JP3773620B2 - 液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents
液晶表示装置用カラーフィルタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3773620B2 JP3773620B2 JP14028497A JP14028497A JP3773620B2 JP 3773620 B2 JP3773620 B2 JP 3773620B2 JP 14028497 A JP14028497 A JP 14028497A JP 14028497 A JP14028497 A JP 14028497A JP 3773620 B2 JP3773620 B2 JP 3773620B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- color filter
- crystal display
- display device
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するもので、特にIPS(In−PlaneSwitching)モードに好適な比誘電率の低いオーバーコート層からなるカラーフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
図2は、TN(TwistedNematic)モードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)の一例の画素部を断面で表した説明図である。
図2に示すように、TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)は、偏光層(17)及びカラーフィルタ(4)と、TFT基板(6)及び偏光層(18)とが対向して配置され、この間に液晶材料(19)が封入されている。
カラーフィルタ(4)は、透明基板(10)の一方の面上に遮光部として形成されたブラックマトリックス層(12)と画素として形成されたカラーフィルタ層(13)を有し、この上にオーバーコート層(14)、透明な共通電極層(15)がこの順に形成されている。
また、TFT基板(6)は、透明基板(11)の一方の面上にTFT(50)と透明な画素電極(16)が形成されている。
【0003】
このような、TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)においては、液晶材料(19)は、カラーフィルタ(4)上の透明な共通電極層(15)とTFT基板(6)上の透明な画素電極(16)との間の垂直方向の電界(20)に応答することになる。
すなわち、入射光(40)は、TFT基板(6)上の透明な画素電極(16)と、カラーフィルタ(4)上の透明な共通電極層(15)を透してオン/オフされることになる。
【0004】
このような、TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置用カラーフィルタ(4)のオーバーコート層(14)は、カラーフィルタ層(13)の外観面での平坦性、耐性面での耐湿性、耐薬品性性能などを補うため、また、カラーフィルタ層(13)からの溶出物を阻止(バリア性)するために用いられている。
更に、これらの諸性能に加え、オーバーコート層(14)は透明性(透過率)や、ブラックマトリックス層(12)、カラーフィルタ層(13)、シール剤(図示せず)、透明基板(10)などとの密着性能などを備えていることが求められている。
【0005】
オーバーコート層(14)の材料としては、熱硬化型アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリグリシジルメタクリレート系樹脂、シリカ系無機材などが使用されてきた。
しかし、熱硬化型アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂は耐熱性及び密着性が劣り、ポリグリシジルメタクリレート系樹脂、シリカ系無機材は密着性が劣るなどの問題があり、上記の諸特性すべてを満足するバランスのよい材料はない。
【0006】
また、TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)の欠点として、その視野角の狭いことがあげられており、これまで、このTNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)の視野角を改善するための多くの方式が提案されているが、その中にIPS(In−PlaneSwitching)モードのTFT駆動カラー液晶表示装置がある。
【0007】
IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置において、オーバーコート層の材料として、TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)に使用されてきた上記従来のオーバーコート層の材料を用いると、上記のように諸特性すべてを満足することがない状態に加え、オーバーコート層が帯電状態になりやすく、オーバーコート層近傍の液晶材料の配列が乱れ、残像、コントラスト低下など表示品質に悪影響を及ぼすという問題を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものである。すなわち、平坦性、各種耐性、バリア性、透明性、密着性などの諸特性に加え、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置において、上記のような表示品質の劣化が起こらないよう、オーバーコート層が帯電状態になることを軽減、回避させるために、比誘電率の低い電気特性を有するオーバーコート層からなる液晶表示装置用カラーフィルタを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明は、透明基板上に、遮光部として形成されたブラックマトリックス層と画素として形成されたカラーフィルタ層を有し、この上に塗工したオーバーコート層を有する液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、少なくとも主成分として酸基を有するモノマーと化学式(1)で表わされるモノマーとの共重合体及びエポキシ基を1以上有する化合物を含有する塗工液を用いて塗工し、加熱硬化した比誘電率が4.0以下であるオーバーコート層を有することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【0010】
【化2】
【0011】
また、本発明は、上記第一の発明の液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記酸基を有するモノマーがアクリル酸又はメタクリル酸であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明を一実施形態に基づいて以下に説明する。
図1は、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(1)の一例の画素部を断面で表した説明図である。
図1に示すように、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(1)は、偏光層(17)及びカラーフィルタ(3)と、TFT基板(5)及び偏光層(18)とが対向して配置され、この間に液晶材料(29)が封入されている。
カラーフィルタ(3)は、透明基板(10)の一方の面上に遮光部として形成されたブラックマトリックス層(12)と画素として形成されたカラーフィルタ層(13)を有し、この上にオーバーコート層(14)が形成されて液晶材料(29)と接している。
また、TFT基板(5)は、透明基板(11)の一方の面上にTFT(50)と金属画素電極(26)、金属共通電極(25)が形成されている。
【0014】
このような、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(1)において、液晶材料(29)はTFT基板(5)上の金属画素電極(26)と金属共通電極(25)との間の水平方向の電界(30)に応答することになる。
すなわち、TNモードにおける透明電極は必要とせず、入射光(40)は水平方向の電界(30)に液晶材料(29)が応答して回転し、オン/オフされることになる。
【0015】
このような、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(1)において、オーバーコート層の材料として、TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置(2)に使用されてきた上記従来のオーバーコート層の材料を用いると、液晶表示装置の外部からの影響により、例えば、人の手が液晶表示装置の表面に触れたりすると、偏光層(17)、透明基板(10)、カラーフィルタ層(13)を経て、オーバーコート層(14)が帯電状態になることがある。
オーバーコート層(14)が帯電状態になると、オーバーコート層(14)近傍の液晶材料(29)の配列が乱れ、残像、コントラスト低下など表示品質に悪影響を及ぼすという問題がおこる。
【0016】
本発明は、このような表示品質の劣化が起こらないよう、オーバーコート層(14)が帯電状態になることを軽減、回避させるために、比誘電率の低いオーバーコート層(14)となる材料を使用する。
【0017】
本発明におけるオーバーコート層(14)の材料としては、低い比誘電率を示す、少なくとも主成分として酸基を有するモノマーと化学式(1)で表わされるモノマーとの共重合体及びエポキシ基を1以上有する化合物を含有する熱硬化性樹脂が使用される。
【0018】
【化3】
【0019】
酸基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、ビニル安息香酸または(メタ)アクリル酸のカプロラクトン付加物、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに無水フタル酸などの酸無水物を付加させたものがあげられるが、耐熱性、密着性、透明性の点からメタクリル酸が特に好ましい。
【0020】
酸基を有するモノマーと化学式(1)で表されるモノマーとの共重合体(以下A成分とする)における配合比は、酸基を有するモノマーの配合量が共重合体の10〜70重量%であることが望ましい。多すぎる耐熱性が低下する傾向があり、また少なすぎると接着性が低下する傾向がある。
【0021】
【化4】
【0022】
本発明におけるエポキシ基を1以上有する化合物(以下B成分とする)としては、脂環型エポキシ樹脂、ポリアルコール型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、ビスフェノールAまたはF型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、ポリオレフィン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、メチレンシクロヘキサンオキシド、シクロヘプテンエポキシド、1、2ーエポキシシクロヘキサン等があげられるが、耐熱性、密着性、比誘電率の点からテトラヒドロキシフェニルエタン型が特に好ましい。
【0023】
本発明におけるA成分とB成分の混合比としては、A成分100重量部に対し、B成分30〜200重量部を配合することが望ましい。A成分が少なすぎると硬化が不十分となるため、接着性、バリア性、耐薬品性が不十分となる傾向があり、逆に多すぎると比誘電率が高くなる傾向がある。
【0024】
塗工液には、上記A、B成分の他に、必要に応じて接着性をさらに向上させるシランカップリング剤を添加してもよい。シランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γーメタクロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジエオキシシラン、βー(3, 4ーエポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等があげられる。
【0025】
塗工液は、上記諸成分を均一に混合することにより得られる。これらの成分を混合する方法としては、適切な溶剤に溶解し混合することが望ましい。
【0026】
溶剤としては、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン、プロピオングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、エチルベンゼン、酢酸イソペンチル、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ等があげられるが、溶解性、塗工性の点からシクロヘキサノン、ジエチレングリコールジメチルエーテルが望ましい。
【0027】
塗工液の組成分を混合する順序は特に限定されない。
また、塗工液の溶液濃度についても特に限定するものではなく、使用目的や透明基板への塗布する方法に応じて適宜選択される。一般的には10〜40重量%程度で使用する。
【0028】
塗工液を塗布する方法は特に制限されず、浸漬法、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法などのほか、スクリーン印刷、オフセット印刷などの印刷による塗布方法があげられる。また、塗膜の加熱硬化条件は組成物の各成分の種類、配合割合などにより適宜選択されるが、通常、150℃〜250℃で30分〜2時間程度である。
【0029】
【実施例】
次に、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの形成について、具体的に実施例に従って説明する。
【0030】
〈実施例1〉
(塗工液の調製)
冷却管、攪拌機、温度計を備えた容量1リットルの3径丸底フラスコにメタクリル酸50g、メチルメタクリレート25g、ブチルメタクリレート25g、シクロヘキサノン250gを仕込み、十分に窒素置換をした後、アゾビスイソブチロニトリル1. 5gを加え溶液の温度を80℃に昇温し5時間攪拌を続け共重合体を得た。この共重合体の重量平均分子量はポリスチレン換算で5×104 であった。
得られた共重合体溶液100gに化学式(2)のシクロヘキサノン溶液12%を100g加えて攪拌し塗工液を得た。
【0031】
【化5】
【0032】
(ブラックマトリックス層、カラーフィルタ層の作成)
透明基板として、コーニング(株)製、低膨張ガラス[品番7059、厚さ1.1mm]を用いた。ブラックマトリックス層の材料として、黒色顔料を分散した紫外線硬化型感光性樹脂[富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製、製品名「CK−2000」]をスピンコータにより塗布・乾燥させ、フォトマスクを介して紫外線を照射し、現像処理を行いブラックマトリックス層を形成した。
次に、赤色顔料を分散した紫外線硬化型感光性樹脂[富士ハントエレクトロニクステクノロジー(株)製、製品名「CR−2000」]を用い同様な操作を行い、赤色画素としてのカラーフィルタ層を形成した。
続いて、同様な操作を行い、緑色及び青色の画素としてのカラーフィルタ層を各々形成した。
【0033】
(オーバーコート層の作成)
続いて、このブラックマトリックス層、カラーフィルタ層の上に、上記塗工液を全面にスピンコート法により塗布した。回転数1000rpm、加熱硬化は200°C、60分で膜厚約1.0μのオーバーコート層を得た。
【0034】
得られたカラーフィルタの平坦性は約0.2μで良好、透明性(透過率)は400〜700nmの領域において95%以上で良好、5%NaOH、5%H2 SO4 ,N−メチル−2−ピロリジノンへの耐薬品性は良好、碁盤目試験(JIS,−5400)による密着性は良好、シ−ル剤との密着性は良好、比誘電率は3.7であり、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置に使用して表示品質の劣化はみられなかった。これらの結果を表1に示す。
【0035】
〈実施例2〉
アクリル酸60g、シクロへキシルメタクリレート20g、メチルメタクリレート20g、シクロヘキサノン250gアゾビスイソブチロニトリル1. 2gを実施例1と同様に仕込み共重合体を得た。この共重合体の重量平均分子量は1×105 であった。そして、実施例1と同様にして塗工液を得た後、オーバーコート層を形成した。実施例1同様の試験を行い表1のような結果を得た。
【0036】
〈比較例1〉
フェニルマレイミド50g、グリシジルメタクリレート50g、シクロヘキサノン250g、アゾイソブチロニトリル1. 2gを実施例1と同様に仕込み共重合体を得た。この共重合体の重量平均分子量は4×104 であった。
得られた共重合体溶液100gにトリメリット酸のジグライム溶液12%を25g加えて塗工液を得た後、オーバーコート層を形成した。そして、実施例1と同様の試験を行い表1のような結果を得た。
【0037】
〈比較例2〉
実施例1と同様にグリシジルメタクリレート85g、フェニルマレイミド15g、シクロヘキサノン250g、アゾイソブチロニトリル1gを仕込み共重合体を得た。この共重合体の重量平均分子量は6×104 であった。
そして、実施例1と同様にしてオーバーコート層を形成した。実施例1と同様の試験を行い表1のような結果を得た。
【0038】
【表1】
【発明の効果】
本発明は、オーバーコート層が帯電状態になることを軽減、回避させるために、比誘電率の低いオーバーコート層を用いたので、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置に用いた際、オーバーコート層が帯電しにくくなり、帯電による液晶材料の配列の乱れを防止して、残像の発生や、コントラスト低下など表示品質に対する悪影響を回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置の一例の画素部を断面で表した説明図である。
【図2】TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置の一例の画素部を断面で表した説明図である。
【符号の説明】
1…IPSモードのTFT駆動カラー液晶表示装置
2…TNモードのTFT駆動カラー液晶表示装置
3、4…カラーフィルタ
5、6…TFT基板
10、11…透明基板
12…ブラックマトリックス層
13…カラーフィルタ層
14…オーバーコート層
15…透明な共通電極層
16…透明な画素電極
17、18…偏光層
19、29…液晶材料
20、30…電界
25…金属共通電極
26…金属画素電極
40…入射光
50…TFT
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14028497A JP3773620B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 液晶表示装置用カラーフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14028497A JP3773620B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 液晶表示装置用カラーフィルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10332921A JPH10332921A (ja) | 1998-12-18 |
JP3773620B2 true JP3773620B2 (ja) | 2006-05-10 |
Family
ID=15265209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14028497A Expired - Fee Related JP3773620B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 液晶表示装置用カラーフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3773620B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101002328B1 (ko) | 2003-12-23 | 2010-12-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 횡전계방식 액정표시장치의 제조방법 |
JP2006154514A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタ基板および液晶表示装置 |
CN106652877B (zh) * | 2017-02-09 | 2020-02-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板和显示装置 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP14028497A patent/JP3773620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10332921A (ja) | 1998-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2953594B2 (ja) | 液晶表示装置およびカラーフィルター | |
WO2014114010A1 (zh) | 一种边框胶材、液晶显示面板以及相应的液晶显示器 | |
JP3773620B2 (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルタ | |
JP4342168B2 (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
JP2000239497A (ja) | 透明保護膜用熱硬化樹脂組成物、透明保護膜及びカラーフィルタ | |
JP2000028824A (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれに用いるオーバーコート用樹脂組成物 | |
JP2005281386A (ja) | 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置 | |
JPH04272978A (ja) | コーティング用樹脂組成物およびこれを用いたカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物 | |
JPH04272977A (ja) | 被覆硬化用樹脂組成物およびこれを用いたカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物 | |
JPH1172613A (ja) | カラーフィルター及び液晶表示装置 | |
JP2006126872A (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルタ | |
KR102321076B1 (ko) | 액정 소자의 제조 방법 | |
JP2001255411A (ja) | カラーフィルターおよびそれを用いてなる液晶表示装置 | |
JPH11326623A (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルタの保護膜用樹脂組成物及びその保護膜用樹脂組成物を用いた液晶表示装置用カラーフィルタ | |
JP2000143772A (ja) | 硬化性組成物 | |
WO2018066460A1 (ja) | 液晶装置及びその製造方法 | |
JPH05346506A (ja) | カラーフィルター、その製造方法、カラー液晶ディスプレーおよび液晶素子 | |
JP2006189885A (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルタ | |
JP2692313B2 (ja) | 熱硬化性組成物 | |
JPH05173012A (ja) | カラーフィルタ保護膜用樹脂組成物 | |
JP2001091728A (ja) | カラーフィルター及び液晶表示装置 | |
JP3579985B2 (ja) | 保護膜形成用組成物および保護膜 | |
JPH061944A (ja) | コーティング用樹脂組成物およびこれを用いたカラーフィルタ保護膜用樹脂組成物 | |
WO2001048108A1 (fr) | Composition de revêtement | |
JP3291863B2 (ja) | 液晶パネル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100224 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100224 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110224 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120224 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130224 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140224 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |