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。 The method for producing a color filter substrate according to claim 1 or 2, wherein, in the vacuum drying step, the temperature of the color filter substrate during vacuum drying is 80 ° C or higher. 前記真空乾燥工程において、真空乾燥時のカラーフィルタ基板の温度が100℃以下であることを特徴とする請求項3に記載のカラーフィルタの製造方法。 The method for producing a color filter according to claim 3, wherein in the vacuum drying step, the temperature of the color filter substrate during vacuum drying is 100 ° C. or less. 請求項1〜4のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタ基板。 A color filter substrate manufactured using the method for manufacturing a color filter substrate according to claim 1. 請求項5に記載のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置。 A liquid crystal display device using the color filter substrate according to claim 5.
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