JP2013195609A - Color filter formation substrate and liquid crystal display unit - Google Patents

Color filter formation substrate and liquid crystal display unit Download PDF

Info

Publication number
JP2013195609A
JP2013195609A JP2012061428A JP2012061428A JP2013195609A JP 2013195609 A JP2013195609 A JP 2013195609A JP 2012061428 A JP2012061428 A JP 2012061428A JP 2012061428 A JP2012061428 A JP 2012061428A JP 2013195609 A JP2013195609 A JP 2013195609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color filter
liquid crystal
substrate
layer
colored layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012061428A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5953848B2 (en
Inventor
Akiko Uchida
晶子 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2012061428A priority Critical patent/JP5953848B2/en
Publication of JP2013195609A publication Critical patent/JP2013195609A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5953848B2 publication Critical patent/JP5953848B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter formation substrate having a columnar spacer obtained by forming a columnar shape by a pigmented layer and covering the columnar shape with an OC layer, cell-assembled with a TFT substrate to form a liquid crystal display unit, as a liquid crystal display unit such as a smart phone in which high definition display is required, the color filter formation substrate capable of preventing coloring dust being dust on top of the pigmented layer of the columnar spacer from flowing into a liquid crystal, even under oscillation.SOLUTION: A color filter formation substrate for a liquid crystal display unit has a columnar spacer obtained by arranging pigmented layers of respective colors for color filter formation and a black matrix on one surface of a transparent substrate and laminating two or more pigmented layers from among the pigmented layers of respective colors for color filter formation on the black matrix to form a columnar shape and covering the laminated layers with an OC layer. The pigmented layer of the transparent substrate positioned farthest away from the columnar spacer is recessed on a side not being a transparent substrate side, toward the transparent substrate side.

Description

本発明は、カラーフィルタ形成基板と液晶表示装置に関し、特に、柱状スペーサをカラーフィルタ用の各色の着色層で形成した液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板に関する。   The present invention relates to a color filter forming substrate and a liquid crystal display device, and more particularly, to a color filter forming substrate for a liquid crystal display device in which columnar spacers are formed with colored layers of colors for color filters.

カラー表示用の液晶表示装置(液晶パネルとも言う)は、簡単には、薄膜トランジスタ(TFT)や走査電極などを備えたTFT基板(TFT;Thin Film Transistor)と、カラーフィルタ用の各色の着色層を配設したカラーフィルタ形成基板(CF形成基板とも言う)とを、対向させ、両基板間に液晶を密封し、更に、TFT基板とカラーフィルタ形成基板の外側に、それぞれ、偏向板を配し、TFT基板の外側にバックライト部を配した構造で、バックライト部からの光が各色の着色層からなるカラーフィルタ(以下、CFとも言う)を通過して表示されるが、各色の着色層からなるカラーフィルタを通過する光は、画素毎に液晶をスイッチング素子としてオン−オフ制御されている。
このような液晶表示装置においては、従来は、液晶層の厚み(セルギャップとも言う)を保持するために、通常、TFT基板とカラーフィルタ形成基板との間に、両基板間の間隔を一定に保つために、粒径の均一なプラスチックビーズを間隔制御用のスペーサ(ビーズスペーサと言う)として両基板間に散在させていたが、ビーズの均一分布は難しく、ビーズの移動の問題があり、ビーズの凝集によるセルギャップムラ、ビーズ周辺での配向乱れによるコントラスト低下などの不具合があり、近年では、フォトリソ法によりカラーフィルタ用の各色の着色層を形成してカラーフィルタ形成基板を作製する際に、カラーフィルタ用の各色の着色層を積層して柱形状を形成し、更にOC層(オーバーコート層とも言う)で覆い柱状スペーサを形成するようになってきた。
A liquid crystal display device for color display (also referred to as a liquid crystal panel) simply includes a TFT substrate (TFT; Thin Film Transistor) provided with a thin film transistor (TFT) and a scanning electrode, and a colored layer for each color filter. The arranged color filter forming substrate (also referred to as CF forming substrate) is opposed to each other, the liquid crystal is sealed between both substrates, and further, a deflection plate is disposed outside the TFT substrate and the color filter forming substrate, The backlight part is arranged outside the TFT substrate, and the light from the backlight part is displayed through a color filter (hereinafter also referred to as CF) composed of colored layers of each color. The light passing through the color filter is on-off controlled using a liquid crystal as a switching element for each pixel.
In such a liquid crystal display device, conventionally, in order to maintain the thickness of the liquid crystal layer (also referred to as a cell gap), the distance between the two substrates is usually kept constant between the TFT substrate and the color filter forming substrate. In order to maintain this, plastic beads with a uniform particle size were scattered between the two substrates as spacers for spacing control (referred to as bead spacers), but the uniform distribution of the beads was difficult, and there was a problem of bead movement. There are problems such as cell gap unevenness due to agglomeration and contrast decrease due to alignment disorder around beads, and in recent years, when forming a color filter forming substrate by forming a colored layer for each color filter by photolithography, Colored layers for each color filter are stacked to form a columnar shape, and an OC layer (also called an overcoat layer) is used to form a columnar spacer. It has come to so that.

例えば、図6(a)にその一部断面を示すように、カラーフィルタ形成基板110は、3色の着色層(113R、113G、113B)を積層して柱形状を形成し、OC層(オーバーコート層とも言う)114で覆い、柱状スペーサ115を形成している。
そして、カラーフィルタ形成基板110とTFT基板120とによりセル組みして、液晶130を封止して液晶表示装置としている。
しかし、このような液晶表示装置においては、カラーフィルタ形成基板110とTFT基板120とによりセル組みした状態で、搬送等により振動を受けた場合、図6(b)に示すように、TFT基板120側の突起121aが柱状スペーサ115の着色層113Bを覆うOC層114を突き抜け、着色層113Bに達し、着色層113Bを削り、その着色発塵物が液晶130中へ流入し、表示不良となってしまうことがあった。
このような場合、着色層113Bの屑(かすとも言う)である着色発塵物の液晶130への流入を防止するため、従来は、図6(c)に示すように、柱状スペーサ115のOC層114側の着色層113Bの幅サイズを大きくして、ダイコート法等によるOC層114形成の際のレべリング作用によるOC層114の薄くなることを防止し、OC層114を少しでも厚くなるようにして形成して対応していた。
ここではW1<W2である。
尚、柱形状を形成する各着色層の形状は、通常、円形形状、四角形状である。
また、通常、柱状スペーサ115のOC層114は、ラビング処理による摩擦力や搬送や携帯等の振動に起因する押圧力に耐えるには、ビッカース硬度60以上で、膜厚0.2μm以上であることが好ましく、より好ましくは、0.3μmとされている。(特許文献1参照)
また、TFT基板120側の突起121aは、液晶に印加される電圧を制御する電極部などで、カラーフィルタ形成基板110側の柱状スペーサ115をTFT基板120側にしっかり密着させている。
For example, as shown in a partial cross section in FIG. 6A, the color filter forming substrate 110 is formed by stacking three colored layers (113R, 113G, and 113B) to form a column shape, and an OC layer (over layer). A columnar spacer 115 is formed by covering with a coating layer 114.
Then, cells are assembled by the color filter forming substrate 110 and the TFT substrate 120, and the liquid crystal 130 is sealed to form a liquid crystal display device.
However, in such a liquid crystal display device, when the cell is assembled by the color filter forming substrate 110 and the TFT substrate 120, when subjected to vibration due to transportation or the like, as shown in FIG. The protrusion 121a on the side penetrates the OC layer 114 covering the colored layer 113B of the columnar spacer 115, reaches the colored layer 113B, scrapes the colored layer 113B, and the colored dust particles flow into the liquid crystal 130, resulting in poor display. There was a case.
In such a case, conventionally, as shown in FIG. 6C, the OC of the columnar spacer 115 is used in order to prevent the colored dust that is the waste (also referred to as debris) of the colored layer 113 </ b> B from flowing into the liquid crystal 130. By increasing the width size of the colored layer 113B on the layer 114 side, the OC layer 114 is prevented from being thinned due to the leveling action when the OC layer 114 is formed by a die coating method or the like, and the OC layer 114 is slightly thickened. In this way, it was formed.
Here, W1 <W2.
In addition, the shape of each colored layer forming the columnar shape is usually a circular shape or a square shape.
In addition, the OC layer 114 of the columnar spacer 115 usually has a Vickers hardness of 60 or more and a film thickness of 0.2 μm or more to withstand a pressing force caused by frictional force due to rubbing treatment or vibrations such as conveyance or carrying. Is preferable, and more preferably 0.3 μm. (See Patent Document 1)
Further, the protrusion 121a on the TFT substrate 120 side is an electrode portion for controlling a voltage applied to the liquid crystal, and the columnar spacer 115 on the color filter forming substrate 110 side is firmly attached to the TFT substrate 120 side.

しかし、スマートフォン(多機能携帯電話あるいは高機能携帯電話とも言う)やタブレット型の多機能端末は急速な普及が見込まれようになり、これらの端末機器(以下、モバイル電子機器と言う)の表示装置においては、更なる高精細が求められており、これに伴い、カラーフィルタ形成基板のブラックマトリクスの線幅は、一層小さいものとなってきた。
このため、ブラックマトリクス領域に形成する柱状スペーサの幅も細化が必要となり、柱状スペーサ115のOC層114側の透明基板111から最も離れた最上の着色層113Bの幅サイズを大きくして、ダイコート法等によるOC層114形成の際のレべリング作用によるOC層114の薄くなることを防止することができなくなってきた。
However, smartphones (also called multi-function mobile phones or high-function mobile phones) and tablet-type multi-function terminals are expected to spread rapidly, and display devices for these terminal devices (hereinafter referred to as mobile electronic devices). However, the line width of the black matrix of the color filter forming substrate has been further reduced.
For this reason, it is necessary to reduce the width of the columnar spacer formed in the black matrix region, and the width size of the uppermost colored layer 113B farthest from the transparent substrate 111 on the OC layer 114 side of the columnar spacer 115 is increased, so that the die coating is performed. It has become impossible to prevent the OC layer 114 from being thinned due to a leveling action when the OC layer 114 is formed by a method or the like.

特開2010−286639号公報JP 2010-286639 A

上記のように、各色の着色層を積層して柱形状を形成し、OC層で覆った柱状スペーサを備えたカラーフィルタ形成基板においては、カラーフィルタ形成基板とTFT基板とによりセル組みして液晶表示装置とした場合、特に、スマートフォン等の高精細な表示が求められる液晶表示装置の場合、振動により、TFT基板側の突起が、柱状スペーサのOC層を突き抜け最上の着色層を削り、該着色層の屑である着色発塵物が液晶中へ流入して、表示不良となってしまう不具合があり、この対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、各色の着色層を積層して柱形状を形成し、OC層で覆った柱状スペーサを備えたカラーフィルタ形成基板であって、TFT基板とセル組みして液晶表示装置とした場合において、振動を受けても、柱状スペーサの最上の着色層の屑である着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できるカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。
特に、スマートフォン等の高精細な表示が求められる液晶表示装置とした場合でも、振動を受けても、柱状スペーサの最上の着色層の屑である着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できるカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。
同時に、セル組みした状態で振動を受けても、前述の柱状スペーサの着色層の屑である着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できる液晶表示装置を提供しようとするものである。
As described above, in the color filter forming substrate having the columnar spacers formed by stacking the colored layers of the respective colors and covered with the OC layer, the liquid crystal is formed by assembling cells between the color filter forming substrate and the TFT substrate. In the case of a display device, particularly in the case of a liquid crystal display device that requires high-definition display such as a smartphone, the projection on the TFT substrate side penetrates the OC layer of the columnar spacer and vibrates the top colored layer by vibration. There is a problem that colored dust, which is a waste of the layer, flows into the liquid crystal and causes a display defect, and this countermeasure has been demanded.
The present invention corresponds to this, and is a color filter forming substrate having a columnar spacer formed by laminating colored layers of respective colors and covered with an OC layer. In the case of a liquid crystal display device, it is intended to provide a color filter forming substrate that can prevent colored dust, which is scrap of the uppermost colored layer of the columnar spacer, from flowing into the liquid crystal even when subjected to vibration. is there.
In particular, even when a liquid crystal display device that requires high-definition display such as a smartphone is used, even if it receives vibration, colored dust that is waste of the uppermost colored layer of the columnar spacer is prevented from flowing into the liquid crystal. An object of the present invention is to provide a color filter forming substrate.
At the same time, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing the colored dust, which is the waste of the colored layer of the columnar spacers, from flowing into the liquid crystal even when subjected to vibration in the assembled state of the cells.

本発明のカラーフィルタ形成基板は、透明基板の一面上に、カラーフィルタ形成用の各色の着色層とブラックマトリクスを配し、且つ、前記ブラックマトリクス上に、前記カラーフィルタ形成用の各色の着色層のうちの2以上の着色層を積層して柱形状を形成して、OC層(オーバーコート層、保護層とも言う)で覆った柱状のスペーサを設けた、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、前記柱状のスペーサの前記透明基板から最も離れた着色層は、その前記透明基板側でない側が、前記透明基板側に凹んだ形状であることを特徴とするものである。
そして、上記のカラーフィルタ形成基板であって、スマートフォン(多機能携帯電話あるいは高機能携帯電話とも言う)やタブレット型の多機能端末の液晶表示装置用であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、横電界方式で液晶表示を制御するIPS(In Plane Switchingの略)方式の液晶表示装置用であることを特徴とするものである。
尚、ここでの「透明基板側に凹んだ形状」とは、柱状のスペーサの前記透明基板から最も離れた着色層が、凹んで貫通しない形状、凹んで貫通する形状の両方を含む。
また、ここでの「スペーサ」とは、先にも述べたように、カラーフィルタ形成基板とTFT基板とによりセル組みして液晶を封止している液晶表示装置において、液晶層の厚み(セルギャップ)を保持するためのスペーサである。
The color filter forming substrate of the present invention has a color filter forming color layer and a black matrix on one surface of a transparent substrate, and the color filter forming color layer on the black matrix. A color filter forming substrate for a liquid crystal display device, in which two or more colored layers are laminated to form a columnar shape, and columnar spacers covered with an OC layer (also referred to as an overcoat layer or a protective layer) are provided. The colored layer farthest from the transparent substrate of the columnar spacer is characterized in that the side that is not on the transparent substrate side is recessed on the transparent substrate side.
And it is said color filter formation board | substrate, Comprising: It is used for the liquid crystal display device of a smart phone (it is also called a multifunctional mobile phone or a high-functionality mobile phone) and a tablet-type multifunctional terminal.
In addition, any one of the color filter forming substrates described above is characterized in that it is for an IPS (In Plane Switching) type liquid crystal display device that controls liquid crystal display by a lateral electric field method.
Here, the “shape recessed on the transparent substrate side” includes both a shape in which the colored layer farthest from the transparent substrate of the columnar spacer is recessed and does not penetrate, and a shape that penetrates recessed.
In addition, as described above, the “spacer” here is a thickness of a liquid crystal layer (cell) in a liquid crystal display device in which a cell is assembled by a color filter forming substrate and a TFT substrate to seal liquid crystal. It is a spacer for holding a gap.

本発明の液晶表示装置は、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板を用いていることを特徴とするものである。   The liquid crystal display device of the present invention is characterized by using any of the color filter forming substrates described above.

(作用)
本発明のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、各色の着色層を積層して柱形状を形成し、OC層で覆った柱状スペーサを備えたカラーフィルタ形成基板で、TFT基板とセル組みして液晶表示装置とした状態で振動を受けても、柱状スペーサを形成する着色層の着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できるカラーフィルタ形成基板を、提供することを可能としている。
具体的には、透明基板の一面上に、カラーフィルタ形成用の各色の着色層とブラックマトリクスを配し、且つ、前記ブラックマトリクス上に、前記カラーフィルタ形成用の各色の着色層のうちの2以上の着色層を積層して柱形状を形成して、OC層(オーバーコート層、保護層とも言う)で覆った柱状のスペーサを設けた、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、前記柱状のスペーサの前記透明基板から最も離れた着色層は、その前記透明基板側でない側が、前記透明基板側に凹んだ形状であることにより、これを達成している。
先にも説明したように、従来、液晶表示装置において、用いるカラーフィルタ形成基板が、着色層を積層して、更にOC層で覆って柱形状を形成して、柱状スペーサとしている場合、TFT基板とセル組して表示装置とした際、搬送や携帯における振動により、TFT基板の突起が対向するカラーフィルタ形成基板の柱状スペーサのOC層を傷つけ、更に、カラーフィルタ形成基板の透明基板から最も離れた柱状スペーサの最上の着色層まで削ると、その削り屑が着色浮遊異物(着色発塵物とも言う)となり液晶層中に侵入し、該着色浮遊異物に起因した表示不良が起こることがある。
これに対して、本発明のカラーフィルタ形成基板においては、カラーフィルタ形成基板の透明基板から最も離れた柱状のスペーサを形成する最上の着色層は、透明基板側でない側が、透明基板側に凹んだ形状であることにより、ダイコータ等の塗布によりOC層形成の際に、前記凹んだ形状の部分(以下、窪みとも言う)に、OC層形成用のOC材が流れ込み、前記凹んだ窪みにおいてOC層の厚みを厚くでき、表示装置に用いられた場合には、TFT基板の突起と密着する部分のOC層の厚みを厚くでき、これにより、TFT基板の突起がカラーフィルタ形成基板の透明基板から最も離れた柱状スペーサの最上の着色層まで削ることを防止できるものとしており、結果、従来の柱状スペーサの最上の着色層の着色浮遊異物に起因した表示不良を防止できるものとしている。
そして、高精細を要求されるスマートフォン(多機能携帯電話あるいは高機能携帯電話とも言う)やタブレット型の多機能端末の液晶表示装置用である場合には、高精細故に、ブラックストライプの幅自体が小さいことが求められるため、その上に配設される柱状のスペーサについても積層する着色層の幅を小とすることが必要となるが、この場合にも対応でき、特に、有効である。
尚、スマートフォン等の高精細の表示装置においては、ブラックマトリクスの線幅が小さく、カラーフィルタ形成基板のブラックマトリクス上に積層される順に、着色層は、その下層の着色層の領域よりも内側になる大きさとなるため、ブラックマトリクス上、柱状スペーサの最上層の着色層の幅は一層小さくなる。
また、上記のカラーフィルタ形成基板は、タッチパネルタイプの押圧力にも対応でき、タッチパネルタイプの押圧力にも表示品質が左右されない横電界方式で液晶表示を制御するIPS(In Plane Switchingの略)方式の液晶表示装置用である場合には、一層有効となる。
(Function)
The color filter forming substrate of the present invention is a color filter forming substrate having a columnar spacer formed by laminating colored layers of respective colors and having a columnar spacer covered with an OC layer. And providing a color filter forming substrate capable of preventing the colored dust from the colored layer forming the columnar spacers from flowing into the liquid crystal even when subjected to vibration in a state where the liquid crystal display device is assembled with the cells. It is possible.
Specifically, a colored layer for forming a color filter and a black matrix are arranged on one surface of a transparent substrate, and two of the colored layers for forming a color filter are arranged on the black matrix. A color filter forming substrate for a liquid crystal display device in which a columnar spacer is formed by laminating the above colored layers to form a columnar shape and covering with an OC layer (also referred to as an overcoat layer or a protective layer), This is achieved because the colored layer farthest from the transparent substrate of the columnar spacer has a shape in which the side that is not the transparent substrate side is recessed toward the transparent substrate side.
As described above, in a conventional liquid crystal display device, when a color filter forming substrate used is a columnar spacer formed by stacking a colored layer and then covering with an OC layer to form a columnar spacer, a TFT substrate When the cell device is assembled into a display device, the OC layer of the columnar spacer of the color filter forming substrate facing the projection of the TFT substrate is damaged by vibrations in transportation and carrying, and further, the farthest from the transparent substrate of the color filter forming substrate. If the uppermost colored layer of the columnar spacer is shaved, the shavings may become colored floating foreign matter (also called colored dusting matter) and enter the liquid crystal layer, resulting in a display defect due to the colored floating foreign matter.
On the other hand, in the color filter forming substrate of the present invention, the uppermost colored layer forming the columnar spacer farthest from the transparent substrate of the color filter forming substrate is recessed on the transparent substrate side on the non-transparent substrate side. Due to the shape, when the OC layer is formed by application of a die coater or the like, the OC material for forming the OC layer flows into the recessed portion (hereinafter also referred to as a depression), and the OC layer is formed in the recessed depression. When used in a display device, the thickness of the OC layer that is in close contact with the protrusions of the TFT substrate can be increased, so that the protrusions of the TFT substrate are the most from the transparent substrate of the color filter forming substrate. As a result, it is possible to prevent the uppermost colored layer of the separated columnar spacer from being scraped, and as a result, the display defect caused by the colored floating foreign material of the uppermost colored layer of the conventional columnar spacer is prevented. It is assumed that can be prevented.
And when it is used for a liquid crystal display device of a smart phone (also called a multi-function mobile phone or a high-function mobile phone) or a tablet-type multi-function terminal that requires high definition, the width of the black stripe itself is due to high definition. Since it is required to be small, it is necessary to reduce the width of the colored layer to be laminated on the columnar spacers disposed thereon, but this case can be dealt with and is particularly effective.
In a high-definition display device such as a smartphone, the line width of the black matrix is small, and the colored layer is placed inside the area of the lower colored layer in the order of stacking on the black matrix of the color filter forming substrate. Therefore, the width of the uppermost colored layer of the columnar spacer on the black matrix is further reduced.
In addition, the color filter forming substrate can cope with a pressing force of a touch panel type, and an IPS (abbreviation of In Plane Switching) method for controlling a liquid crystal display by a horizontal electric field method in which display quality is not affected by the pressing force of the touch panel type. This is even more effective when used for a liquid crystal display device.

本発明の液晶表示装置は、このような構成にすることにより、カラーフィルタ形成基板とTFT基板とによりセル組みした状態で振動を受けても、柱状スペーサを形成する着色層の着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できるものとしている。   The liquid crystal display device of the present invention has such a configuration, so that even if the cell is assembled with the color filter forming substrate and the TFT substrate, the colored dust particles in the colored layer forming the columnar spacers are not affected by vibration. It is supposed that it can be prevented from flowing into the liquid crystal.

本発明は、このように、着色層で柱形状を形成し、OC層で覆った柱状スペーサを備えたカラーフィルタ形成基板で、TFT基板とセル組みして液晶表示装置とした場合において、更には、スマートフォン等の高精細な表示が求められる液晶表示装置とした場合において、振動を受けても、柱状スペーサの最上の着色層の屑である着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できるカラーフィルタ形成基板を、提供することを可能とした。
同時に、セル組みした状態で振動を受けても、前述の柱状スペーサを形成する最上の着色層の着色発塵物が液晶中へ流入することを防止できる、液晶表示装置の提供を可能とした。
In this way, the present invention is a color filter forming substrate having a columnar spacer formed with a colored layer and covered with an OC layer. In the case of a liquid crystal display device that requires high-definition display such as a smartphone, it is possible to prevent the colored dust that is the waste of the uppermost colored layer of the columnar spacer from flowing into the liquid crystal even when subjected to vibration. A color filter forming substrate can be provided.
At the same time, it is possible to provide a liquid crystal display device that can prevent the colored dust of the uppermost colored layer forming the columnar spacer from flowing into the liquid crystal even when subjected to vibration in the assembled state.

図1(a)は、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第1の例の一部の概略断面図で、図1(b)は、図1(a)に示す第1の例のカラーフィルタ形成基板を用いた液晶表示装置の概略断面図である。FIG. 1A is a schematic sectional view of a part of a first example of an embodiment of a color filter forming substrate of the present invention, and FIG. 1B is a diagram of the first example shown in FIG. It is a schematic sectional drawing of the liquid crystal display device using a color filter formation board | substrate. 図2(a)は、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第2の例の一部の概略断面図で、図2(b)は、図2(a)に示す第2の例のカラーフィルタ形成基板を用いた液晶表示装置の概略断面図である。FIG. 2A is a schematic sectional view of a part of a second example of the embodiment of the color filter forming substrate of the present invention, and FIG. 2B is a diagram of the second example shown in FIG. It is a schematic sectional drawing of the liquid crystal display device using a color filter formation board | substrate. 図3(a)〜図3(f)は、図1(a)に示す第1の例のカラーフィルタ形成基板および図1(b)に示す液晶表示装置の製造工程を示した工程断面図である。FIG. 3A to FIG. 3F are process cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the color filter forming substrate of the first example shown in FIG. 1A and the liquid crystal display device shown in FIG. is there. 図4(a)は、凹部の形成方法を説明するための概略図で、図4(b)は、現像後の凹部の断面を示した図で、図4(c)は、別の凹部の形成方法を説明するための概略図である。FIG. 4A is a schematic diagram for explaining a method of forming a recess, FIG. 4B is a diagram showing a cross section of the recess after development, and FIG. 4C is a diagram of another recess. It is the schematic for demonstrating the formation method. 第1の例のカラーフィルタ形成基板の製造フローと、第1の例のカラーフィルタ形成基板を用いた液晶表示装置の作製フローを示した図である。It is the figure which showed the manufacture flow of the color filter formation board | substrate of a 1st example, and the manufacture flow of the liquid crystal display device using the color filter formation board | substrate of a 1st example. 図6(a)は、従来のカラーフィルタ形成基板を示した概略断面で、図6(b)は、従来のカラーフィルタ形成基板を用いてセル組した状態で振動を受けてTFT基板の突起が柱状スペーサの着色層に達した状態を示した図で、図6(c)は、図6(b)に比べて、柱状スペーサの透明基板から最も離れた着色層の幅サイズを大きくしてOC層の厚みを厚くして対応した断面図である。FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing a conventional color filter forming substrate, and FIG. 6B is a diagram showing a projection of a TFT substrate due to vibration in a cell assembly using the conventional color filter forming substrate. FIG. 6C is a diagram showing a state where the colored layer of the columnar spacer has been reached. FIG. 6C is a diagram in which the width of the colored layer farthest from the transparent substrate of the columnar spacer is increased and the OC is increased. It is sectional drawing corresponding to thickening the thickness of a layer.

先ず、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第1の例を、図1に基づいて説明する。
第1の例のカラーフィルタ形成基板10は、透明基板11の一面上に、カラーフィルタ形成用の各色の着色層(13R、13G、13B)とブラックマトリクス12を配し、且つ、ブラックマトリクス12上に、前記カラーフィルタ形成用の各色の着色層のうちの3色の着色層を積層して柱形状を形成して、OC層14で覆った柱状のスペーサ15を設けた、スマートフォン(多機能携帯電話あるいは高機能携帯電話とも言う)やタブレット型の多機能端末の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板である。
そして、第1の例のカラーフィルタ形成基板10を用いた液晶表示装置の断面は、図1(b)のようになる。
第1の例のカラーフィルタ形成基板10においては、図1(a)に示すように、柱状のスペーサ15の透明基板11から最も離れた着色層13Bは、透明基板11側でない側の面が透明基板側11に貫通しないで凹んだ形状であり、ダイコート等によりOC層14を塗布形成する際、凹んだ形状の部分である凹部(窪みとも言う)13aがない形態のものに比べて、凹部にOC層形成用のOC材を溜めておくことができる。
このため、TFT基板とセル組みした際には、搬送や携帯等における振動を受けてもTFT基板の突起21aが、柱状スペーサ15の透明基板11から最も遠い着色層13Bに到達することはなく、着色層13Rの着色発塵物が液晶30へ流入して、表示品質を劣化させることがないようにしている。
特に、第1の例のカラーフィルタ形成基板10は、高精細が要求されるスマートフォン(多機能携帯電話あるいは高機能携帯電話とも言う)やタブレット型の多機能端末の液晶表示装置用として対応できる。
尚、液晶表示装置が、横電界方式で液晶表示を制御するIPS(In Plane Switchingの略)方式である場合には、液晶配向の乱れが起きにくくタッチパネル型のものに特に有効である。
First, the 1st example of embodiment of the color filter formation board | substrate of this invention is demonstrated based on FIG.
The color filter forming substrate 10 of the first example is provided with a colored layer (13R, 13G, 13B) for forming a color filter and a black matrix 12 on one surface of a transparent substrate 11, and on the black matrix 12. A smartphone (multi-function mobile phone) provided with a columnar spacer 15 formed by laminating three colored layers of the respective color layers for forming the color filter to form a column shape and covered with the OC layer 14 This is a color filter forming substrate for a liquid crystal display device of a tablet-type multifunction terminal.
The cross section of the liquid crystal display device using the color filter forming substrate 10 of the first example is as shown in FIG.
In the color filter forming substrate 10 of the first example, as shown in FIG. 1A, the colored layer 13B farthest from the transparent substrate 11 of the columnar spacer 15 is transparent on the surface that is not on the transparent substrate 11 side. When the OC layer 14 is coated and formed by die coating or the like without being penetrated into the substrate side 11, the concave portion (also referred to as a depression) 13 a is not formed in the concave portion as compared with the shape without the concave portion 13 a. An OC material for forming an OC layer can be stored.
For this reason, when the cell is assembled with the TFT substrate, the projection 21a of the TFT substrate does not reach the colored layer 13B farthest from the transparent substrate 11 of the columnar spacer 15 even when subjected to vibration in transportation or carrying. The colored dust in the colored layer 13R does not flow into the liquid crystal 30 and the display quality is not deteriorated.
In particular, the color filter forming substrate 10 of the first example can be used for a liquid crystal display device of a smartphone (also referred to as a multi-function mobile phone or a high-function mobile phone) and a tablet-type multi-function terminal that require high definition.
Note that when the liquid crystal display device is an IPS (abbreviation of In Plane Switching) method for controlling liquid crystal display by a horizontal electric field method, the liquid crystal alignment is not easily disturbed, and is particularly effective for a touch panel type.

次に各部の材料について述べる。
<透明基板11>
第1の例に用いられる透明基板11としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものを用いることができ、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無機基板、および、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樹脂基板等を挙げることができるが、特に、無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。
さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。
無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、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形成基板の基材として好適に用いることができるからである。
上記基板は、通常、透明な透明基板が用いられている。
Next, the material of each part will be described.
<Transparent substrate 11>
As the transparent substrate 11 used in the first example, those conventionally used for color filters can be used, such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate, and the like that are not flexible. An inorganic substrate, and a transparent transparent resin substrate such as a transparent resin film and an optical resin plate can be exemplified. In particular, an inorganic substrate is preferably used, and a glass substrate among inorganic substrates is preferable. Is preferably used.
Furthermore, it is preferable to use an alkali-free type glass substrate among the glass substrates.
The alkali-free glass substrate is superior in dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and does not contain an alkali component in the glass. Therefore, the base of a color filter forming substrate for an active matrix type color liquid crystal display device is used. It is because it can be used suitably as a material.
As the substrate, a transparent transparent substrate is usually used.

<ブラックマトリクス12の着色層>
ブラックマトリクス12の着色層としては、通常、カーボンブラック等のピグメント(顔料)や染料等の黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散させたものが用いられ、光学濃度4.0以上を得る膜厚とする。
該遮光性の着色層の形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。
この場合、黒色着色剤および感光性樹脂を含有するブラックマトリクス形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
尚、該遮光性の着色層の形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
<Colored layer of black matrix 12>
As the colored layer of the black matrix 12, generally, a pigment (pigment) such as carbon black or a black colorant such as a dye dispersed in a binder resin is used, and a film thickness for obtaining an optical density of 4.0 or more is used. To do.
When a photolithography method is used as a method for forming the light-shielding colored layer, the binder resin is, for example, a photosensitive resin having a reactive vinyl group such as an acrylate, methacrylate, polyvinyl cinnamate, or cyclized rubber. Resin is used.
In this case, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for forming a black matrix containing a black colorant and a photosensitive resin, and further, if necessary, a sensitizer, a coatability improver, A development improver, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant, and the like may be added.
In addition, when using a printing method or an inkjet method as the method for forming the light-shielding colored layer, examples of the binder resin include polymethyl methacrylate resin, polyacrylate resin, polycarbonate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin, and hydroxyethyl cellulose. Examples thereof include resins, carboxymethyl cellulose resins, polyvinyl chloride resins, melamine resins, phenol resins, alkyd resins, epoxy resins, polyurethane resins, polyester resins, maleic acid resins, polyamide resins and the like.

<カラーフィルタ形成基板10の着色層13R、13G、13B>
本例では、カラーフィルタ形成用の各色の着色層は、赤色の着色層13R、緑色の着色層13G、青色の着色層13Bの3色の着色層である。
各色の着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであり、フォトリソ法(フォトリソグラフィー法とも言う)により形成されるものである。
上記着色層に用いられるバインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。
この場合、着色剤および感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
上記各色の着色層の膜厚は、通常、1μm〜5μm程度で設定される。
着色層の色としては、赤色、緑色、青色の3色を少なくとも含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、赤色、緑色、青色の3色、または、赤色、緑色、青色、黄色の4色、または、赤色、緑色、青色、黄色、シアンの5色等とすることもできる。
尚、赤色(Rとも記載)の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
緑色(Gとも記載)の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色(Bとも記載)の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
<Colored layers 13R, 13G, 13B of color filter forming substrate 10>
In this example, the colored layers for forming the color filters are the three colored layers of the red colored layer 13R, the green colored layer 13G, and the blue colored layer 13B.
The colored layer of each color is obtained by dispersing or dissolving a colorant such as a pigment or dye of each color in a binder resin, and is formed by a photolithography method (also referred to as a photolithography method).
As the binder resin used in the colored layer, for example, a photosensitive resin having a reactive vinyl group such as acrylate, methacrylate, polyvinyl cinnamate, or cyclized rubber is used.
In this case, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for forming a colored part containing a colorant and a photosensitive resin, and further, a sensitizer, a coating property improver, and a development as necessary. You may add an improving agent, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant, etc.
The thickness of the colored layer of each color is usually set to about 1 μm to 5 μm.
The color of the colored layer is not particularly limited as long as it includes at least three colors of red, green, and blue. For example, three colors of red, green, and blue, or red, green, blue, and yellow Or five colors such as red, green, blue, yellow, and cyan.
Examples of the colorant used in the red (also referred to as R) colored layer include perylene pigments, lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, and isoindoline pigments. Can be mentioned.
These pigments may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the colorant used in the green (also referred to as G) colored layer include phthalocyanine pigments such as halogen polysubstituted phthalocyanine pigments or halogen polysubstituted copper phthalocyanine pigments, triphenylmethane basic dyes, and isoindoline pigments. Examples thereof include pigments and isoindolinone pigments.
These pigments or dyes may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the colorant used in the blue (also referred to as B) coloring layer include copper phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, indanthrene pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments, and the like. .
These pigments may be used alone or in combination of two or more.

<カラーフィルタ形成基板のOC層(保護層とも言う)14>
OC層14の材料としては、熱硬化性樹脂組成物と光硬化性樹脂組成物が挙げられる。 光硬化性樹脂組成物は、カラーフィルタ形成基板を面付けして作製後に、個片化する切断をするのに好ましい。
OC用の光硬化性樹脂組成物としては、上記カラーフィルタ形成用の各色の着色層に用いられるバインダ樹脂と同様のもの、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。
この場合も、感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
尚、第1の例では、カラーフィルタ形成基板10は面付けして各着色層13R、13G、13B、および、額縁部12Aを形成した後に、OC層用の樹脂組成物をダイコート法により塗布する。
尚、各カラーフィルタ基板間にOC層の切れ目を設けておき、該切れ目において分離して個片化するため、OC用の樹脂組成物を光硬化性樹脂組成物として、塗布後、乾燥し、所定領域のみ選択的に光照射して、現像して、切れ目を形成しているが、OC層の形成方法はこれに限定はされない。
OC層用の熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ化合物を用いたもの、熱ラジカル発生剤をもちいたものがあげられる。
エポキシ化合物としては、カルボン酸やアミン系化合物などにより硬化しうる公知の多価エポキシ化合物を挙げることができ、このようなエポキシ化合物は、例えば、新保正樹編「エポキシ樹脂ハンドブック」日刊工業新聞社刊(昭和62年)等に広く開示されており、これらを用いることが可能である。
熱ラジカル発生剤としては過硫酸塩、ヨウ素等のハロゲン、アゾ化合物、および有機過酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であり、より好ましくは、アゾ化合物または有機過酸化物である。
アゾ化合物としては、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2’−アゾビス−[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、および2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)などが挙げられ、有機過酸化物としては、ジ(4−メチルゼンゾイル)ペーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルエキサネート、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルパーオキシベンゾネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカルボネート、t−ブチル−4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブタネート、およびジクミルパーオキサイドなどが挙げられる。
<OC layer (also referred to as protective layer) 14 of color filter forming substrate>
Examples of the material of the OC layer 14 include a thermosetting resin composition and a photocurable resin composition. The photo-curable resin composition is preferable for cutting into pieces after imposing the color filter-formed substrate on the surface.
The OC photocurable resin composition is the same as the binder resin used for the color layers for forming the color filter, for example, acrylate, methacrylate, polyvinyl cinnamate, or cyclized rubber. A photosensitive resin having a reactive vinyl group such as a system is used.
In this case as well, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for forming colored portions containing the photosensitive resin, and further, a sensitizer, a coating property improver, and a development improver as necessary. Further, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant and the like may be added.
In the first example, the color filter forming substrate 10 is impositioned to form the colored layers 13R, 13G, 13B and the frame portion 12A, and then the OC layer resin composition is applied by a die coating method. .
In addition, in order to separate the OC layer between each color filter substrate and separate into individual pieces at the cut, the OC resin composition is applied as a photocurable resin composition, dried after being applied, Although only predetermined areas are selectively irradiated with light and developed to form cuts, the method for forming the OC layer is not limited to this.
Examples of the thermosetting resin composition for the OC layer include those using an epoxy compound and those using a thermal radical generator.
Examples of the epoxy compound include known polyvalent epoxy compounds that can be cured by a carboxylic acid or an amine compound. Examples of such an epoxy compound include “Epoxy resin handbook” edited by Masaki Shinbo, published by Nikkan Kogyo Shimbun. (1987) and the like, and these can be used.
The thermal radical generator is at least one selected from the group consisting of persulfates, halogens such as iodine, azo compounds, and organic peroxides, more preferably azo compounds or organic peroxides.
Examples of the azo compound include 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile, 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 2,2′-azobis- [N- (2-propenyl). ) -2-methylpropionamide], 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2′-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide) and the like, Examples of the organic peroxide include di (4-methylzenzoyl) peroxide, t-butylperoxy-2-ethylexanate, 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-di ( t-butylperoxy) cyclohexane, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-butyl Examples include til-4,4-di- (t-butylperoxy) butanate and dicumyl peroxide.

次に、図1(a)に示す第1の例のカラーフィルタ形成基板10の作製と、図1(b)に示す、第1のカラーフィルタ形成基板10を用いた液晶パネルの作製の例を、各工程断面図を示す図3、処理フローを示す図5に基づいて、簡単に説明しておく。
尚、図5において、S0〜S10は処理ステップを示している。
先ず、本発明のカラーフィルタ形成基板のベースとなる透明基板11を予め用意しておき(S0)、該透明基板のカラーフィルタとなる各色の着色層を形成する側に、ブラックマトリクス12の形成処理を行う。(図3(a)、図5のS0〜S1)
ここでは、紫外線硬化型の感光性樹脂に顔料や染料他を混ぜて分散させた黒色の着色層を透明基板の一面に塗布してフォトリソ法により、所定形状にして、ブラックマトリクス12を形成する。
ブラックマトリクス12は、縦方向ライン、横方向にラインが配列され、これらに囲まれた部分が着色画素となる部分である。
次いで、紫外線硬化型の感光性樹脂に顔料や染料他を混ぜて分散させた赤色の着色層を、透明基板のブラックマトリクス12が形成された側の面に塗布してフォトリソ法により、所定形状にして、第1の着色層(赤色の着色層、R層とも言う)13Rを形成する。(図3(b)、図5のS2)
ここでは、カラーフィルタ用の第1の着色層13Rが形成されると共に、柱状スペーサ15を形成するための第1の着色層13Rからなる着色層部が形成される。
次いで、紫外線硬化型の感光性樹脂に顔料や染料他を混ぜて分散させた緑色の着色層を、ガラス基板のブラックマトリクス12、第1の着色層13Rが形成された側の面に塗布してフォトリソ法により、所定形状にして、第2の着色層(緑色の着色層、G層とも言う)13Gを形成する。(図3(c))、図5のS3)
ここでは、カラーフィルタ用の第2の着色層13Gが形成されると共に、柱状スペーサ15を形成するための第2の着色層13Rからなる着色層部が形成される。
次いで、紫外線硬化型の感光性樹脂に顔料や染料他を混ぜて分散させた青色の着色層を、ガラス基板のブラックマトリクス12、第1の着色層13R、第2の着色層13Gが形成された側の面に塗布してフォトリソ法により、所定形状にして、第3の着色層(青色の着色層、B層とも言う)13Bを形成する。(図3(d))、図5のS4)
ここでは、カラーフィルタ用の第3の着色層13Bが形成されると共に、柱状スペーサ15を形成するための第3の着色層13Bからなる着色層部が形成される。
柱状スペーサ15を形成するための第3の着色層13Bの、透明基板11側でない側の面は、透明基板側11に貫通しないで凹んだ形状である。
次いで、第1の着色層13R、第2の着色層13G、第3の着色層13Bが形成された側にOC層をダイコート法により全面塗布し、必要に応じて乾燥、硬化して、第1の例のカラーフィルタ形成基板を作製する。(図3(e)、図5のS5〜S6)
Next, an example of manufacturing the color filter forming substrate 10 of the first example shown in FIG. 1A and an example of manufacturing a liquid crystal panel using the first color filter forming substrate 10 shown in FIG. A brief description will be given based on FIG. 3 showing a sectional view of each process and FIG. 5 showing a process flow.
In FIG. 5, S0 to S10 indicate processing steps.
First, a transparent substrate 11 serving as a base of a color filter forming substrate of the present invention is prepared in advance (S0), and a black matrix 12 is formed on the side of the transparent substrate on which a colored layer for each color is to be formed. I do. (FIG. 3A, S0 to S1 in FIG. 5)
Here, a black colored layer in which a pigment, dye or the like is mixed and dispersed in an ultraviolet curable photosensitive resin is applied to one surface of a transparent substrate, and the black matrix 12 is formed into a predetermined shape by photolithography.
The black matrix 12 is a portion in which lines are arranged in the vertical direction and the horizontal direction, and a portion surrounded by these is a colored pixel.
Next, a red colored layer in which pigments and dyes are mixed and dispersed in an ultraviolet curable photosensitive resin is applied to the surface of the transparent substrate on which the black matrix 12 is formed, and is formed into a predetermined shape by photolithography. Thus, a first colored layer (also referred to as a red colored layer or R layer) 13R is formed. (FIG. 3B, S2 in FIG. 5)
Here, the first colored layer 13R for the color filter is formed, and a colored layer portion including the first colored layer 13R for forming the columnar spacer 15 is formed.
Next, a green colored layer in which pigments and dyes are mixed and dispersed in an ultraviolet curable photosensitive resin is applied to the surface of the glass substrate on which the black matrix 12 and the first colored layer 13R are formed. A second colored layer (also referred to as a green colored layer or G layer) 13G is formed in a predetermined shape by a photolithography method. (FIG. 3C), S3 in FIG. 5)
Here, the second colored layer 13G for the color filter is formed, and a colored layer portion including the second colored layer 13R for forming the columnar spacer 15 is formed.
Next, the black colored layer 12 of the glass substrate, the first colored layer 13R, and the second colored layer 13G were formed from the blue colored layer in which pigments and dyes were mixed and dispersed in the ultraviolet curable photosensitive resin. A third colored layer (also referred to as a blue colored layer or B layer) 13B is formed by applying to the side surface and forming a predetermined shape by photolithography. (FIG. 3 (d)), S4 in FIG. 5)
Here, the third colored layer 13B for the color filter is formed, and a colored layer portion composed of the third colored layer 13B for forming the columnar spacer 15 is formed.
The surface of the third colored layer 13 </ b> B for forming the columnar spacer 15 on the side that is not on the transparent substrate 11 side is a recessed shape without penetrating the transparent substrate side 11.
Next, an OC layer is applied to the entire surface on which the first colored layer 13R, the second colored layer 13G, and the third colored layer 13B are formed by a die coating method, and is dried and cured as necessary. The color filter forming substrate of the example is prepared. (FIG. 3 (e), S5 to S6 in FIG. 5)

尚、上記第1の着色層〜第3の着色層の形成のためのフォトリソ法における露光は、各着色層形成用のフォトマスクと、各着色層形成用の紫外線硬化型の着色層とを所定のギャップ(100〜200μm程度)離して、所定の露光光により近接露光(プロキシミティ露光とも言う)を行う。
第1の着色層13R、第2の着色層13Gの形成の場合には、露光に用いるフォトマスクは、柱状スペーサ15の着色層を形成する領域、カラーフィルタ用の着色層を形成する領域を開口して透過領域とし、それ以外の領域を遮光して遮光領域としている。
ここで用いられようなフォトマスクをバイナリーマスクとも言う。
また、第3の着色層13Bの形成の場合は、柱状スペーサ15の第3の着色層13Bの透明基板11側でない側の面は、透明基板側11に貫通しないで凹んだ形状にするため、図4(a)に示すように、フォトマスク51は、柱状スペーサ15の凹んだ形状とする領域を露光する領域に、露光光を所定率で透過する露光光透過性のハーフトーン膜54を形成して半透過領域とし、それ以外の第3の着色層13Bの形成領域に対応するフォトマスク領域を開口して透過領域とし、他を遮光領域としている。
ここで用いられようなフォトマスクを階調マスクとも言う。
ハーフトーン膜54を介して露光された領域は、現像処理後、図4(b)のような凹んだ形状の凹部13aとなる。
ハーフトーン膜54の露光光の透過率は、適宜、凹部13aの凹み深さに応じて調整する。
凹部13aを形成する方法は、これに限定されない。
例えば、図4(a)のハーフトーン膜54領域に、図4(c)に示すように、遮光性膜からなるライン52aにて、露光しても解像されないライン&スペースパターンを設けて、あるいは、露光しても解像されない遮光性膜からなるドットパターンを配列して、露光しても、ハーフトーン膜と同様の凹んだ形状の凹部を得ることができる。
The exposure in the photolithographic method for forming the first colored layer to the third colored layer is performed by using a predetermined photomask for forming each colored layer and an ultraviolet curable colored layer for forming each colored layer. The gap (about 100 to 200 μm) is separated and proximity exposure (also referred to as proximity exposure) is performed with predetermined exposure light.
In the case of forming the first colored layer 13R and the second colored layer 13G, the photomask used for exposure has an opening in the region where the colored layer of the columnar spacer 15 is formed and the region where the colored layer for the color filter is formed. Thus, a transmissive region is formed, and other regions are shielded from light so as to be a light-shielded region.
A photomask used here is also called a binary mask.
Further, in the case of forming the third colored layer 13B, the surface of the columnar spacer 15 on the side that is not on the transparent substrate 11 side of the third colored layer 13B has a recessed shape without penetrating the transparent substrate side 11, As shown in FIG. 4A, in the photomask 51, an exposure light transmitting halftone film 54 that transmits exposure light at a predetermined rate is formed in a region where the recessed portion of the columnar spacer 15 is exposed. Thus, a semi-transmissive region is formed, and the other photomask region corresponding to the formation region of the third colored layer 13B is opened to be a transmissive region, and the other is a light-shielding region.
A photomask used here is also referred to as a gradation mask.
A region exposed through the halftone film 54 becomes a concave portion 13a having a concave shape as shown in FIG.
The exposure light transmittance of the halftone film 54 is appropriately adjusted according to the depth of the recess 13a.
The method for forming the recess 13a is not limited to this.
For example, in the halftone film 54 region of FIG. 4 (a), as shown in FIG. 4 (c), a line & space pattern that is not resolved even if exposed by a line 52a made of a light-shielding film is provided. Alternatively, a concave portion having the same concave shape as that of the halftone film can be obtained by arranging a dot pattern made of a light-shielding film that is not resolved even when exposed to light.

このようにして作製された第1の例のカラーフィルタ形成基板(図3(e)、図5のS6)と、液晶表示装置形成のためにこれと貼り合わせを行うTFT基板(図5のS7)を予め用意しておく。
そして、第1の例のカラーフィルタ形成基板の外周のシール領域に、ディスペンサーあるいは印刷により、紫外線硬化型のシール材を塗布して、所定の高さにして、更に、液晶を滴下法により配した後、TFT基板との貼り合わせを行う。(図5のS8〜S9)
貼り合わせの際、透明基板11側からシール領域のシール材に紫外線を照射して、シール材を硬化する。
このようにして、第1のカラーフィルタ形成基板を用いた液晶表示装置は作製される。(図3(f)、図5のS10)
The color filter forming substrate of the first example manufactured in this way (FIG. 3E, S6 in FIG. 5) and the TFT substrate (S7 in FIG. 5) to be bonded to form a liquid crystal display device. ) Is prepared in advance.
Then, an ultraviolet curable sealant is applied to the seal area on the outer periphery of the color filter forming substrate of the first example by a dispenser or printing to a predetermined height, and liquid crystal is further disposed by a dropping method. Thereafter, bonding to the TFT substrate is performed. (S8 to S9 in FIG. 5)
At the time of bonding, the sealing material is cured by irradiating the sealing material in the sealing region with ultraviolet rays from the transparent substrate 11 side.
In this manner, a liquid crystal display device using the first color filter forming substrate is manufactured. (FIG. 3 (f), S10 in FIG. 5)

次に、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第2の例を、説明する。
第2の例は、第1の例の柱状のスペーサの形状を変えたもので、それ以外は、第1の例と同じである。
第2の例のカラーフィルタ形成基板10Aにおいては、図2(a)に示すように、柱状のスペーサ15の透明基板11から最も離れた着色層13Bは、透明基板11側でない側の面が透明基板側11に貫通して凹んだ形状で、第1の例の場合と同様に、ダイコート等によりOC層14を塗布形成する際、凹部13aがない形態のものに比べて、凹部にOC層用のOC材を溜めておくことができる。
このため、第1の例の場合と同様、TFT基板とセル組みした際には、搬送や携帯等における振動を受けてもTFT基板の突起21aが、柱状スペーサ15の透明基板11から最も遠い着色層13Bに到達することはなく、着色層13Rの着色発塵物が液晶30へ流入して、表示品質を劣化させることがないようにしている。
そして、第1の例の場合と同様、高精細が要求されるスマートフォン(多機能携帯電話あるいは高機能携帯電話とも言う)やタブレット型の多機能端末の液晶表示装置用として対応できる。
図2(a)に示す第2の例のカラーフィルタ形成基板10Aの作製は、第1の例の作製方法において、積層する最上層の着色層を形成する際、フォトマスクを変えて露光する以外は、第1の例の作製方法と基本的には同じである。
ここでは、柱状のスペーサの着色層の凹んだ形状を、遮光膜を開口させた解像する開口パターンを用いて露光を行うことにより、貫通した凹部を形成する。
第2の例のカラーフィルタ形成基板10Aを用いた、図2(b)に示す液晶表示装置の作製は、第1の例の場合と、同様に、行うことができる。
Next, a second example of the embodiment of the color filter forming substrate of the present invention will be described.
The second example is the same as the first example except that the shape of the columnar spacer of the first example is changed.
In the color filter forming substrate 10A of the second example, as shown in FIG. 2A, the colored layer 13B farthest from the transparent substrate 11 of the columnar spacer 15 is transparent on the surface that is not on the transparent substrate 11 side. As in the case of the first example, when the OC layer 14 is applied and formed by die coating or the like in the shape of being recessed through the substrate side 11, the OC layer 14 is formed in the recess compared to the configuration without the recess 13 a. The OC material can be stored.
For this reason, as in the case of the first example, when the cell is assembled with the TFT substrate, the projection 21a of the TFT substrate is colored farthest from the transparent substrate 11 of the columnar spacer 15 even when it is subjected to vibration during transportation or carrying. It does not reach the layer 13B, so that the colored dust in the colored layer 13R does not flow into the liquid crystal 30 to deteriorate the display quality.
As in the case of the first example, it can be used for a liquid crystal display device of a smart phone (also referred to as a multi-function mobile phone or a high-function mobile phone) requiring high definition or a tablet-type multi-function terminal.
The production of the color filter forming substrate 10A of the second example shown in FIG. 2A is different from the production method of the first example except that exposure is performed by changing the photomask when forming the uppermost colored layer to be laminated. Is basically the same as the manufacturing method of the first example.
Here, the recessed part which penetrated is formed by exposing the recessed shape of the colored layer of a columnar spacer using the opening pattern which resolves which opened the light shielding film.
The liquid crystal display device shown in FIG. 2B using the color filter forming substrate 10A of the second example can be manufactured in the same manner as in the case of the first example.

本発明のカラーフィルタ形成基板は、上記に限定されない。
例えば、第1の例、第2の例においては、柱状スペーサを形成する着色層を、3色の着色層を積層して形成しているが、2色の着色層で積層して形成しても良い。
カラーフィルタ形成基板に4色の着色層を用いる場合には、柱状スペーサを形成する着色層を、4色の着色層で積層して形成しても良い。
柱形状を形成する各着色層の形状は、通常、円形形状、四角形状で、第1の例、第2の例の場合も、そのような形状であるが、これに限定はされない。
尚、フォトリソ法で各色のカラーフィルタ形成用の着色層を形成する際に、1色の着色層で柱状スペーサを形成することは、作製上、無理と思われる。
また、第1の例、第2の例においては、柱状スペーサを形成する着色層を、3色の着色層を、透明基板側から順に、赤色の着色層13R、緑色の着色層13G、青色の着色層13Bとしているが、積層順はこれに限定されない。
また、凹んだ形状の凹部も上記に限定されない。
例えば、柱状スペーサの最上の着色層の凹んだ形状の一部を貫通、一部非貫通にしても良い。
The color filter forming substrate of the present invention is not limited to the above.
For example, in the first example and the second example, the colored layer for forming the columnar spacer is formed by laminating three colored layers. However, the colored layer is formed by laminating two colored layers. Also good.
In the case where four color layers are used for the color filter forming substrate, the color layers for forming the columnar spacers may be laminated with the four color layers.
The shape of each colored layer forming the columnar shape is usually a circular shape or a quadrangular shape, and in the case of the first example and the second example, it is such a shape, but is not limited thereto.
In addition, when forming the colored layer for forming the color filter of each color by the photolithography method, it seems impossible to form the columnar spacer with the colored layer of one color.
In the first example and the second example, the colored layers forming the columnar spacers are the three colored layers, the red colored layer 13R, the green colored layer 13G, and the blue colored layer in order from the transparent substrate side. Although the colored layer 13B is used, the stacking order is not limited to this.
Moreover, the recessed part of a recessed shape is not limited to the above.
For example, a part of the concave shape of the uppermost colored layer of the columnar spacer may be penetrated and partly not penetrated.

次いで、図1(b)、図2(b)に示す液晶表示装置について、簡単に説明しておく。 図1(b)に示す液晶表示装置は、カラーフィルタ形成基板10、TFT基板20を液晶30を間にして配したIPS方式の液晶パネルであり、簡単には、TFT基板20に形成した共通電極と画素電極との間に電圧を印加することにより、カラーフィルタ形成基板10又はTFT基板20の界面とほぼ平行に電界を形成し、両基板の間隙部内の液晶分子がカラーフィルタ形成基板10及びTFT基板20と平行な面内で偏光されて回転し、光源からの光の偏光軸を回転させ、この画素が点灯状態となる。
そして、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形成基板10の背後にある液晶層30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。
ここでは、表示側基板であるカラーフィルタ形成基板10とTFT基板20とを対向させて1〜10μm程度の間隙部を設け、当該間隙部内に液晶30を充填し、その周囲をシール材(図示していない)で密封した構造をとっている。
カラーフィルタ形成基板10及びこれと対向するTFT基板20の内面側には配向膜が設けられる。
また、カラーフィルタ形成基板10とTFT基板20の外側にはそれぞれ偏向板が配設されている。
カラーフィルタ形成基板10には、表示特性を向上させる点から透明基板11とOC層14の間に位相差層(光学補償層)(図示せず)を設けてもよい。
図2(b)に示す液晶表示装置は、図2(a)に示すカラーフィルタ形成基板を用いた以外は、図1(b)に示す液晶表示装置と同じである。
Next, the liquid crystal display device shown in FIGS. 1B and 2B will be briefly described. The liquid crystal display device shown in FIG. 1B is an IPS-type liquid crystal panel in which a color filter forming substrate 10 and a TFT substrate 20 are arranged with a liquid crystal 30 therebetween, and in brief, a common electrode formed on the TFT substrate 20. By applying a voltage between the pixel electrode and the pixel electrode, an electric field is formed substantially in parallel with the interface of the color filter forming substrate 10 or the TFT substrate 20, and the liquid crystal molecules in the gap portion between the two substrates It is polarized and rotated in a plane parallel to the substrate 20, and the polarization axis of the light from the light source is rotated, so that this pixel is turned on.
In this way, a color image is obtained by controlling the light transmittance of each of the pixels colored in each color or the liquid crystal layer 30 behind the color filter forming substrate 10.
Here, a color filter forming substrate 10 which is a display side substrate and the TFT substrate 20 are opposed to each other, and a gap portion of about 1 to 10 μm is provided, and the liquid crystal 30 is filled in the gap portion. It has a sealed structure.
An alignment film is provided on the inner surface side of the color filter forming substrate 10 and the TFT substrate 20 opposed thereto.
In addition, deflecting plates are disposed outside the color filter forming substrate 10 and the TFT substrate 20, respectively.
The color filter forming substrate 10 may be provided with a retardation layer (optical compensation layer) (not shown) between the transparent substrate 11 and the OC layer 14 from the viewpoint of improving display characteristics.
The liquid crystal display device shown in FIG. 2B is the same as the liquid crystal display device shown in FIG. 1B except that the color filter forming substrate shown in FIG.

[実施例]
実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
(実施例1)
実施例1は、図5に示す処理フローにて、図1(a)に示すカラーフィルタ形成基板、図1(b)に示す液晶表示装置を作製したものである。
以下、図1に基づいて説明する。
ここでは、以下のように、光硬化性の硬化性樹脂組成物Aを調製し、調製された硬化性樹脂組成物Aを用いて、カラーフィルタ形成基板用における、各色のカラーフィルタ形成用の赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物、青色硬化性樹脂組成物、ブラックマトリクス部用の硬化性樹脂組成物を作製し、これらを用いて、各硬化性樹脂組成物毎にフォトリソ法を行い、各着色樹脂層を形成してカラーフィルタ形成基板10を作製した。
実施例1では、ブラックマトリクス12は、厚み2.0μm、幅80.0μmとし、スペーサ15における、第1の着色層13Rは厚み2.8μm、幅60.0μm、第2の着色層13Gは厚み1.7μm、幅45.0μmとし、最上層の第3の層着色層13Bの厚みを1.5μm、幅W0を30.0μm、凹部13aの幅Waを20.0μm、凹部13aの凹んだ深さを1.0μmとした。
尚、ここでは、柱状スペーサを形成する各着色層は、円形形状である。
[Example]
The present invention will be further described with reference to examples.
Example 1
In Example 1, the color filter forming substrate shown in FIG. 1A and the liquid crystal display device shown in FIG. 1B are manufactured by the processing flow shown in FIG.
Hereinafter, a description will be given based on FIG.
Here, as described below, a photocurable curable resin composition A is prepared, and the prepared curable resin composition A is used for forming a color filter of each color in a color filter forming substrate. A curable resin composition, a green curable resin composition, a blue curable resin composition, and a curable resin composition for a black matrix portion are prepared, and using these, a photolithography method is performed for each curable resin composition. Then, each colored resin layer was formed to produce a color filter forming substrate 10.
In Example 1, the black matrix 12 has a thickness of 2.0 μm and a width of 80.0 μm. In the spacer 15, the first colored layer 13R has a thickness of 2.8 μm, a width of 60.0 μm, and the second colored layer 13G has a thickness. The thickness of the third layer colored layer 13B, which is the uppermost layer, is 1.5 μm, the width W0 is 30.0 μm, the width Wa of the recess 13a is 20.0 μm, and the depth at which the recess 13a is recessed is 1.7 μm, the width is 45.0 μm The thickness was 1.0 μm.
Here, each colored layer forming the columnar spacer has a circular shape.

(硬化性樹脂組成物Aの調製)
重合槽中にメタクリル酸メチル(MMA)を63重量部、アクリル酸(AA)を12重量部、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)を6重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を88重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2、2’ーアゾビス(2−メチルブチロニトリル)を7重量部添加し、均一に溶解させた。
その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、更に100℃で1時間反応させた。
得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル(GMA)を7重量部、トリエチルアミンを0.4重量部、及びハイドロキノンを0.2重量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。
次に下記の材料を室温で攪拌、混合して硬化性樹脂組成物Aとした。
・ 上記共重合樹脂溶液(固形分50%) :16重量部
・ ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(サートマー社 SR399)
:24重量部
・ オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社 エピコート180S70) :4重量部
・ 2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン :4重量部
・ ジエチレングリコールジメチルエーテル :52重量部
(Preparation of curable resin composition A)
The polymerization tank is charged with 63 parts by weight of methyl methacrylate (MMA), 12 parts by weight of acrylic acid (AA), 6 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and 88 parts by weight of diethylene glycol dimethyl ether (DMDG). After stirring and dissolving, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was added and dissolved uniformly.
Then, it stirred at 85 degreeC under nitrogen stream for 2 hours, and also was made to react at 100 degreeC for 1 hour.
7 parts by weight of glycidyl methacrylate (GMA), 0.4 parts by weight of triethylamine, and 0.2 parts by weight of hydroquinone were further added to the resulting solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 5 hours to obtain a copolymer resin solution ( A solid content of 50%) was obtained.
Next, the following materials were stirred and mixed at room temperature to obtain a curable resin composition A.
-Copolymer resin solution (solid content 50%): 16 parts by weight-Dipentaerythritol pentaacrylate (Sartomer SR399)
: 24 parts by weight-Orthocresol novolak type epoxy resin (Epicoat Shell Epoxy Co., Ltd. Epicoat 180S70): 4 parts by weight-2-Methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one: 4 parts by weight Parts ・ Diethylene glycol dimethyl ether: 52 parts by weight

<カラーフィルタ形成基板のブラックマトリクス12形成用の遮光性の着色樹脂材料(硬化性樹脂組成物)>
下記分量の成分を十分混合して、遮光性の着色層用組成物を得た。
・ 黒色顔料分散液1 :42重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :20重量部
・ ジエチレングリコールジメチルエーテル :38重量部
ここでの黒色顔料分散液1は、下記分量の成分を混合し、ビーズミルにて十分に分散して調製した。
・ 黒色顔料(黒色のピグメント)
樹脂被覆カーボンブラック( 三菱化学社製MS18E) :20重量部
・ 高分子分散材(ビックケミー・ジャパン株式会社 Disperbyk
111)
:5重量部
・ 溶剤(ジエチレングリコールジメチルエーテル) :75重量部
<Light-shielding colored resin material (curable resin composition) for forming the black matrix 12 of the color filter forming substrate>
The components of the following amounts were sufficiently mixed to obtain a light-shielding colored layer composition.
Black pigment dispersion 1: 42 parts by weight Curable resin composition A: 20 parts by weight Diethylene glycol dimethyl ether: 38 parts by weight The black pigment dispersion 1 here is mixed with the following components and is sufficiently mixed in a bead mill. To prepare a dispersion.
・ Black pigment (black pigment)
Resin-coated carbon black (MS18E manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 20 parts by weight Polymer dispersion material (Big Chemie Japan, Ltd. Disperbyk
111)
: 5 parts by weight-Solvent (diethylene glycol dimethyl ether): 75 parts by weight

カラーフィルタ用の各色の樹脂材料(硬化性樹脂組成物)についても、それぞれ、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散して調整した。
<赤色硬化性樹脂組成物>
・ C.I.ピグメントレッド177 :3重量部
・ C.I.ピグメントレッド254 :4重量部
・ ポリスルホン酸型高分子分散剤 :3重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :23重量部
・ 酢酸−3−メトキシブチル :67重量部
<緑色硬化性樹脂組成物>
・ C.I.ピグメントグリーン58 :7重量部
・ C.I.ピグメントイエロー138 :1重量部
・ ポリスルホン酸型高分子分散剤 :3重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :22重量部
・ 酢酸ー3−メトキシブチル :67重量部
<青色硬化性樹脂組成物>
・ C.I.ピグメントブルー15:6 :5重量部
・ ポリスルホン酸型高分子分散剤 :3 重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :25重量部
・ 酢酸−3−メトキシブチル :67重量部
Each color resin material (curing resin composition) for the color filter was also prepared by mixing the components in the following amounts and sufficiently dispersing in a sand mill.
<Red curable resin composition>
C. I. Pigment Red 177: 3 parts by weight C.I. I. Pigment Red 254: 4 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition A: 23 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 67 parts by weight <Green curable resin composition>
C. I. Pigment Green 58: 7 parts by weight C.I. I. Pigment Yellow 138: 1 part by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition A: 22 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 67 parts by weight <Blue curable resin composition>
C. I. Pigment Blue 15: 6: 5 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition A: 25 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 67 parts by weight

カラーフィルタ形成基板の一面上に、ブラックマトリクスを、以下のようにして形成した。
(ブラックマトリクス12の形成)
透明基板(旭硝子社製、AN材)11上に、上記組成のブラックマトリクス12の形成用の硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布し、その後、70℃のオーブン中で3分間乾燥した。
次いで、ブラックマトリクス12の形成用の硬化性樹脂組成物の塗布膜から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、ブラックマトリクス12の形成用の硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を230℃の雰囲気下に15分間放置することにより、加熱処理を施してブラックマトリクス12を表示用領域全体に形成した。
A black matrix was formed on one surface of the color filter forming substrate as follows.
(Formation of black matrix 12)
A curable resin composition for forming the black matrix 12 having the above composition was applied on a transparent substrate (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., AN material) by a spin coating method, and then dried in an oven at 70 ° C. for 3 minutes.
Next, a photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the curable resin composition for forming the black matrix 12 and corresponds to a colored layer forming region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Only the area to be irradiated was irradiated with ultraviolet rays for 10 seconds.
Subsequently, it was immersed in a 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 ° C.) for 1 minute and developed with alkali to remove only the uncured portion of the coating film of the curable resin composition for forming the black matrix 12. .
Thereafter, the substrate was left in an atmosphere of 230 ° C. for 15 minutes to perform heat treatment to form the black matrix 12 over the entire display region.

次に、カラーフィルタ形成基板のカラーフィルタ用の各色の着色層は、以下のようにして形成した。
(赤色の着色層13Rの形成)
透明基板11のブラックマトリクス12が形成された側上に、上記組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布し、その後、70℃のオーブン中で3分間乾燥した。
次いで、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜から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、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を230℃の雰囲気下に15分間放置することにより、加熱処理を施して表示用領域の赤色のカラーフィルタ形成領域と柱状スペーサ形成領域に赤色の着色層13Rをパターニング形成した。
画素領域に形成されて赤色のカラーフィルタ部となる着色層13Rの膜厚は3.5μmとなった。
(緑色の着色層13Gの形成)
次に、上記組成の緑色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色の着色層13R形成と同様の工程で、塗布膜厚を変えて、画素領域に形成されて緑色のカラーフィルタ部となる着色層13Gの膜厚が3.5μmとなるようにして、表示用領域の緑色のカラーフィルタ形成領域と柱状スペーサ形成領域に緑色の着色層13Gをパターニング形成した。
(青色の着色層13Bの形成)
更に、上記組成の青色硬化性樹脂組成物を用いて、図4(a)に示すフォトマスク(階調マスク)を用いることだけを変えて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、塗布膜厚を変えて、画素領域に形成されて青色のカラーフィルタ部となる着色層13Bの膜厚が3.5μmとなるようにして、表示領域の青色のカラーフィルタ形成領域と柱状スペーサ形成領域に青色の着色層13Bをパターニング形成した。
ここでは、図4(a)に示すハーフトーン膜54の露光光の透過率を70%として凹部13aを形成した。
凹部13aの凹みの深さは1.0μmとなった。
Next, the colored layer for each color filter of the color filter forming substrate was formed as follows.
(Formation of red colored layer 13R)
On the side of the transparent substrate 11 on which the black matrix 12 was formed, the red curable resin composition having the above composition was applied by spin coating, and then dried in an oven at 70 ° C. for 3 minutes.
Next, a photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the red curable resin composition, 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 a red curable resin composition was removed.
Thereafter, the substrate was left in an atmosphere of 230 ° C. for 15 minutes to perform heat treatment, thereby patterning the red colored layer 13R in the red color filter forming region and the columnar spacer forming region in the display region.
The film thickness of the colored layer 13R formed in the pixel region and serving as the red color filter portion was 3.5 μm.
(Formation of green colored layer 13G)
Next, using the green curable resin composition having the above composition, in the same process as the formation of the red colored layer 13R, the coating film thickness is changed, and the colored layer that is formed in the pixel region and becomes the green color filter portion The green colored layer 13G was formed by patterning in the green color filter forming region and the columnar spacer forming region in the display region so that the film thickness of 13G was 3.5 μm.
(Formation of blue colored layer 13B)
Further, using the blue curable resin composition having the above composition, the coating film is formed in the same process as that for forming the red relief pattern except that the photomask (tone mask) shown in FIG. The thickness of the colored layer 13B that is formed in the pixel region and becomes the blue color filter portion is changed to 3.5 μm by changing the thickness, and the blue color filter forming region and the columnar spacer forming region in the display region are blue. The colored layer 13B was formed by patterning.
Here, the recess 13a is formed with the exposure light transmittance of the halftone film 54 shown in FIG.
The depth of the recess of the recess 13a was 1.0 μm.

(OC層14の形成)
上記のようにして青色の着色層13Bを形成した後、透明基板11の着色層が形成された側上に、前述の硬化性樹脂組成物Aをダイコート法により塗布、乾燥し、乾燥塗膜2μmの塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物Aの塗布膜から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OC層14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23℃)中に1 分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後基板を230℃の雰囲気中に15分間放置することにより加熱処理を施してOC層14を形成した。
凹部13aでのCO層14の厚みを1.5μm以上とすることができた。
このようにして、図1(a)に示すカラーフィルタ形成基板10を作製した。
(Formation of OC layer 14)
After forming the blue colored layer 13B as described above, the above-mentioned curable resin composition A is applied and dried on the side of the transparent substrate 11 on which the colored layer is formed by a die coating method, and the dried coating film has a thickness of 2 μm. The coating film was formed.
A photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the curable resin composition A, and an ultraviolet ray is applied only to a region corresponding to the region where the OC layer 14 is formed using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Irradiated for 2 seconds.
Next, it was immersed in a 0.05 wt% aqueous potassium hydroxide solution (liquid 23 ° C.) for 1 minute and alkali developed to remove only the uncured portion of the coating film of the curable resin composition.
Thereafter, the substrate was left to stand in an atmosphere at 230 ° C. for 15 minutes to perform heat treatment, thereby forming the OC layer 14.
The thickness of the CO layer 14 in the recess 13a could be 1.5 μm or more.
In this way, the color filter forming substrate 10 shown in FIG.

(液晶表示装置の作成)
上記のようにして得られたカラーフィルタ形成基板10の着色層形成側の表面に、配向膜(日産化学社製、SE−6210)を形成しその後ラビング処理を行った。
次いで、TFTを形成したTFT基板上にも配向膜を形成し、ラビング処理を行った後、IPS液晶を必要量滴下し、上記カラーフィルタを重ね合わせ、UV硬化性樹脂( スリーボンド社製、Three Bond 3025)をシール材として用い、常温で0.3kgf/cm2 の圧力をかけながら400mJ/cm2 の照射量で露光することにより接合してセル組みし、偏光板、バックライトユニット、カバーガラスを設置し、液晶表示装置を得た。
このようにして、図1(b)に示す液晶表示装置は作製された。
(Creation of liquid crystal display device)
An alignment film (SE-6210, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was formed on the surface of the color filter forming substrate 10 obtained as described above on the colored layer forming side, and then a rubbing treatment was performed.
Next, after forming an alignment film on the TFT substrate on which the TFT is formed and performing a rubbing treatment, a required amount of IPS liquid crystal is dropped, and the color filter is overlaid, and UV curable resin (Three Bond Co., Ltd., Three Bond) is added. 3025) is used as a sealing material, and a cell is assembled by exposing with a dose of 400 mJ / cm 2 while applying a pressure of 0.3 kgf / cm 2 at room temperature, and a polarizing plate, a backlight unit, and a cover glass are assembled. The liquid crystal display device was obtained by installing.
In this way, the liquid crystal display device shown in FIG. 1B was manufactured.

次いで、作製された液晶表示装置について、XY方向(面方向)、Z方向(面に垂直な方向)に、1.5G〜2.0Gの加速度の力をかけて振動させる振動試験の後、表示の目視観察において、カラーフィル形成基板の透明基板11から最も離れた柱状のスペーサの第3の着色層の着色粉塵による表示品質の低下は見られなかった。
尚、通常、液晶表示装置の搬送、携帯における振動においては、1.5G未満の加速度の力がかかる。
また、振動試験の後に、液晶表示装置を解体して柱状のスペーサのTFT基板と接触する側の状態を断面SEMや光学顕微鏡などで観察したが、第3の着色層に削れはないことが確認された。
Next, the manufactured liquid crystal display device is subjected to display after a vibration test in which an acceleration force of 1.5 G to 2.0 G is applied in the XY direction (plane direction) and the Z direction (direction perpendicular to the plane). In the visual observation, the display quality was not deteriorated by the colored dust of the third colored layer of the columnar spacer farthest from the transparent substrate 11 of the color fill forming substrate.
Normally, an acceleration force of less than 1.5 G is applied to the vibration in transporting and carrying the liquid crystal display device.
After the vibration test, the liquid crystal display device was disassembled and the state of the columnar spacer in contact with the TFT substrate was observed with a cross-sectional SEM, optical microscope, etc., but it was confirmed that the third colored layer was not scraped. It was done.

10、10A カラーフィルタ形成基板
11 透明基板
12 ブラックマトリクス
13a、13b 凹部(窪みとも言う)
13R 第1の着色層(赤色の着色層とも言う)
13G 第2の着色層(緑色の着色層とも言う)
13B 第3の着色層(青色の着色層とも言う)
13B1 (第3の着色層形成用の)感光性樹脂層
14 OC層(保護層とも言う)
15 柱状のスペーサ
20 TFT基板
21 透明基板
21a 突起
30 液晶
50 フォトマスク
51 透明基板
52 遮光膜
52a ライン
52b スペース
53 透過領域
54 ハーフトーン膜
110 カラーフィルタ形成基板
111 透明基板
112 ブラックマトリクス
113R 第1の着色層(赤色の着色層とも言う)
113G 第2の着色層(緑色の着色層とも言う)
113B 第3の着色層(青色の着色層とも言う)
114 OC層(保護層とも言う)
115 柱状のスペーサ
120、120A TFT基板
121 透明基板
121a 突起
130 液晶
10, 10A Color filter forming substrate 11 Transparent substrate 12 Black matrix 13a, 13b Recess (also referred to as a depression)
13R first colored layer (also referred to as red colored layer)
13G second colored layer (also referred to as green colored layer)
13B Third colored layer (also called blue colored layer)
13B1 Photosensitive resin layer 14 (for forming the third colored layer) OC layer (also referred to as protective layer)
15 Columnar spacer 20 TFT substrate 21 Transparent substrate 21a Protrusion 30 Liquid crystal 50 Photomask 51 Transparent substrate 52 Light shielding film 52a Line 52b Space 53 Transmission region 54 Halftone film 110 Color filter forming substrate 111 Transparent substrate 112 Black matrix 113R First coloring Layer (also called red colored layer)
113G second colored layer (also referred to as green colored layer)
113B Third colored layer (also called blue colored layer)
114 OC layer (also called protective layer)
115 Columnar spacer 120, 120A TFT substrate 121 Transparent substrate 121a Protrusion 130 Liquid crystal

Claims (4)

透明基板の一面上に、カラーフィルタ形成用の各色の着色層とブラックマトリクスを配し、且つ、前記ブラックマトリクス上に、前記カラーフィルタ形成用の各色の着色層のうちの2以上の着色層を積層して柱形状を形成して、OC層で覆った柱状のスペーサを設けた、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、前記柱状のスペーサの前記透明基板から最も離れた着色層は、その前記透明基板側でない側が、前記透明基板側に凹んだ形状であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。   A colored layer for forming a color filter and a black matrix are arranged on one surface of a transparent substrate, and two or more colored layers of the colored layers for forming a color filter are formed on the black matrix. A color filter forming substrate for a liquid crystal display device in which a columnar spacer is formed by laminating and providing a columnar spacer covered with an OC layer, and the colored layer farthest from the transparent substrate of the columnar spacer is The color filter forming substrate, wherein the side that is not on the transparent substrate side has a shape recessed toward the transparent substrate side. 請求項1に記載のカラーフィルタ形成基板であって、スマートフォンやタブレット型の多機能端末の液晶表示装置用であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。   It is a color filter formation board | substrate of Claim 1, Comprising: It is for liquid crystal display devices of a smart phone or a tablet type multifunction terminal, The color filter formation board | substrate characterized by the above-mentioned. 請求項1ないし2のいずれか1項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、横電界方式で液晶表示を制御するIPS(In Plane Switchingの略)方式の液晶表示装置用であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。   3. The color filter forming substrate according to claim 1, wherein the color filter forming substrate is for an IPS (In Plane Switching) type liquid crystal display device that controls liquid crystal display by a horizontal electric field method. Color filter forming substrate. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ形成基板を用いていることを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising the color filter forming substrate according to claim 1.
JP2012061428A 2012-03-19 2012-03-19 Color filter forming substrate and liquid crystal display device Expired - Fee Related JP5953848B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012061428A JP5953848B2 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Color filter forming substrate and liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012061428A JP5953848B2 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Color filter forming substrate and liquid crystal display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013195609A true JP2013195609A (en) 2013-09-30
JP5953848B2 JP5953848B2 (en) 2016-07-20

Family

ID=49394647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012061428A Expired - Fee Related JP5953848B2 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Color filter forming substrate and liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5953848B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015046018A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 東レ株式会社 Photosensitive light-shielding paste and process for producing laminated pattern for touch sensor
JP2015090419A (en) * 2013-11-06 2015-05-11 凸版印刷株式会社 Color filter, manufacturing method of color filter, liquid crystal display device, and organic el display device
JP2015099263A (en) * 2013-11-19 2015-05-28 東京応化工業株式会社 Method for forming line pattern
JP2016212286A (en) * 2015-05-11 2016-12-15 大日本印刷株式会社 Color filter, color filter substrate, and display
TWI564597B (en) * 2015-05-29 2017-01-01 鴻海精密工業股份有限公司 Color filter substrate and manufacturing method thereof
CN112014998A (en) * 2020-09-14 2020-12-01 武汉华星光电技术有限公司 Display panel and preparation method thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10104591A (en) * 1996-10-03 1998-04-24 Toray Ind Inc Substrate for liquid crystal display device and liquid crystal display device
JPH11271712A (en) * 1998-03-20 1999-10-08 Toshiba Corp Liquid crystal display device and position detecting device
JP2000035583A (en) * 1998-07-16 2000-02-02 Toshiba Corp Manufacture of planar display device and the device
JP2000122071A (en) * 1998-10-13 2000-04-28 Toshiba Corp Liquid crystal display element and production of liquid crystal display element
JP2006178038A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Toppan Printing Co Ltd Color filter for liquid crystal device and method of manufacturing the same
JP2009025529A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2010286639A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Dainippon Printing Co Ltd Color filter for liquid crystal display device, and liquid crystal display device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10104591A (en) * 1996-10-03 1998-04-24 Toray Ind Inc Substrate for liquid crystal display device and liquid crystal display device
JPH11271712A (en) * 1998-03-20 1999-10-08 Toshiba Corp Liquid crystal display device and position detecting device
JP2000035583A (en) * 1998-07-16 2000-02-02 Toshiba Corp Manufacture of planar display device and the device
JP2000122071A (en) * 1998-10-13 2000-04-28 Toshiba Corp Liquid crystal display element and production of liquid crystal display element
JP2006178038A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Toppan Printing Co Ltd Color filter for liquid crystal device and method of manufacturing the same
JP2009025529A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2010286639A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Dainippon Printing Co Ltd Color filter for liquid crystal display device, and liquid crystal display device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015046018A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 東レ株式会社 Photosensitive light-shielding paste and process for producing laminated pattern for touch sensor
JP5733483B1 (en) * 2013-09-25 2015-06-10 東レ株式会社 Photosensitive light-shielding paste and method for producing laminated pattern for touch sensor
JP2015090419A (en) * 2013-11-06 2015-05-11 凸版印刷株式会社 Color filter, manufacturing method of color filter, liquid crystal display device, and organic el display device
JP2015099263A (en) * 2013-11-19 2015-05-28 東京応化工業株式会社 Method for forming line pattern
JP2016212286A (en) * 2015-05-11 2016-12-15 大日本印刷株式会社 Color filter, color filter substrate, and display
TWI564597B (en) * 2015-05-29 2017-01-01 鴻海精密工業股份有限公司 Color filter substrate and manufacturing method thereof
CN112014998A (en) * 2020-09-14 2020-12-01 武汉华星光电技术有限公司 Display panel and preparation method thereof
CN112014998B (en) * 2020-09-14 2023-01-24 武汉华星光电技术有限公司 Display panel and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP5953848B2 (en) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5953848B2 (en) Color filter forming substrate and liquid crystal display device
JP5741640B2 (en) COLOR FILTER FORMED SUBSTRATE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US20150168827A1 (en) Photoresist composition and method of preparing the same, color film substrate, and display apparatus
JP2000298272A (en) Color liquid crystal display device
JP2008158138A (en) Color filter substrate and liquid crystal display device
KR100856015B1 (en) Liquid crystal display and electronic apparatus
US7705958B2 (en) Method for manufacturing LCD panel comprising spacers having cavity filled with adhesive
JP2014235185A (en) Display device
JP2009058665A (en) Liquid crystal display and its manufacturing method
JP2008090191A (en) Manufacturing method of color filter substrate
JP2009210918A (en) Color filter for in-plane switching liquid crystal driving method, and method for manufacturing the same
JP5277664B2 (en) Color filter for horizontal electric field liquid crystal drive system
JP2008083364A (en) Color filter and manufacturing method thereof
KR102151482B1 (en) Liquid Crystal Display Panel and Manufacturing Method thereof
JP4882830B2 (en) Color filter substrate and liquid crystal display device
JP2012103474A (en) Method for manufacturing color filter substrate, color filter substrate and liquid crystal display device using the same
JP5200411B2 (en) Color filter for horizontal electric field drive liquid crystal display device and method for manufacturing color filter for horizontal electric field drive liquid crystal display device
CN107966847B (en) Display panel and method for manufacturing the same
JP2010243812A (en) Resin composition for color filter, color filter substrate, and liquid crystal display device
JP5167682B2 (en) Color filter for horizontal electric field drive type liquid crystal display device and method for manufacturing color filter for horizontal electric field drive type liquid crystal display device
WO2011080968A1 (en) Method for manufacturing liquid crystal panel
WO2018218884A1 (en) Liquid crystal panel and manufacturing method therefor, liquid crystal display
JP2010243810A (en) Color filter and liquid crystal display device
JP5483220B2 (en) COLOR FILTER FORMED SUBSTRATE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP5983656B2 (en) COLOR FILTER-FORMED SUBSTRATE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND DISPLAY DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20130809

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151104

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160530

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5953848

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees