JP4506231B2 - Color filter substrate for IPS liquid crystal display device and IPS liquid crystal display device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、広く情報端末の表示媒体として普及している液晶表示装置に好適に使用されている液晶表示装置用カラーフィルター基板およびそれを用いた液晶表示装置に関するものであり、特に、表示媒体サイズの極小化において、表示特性を損なわず、コスト面および品質面に優れた液晶表示装置カラーフィルターおよびそれを用いることで得られる高品質の液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a color filter substrate for a liquid crystal display device that is suitably used for a liquid crystal display device that is widely used as a display medium for information terminals, and a liquid crystal display device using the color filter substrate. The present invention relates to a liquid crystal display device color filter excellent in cost and quality without impairing display characteristics, and a high quality liquid crystal display device obtained by using the same.

近年の液晶表示装置は、長年に渡る画像表示能力の信頼性に基づき、テレビやパーソナルコンピューター用途の大型表示デバイスから携帯情報端末用途の小型デバイスまで、市場の裾野を拡大してきた。液晶表示装置に求められる特性はその用途から多岐に渡るが、中でも近年急速に普及した携帯電話に代表されている小型液晶表示装置では、限られたスペースに表示部を収納する必要があり、液晶表示装置のサイズを極小化することが重要な開発要素であった。   In recent years, liquid crystal display devices have expanded the market base from large display devices for televisions and personal computers to small devices for portable information terminals based on the reliability of image display capability over many years. The characteristics required for liquid crystal display devices vary widely depending on the application, but in particular, small liquid crystal display devices typified by mobile phones, which have rapidly spread in recent years, require a display unit to be stored in a limited space. Minimizing the size of the display device was an important development factor.

従来の液晶表示装置は、液晶を狭持し対向するカラーフィルターと電極基板を配置する液晶パネル部と、ポリイミドフィルムに銅配線を積層した所謂TABフィルム上に液晶駆動用回路等を形成し液晶パネル部に接続した実装回路部分により構成されていた。この構成では、表示部以外に余分なスペースが必要であるため液晶表示装置のサイズが大きくなる欠点があり、小型液晶表示装置の普及と相まって表示部のコンパクト化を満たす液晶表示装置の構成が検討されてきた。その中の一つに、多結晶シリコンの形成技術を電極基板を用いた液晶表示装置が挙げられる(非特許文献1および非特許文献2参照)。   In a conventional liquid crystal display device, a liquid crystal panel is formed on a so-called TAB film in which a copper film is laminated on a polyimide film and a liquid crystal panel portion in which a color filter and an electrode substrate are sandwiched and sandwiched, and a copper wiring is laminated on a polyimide film It was comprised by the mounting circuit part connected to the part. This configuration has the disadvantage of increasing the size of the liquid crystal display device because it requires extra space in addition to the display portion, and considering the configuration of the liquid crystal display device that satisfies the downsizing of the display portion in conjunction with the popularization of small liquid crystal display devices It has been. One of them is a liquid crystal display device using an electrode substrate as a technique for forming polycrystalline silicon (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

また、電極基板上に液晶駆動用電極(あるいはスイッチング素子と呼ばれることもある)として形成されている薄膜トランジスタ(TFT)材料には、これまで非晶質シリコンが使用されてきた。非晶質シリコンは、電流漏洩の少なく良好な電気特性を示しながらも、SiO2層を比較的低温で加熱し得られることから、安価で容易にガラス基板上に電極を形成でき、他の素子に比べると製造コスト面で優れていた。しかしながら、非晶質シリコンは、結晶の連続性が低いことから電子移動度(あるいは電界移動効果度と呼ばれることもある)が小さく信号遅延が無視できないため、単純なオンオフ制御を行う液晶駆動用電極には使用できるが、複雑な回路を構成することは困難であり、そのことが液晶パネル部外部への実装回路が必要な要因であった。 Further, amorphous silicon has been used so far as a thin film transistor (TFT) material formed as an electrode for driving a liquid crystal (or sometimes called a switching element) on an electrode substrate. Amorphous silicon is capable of heating an SiO 2 layer at a relatively low temperature while exhibiting good electrical characteristics with little current leakage, so that an electrode can be easily formed on a glass substrate at a low cost. Compared to, the manufacturing cost was superior. However, since amorphous silicon has a low crystal continuity, the electron mobility (or sometimes referred to as field transfer effect) is small and the signal delay cannot be ignored. However, it is difficult to construct a complicated circuit, which is a factor that requires a circuit mounted outside the liquid crystal panel.

一方で、非晶質シリコンに比べ結晶性が高い多結晶シリコンでは、電子移動度が高く複雑な回路上でも十分な信号速度が得ることができる。したがって、多結晶シリコンを材料として用いることで電極基板上に液晶駆動用電極だけではなく、液晶駆動用回路を形成することが可能となり、電極基板内に駆動用回路を内在できる分、液晶表示装置サイズの大幅な小型化を達成することが可能となった。   On the other hand, polycrystalline silicon, which has higher crystallinity than amorphous silicon, has a high electron mobility, and a sufficient signal speed can be obtained even on a complicated circuit. Therefore, it becomes possible to form not only a liquid crystal driving electrode on the electrode substrate but also a liquid crystal driving circuit on the electrode substrate by using polycrystalline silicon as a material, and the liquid crystal display device can be included in the electrode substrate. It has become possible to achieve a significant reduction in size.

さらに、これまで多結晶シリコンの製造工程では1,000℃前後の結晶化温度を必要としていたが、現在では450℃前後の加熱処理と高エネルギーレーザー光を組み合わせた結晶化工程に代表されている低コスト技術が採用され、小型液晶表示装置に好適な組合せとして急速に普及してきており、現在では多結晶シリコンを用いた液晶表示装置の多くが、その利点を生かし極力サイズが小さくなるように駆動用回路を表示領域周囲に配置するような構成となっている。   Furthermore, until now, the manufacturing process of polycrystalline silicon has required a crystallization temperature of around 1,000 ° C., but now it is represented by a crystallization process combining a heat treatment of around 450 ° C. and a high energy laser beam. Low cost technology has been adopted, and it has been rapidly spreading as a suitable combination for small liquid crystal display devices. Currently, many liquid crystal display devices using polycrystalline silicon are driven to make the size as small as possible by taking advantage of their advantages. The circuit is arranged around the display area.

これに対して、多結晶シリコンを用いた液晶表示装置に使用されているカラーフィルターは、透明基板上に少なくとも複数の着色層を形成した後に着色層上に透明保護膜層又は透明電極層を最上層に積層する既存の構成が用いられるが、電極基板上に設けられた液晶駆動用回路に対する電気的絶縁の配慮がなされていない。すなわち、カラーフィルター基板上の最上層に透明電極層が積層されている場合、当該透明電極層は十分に液晶駆動領域確保の観点から非表示領域の一部まで形成されていることが一般的であり、非表示領域に液晶駆動用回路を配置した電極基板との貼り合わせにおいて透明電極層と駆動用回路間の絶縁を十分保持できず電気的短絡により表示不良の防止や、最上層に透明保護膜が積層されている場合においても、液晶駆動用回路から発生した電磁場の影響により当該保護膜上に生じた分極起因と推定されている駆動用回路の静電破壊の防止が課題であった。   In contrast, a color filter used in a liquid crystal display device using polycrystalline silicon forms a transparent protective film layer or a transparent electrode layer on a colored layer after forming at least a plurality of colored layers on a transparent substrate. Although the existing structure laminated on the upper layer is used, no consideration is given to electrical insulation for the liquid crystal driving circuit provided on the electrode substrate. That is, when a transparent electrode layer is laminated on the uppermost layer on the color filter substrate, the transparent electrode layer is generally formed up to a part of the non-display area from the viewpoint of securing the liquid crystal driving area. Yes, it is not possible to maintain sufficient insulation between the transparent electrode layer and the driving circuit when bonded to the electrode substrate with the liquid crystal driving circuit arranged in the non-display area. Even in the case where the films are laminated, it is a problem to prevent electrostatic breakdown of the driving circuit, which is estimated to be caused by polarization generated on the protective film due to the influence of the electromagnetic field generated from the liquid crystal driving circuit.

電気的短絡や静電破壊を抑制するためには、カラーフィルター基板と電極基板間の微小な間隙を均一に保持する必要がある。従来はセラミックスビーズやガラス繊維など概ね単一形状のスペーサー材料を基板上に散布し貼り合わせる方式が主流であった。しかし、これらのスペーサー材料は単純に散布されているだけであり、その分布に依存して基板間隙が不均一となり、駆動用電極近傍の間隙が著しく狭くなり電気的短絡が発生することが問題であり、また表示領域内においては、スペーサー材料近傍では表示光が散乱されているため表示ムラや輝点不良等の表示性能低下が発生することが問題であった。したがって、現在では前記課題を解決するため、カラーフィルター基板上に少なくとも樹脂からなる柱状スペーサーを固着し基板間隙を均一に保持する構成が広く用いられている(特許文献1および特許文献2参照)。   In order to suppress electrical short-circuiting and electrostatic breakdown, it is necessary to uniformly maintain a minute gap between the color filter substrate and the electrode substrate. Conventionally, a method in which a spacer material having a substantially single shape such as ceramic beads or glass fiber is spread and bonded onto a substrate has been the mainstream. However, these spacer materials are simply sprayed, and depending on their distribution, the substrate gap becomes non-uniform, the gap near the drive electrode becomes extremely narrow, and an electrical short circuit occurs. In addition, in the display area, display light is scattered in the vicinity of the spacer material, which causes a problem of display performance deterioration such as display unevenness and defective bright spots. Therefore, at present, in order to solve the above-described problem, a configuration in which a columnar spacer made of at least a resin is fixed on a color filter substrate and the substrate gap is uniformly maintained (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

柱状スペーサーの場合、均一な分布状態で固定できることや表示光の散乱が少なくともスペーサー材料に比べ弱いという利点がある一方で、所定の基板間隙を得るために柱状スペーサーの高さを2〜10μm程度の微小突起として設ける必要がある。ところが、電極基板上の非表示領域に液晶駆動用回路を配した液晶表示装置においては、電極基板とカラーフィルター間を柱状スペーサーによる十分な間隙を保持しても表示不良が発生することがあった。   In the case of columnar spacers, there is an advantage that they can be fixed in a uniform distribution state and the scattering of display light is at least weaker than that of the spacer material. On the other hand, in order to obtain a predetermined substrate gap, the height of the columnar spacer is about 2 to 10 μm. It is necessary to provide as minute protrusions. However, in a liquid crystal display device in which a liquid crystal driving circuit is arranged in a non-display area on the electrode substrate, display defects may occur even if a sufficient gap is formed between the electrode substrate and the color filter by a columnar spacer. .

これらの原因について、本発明者らは次のように類推した。すなわち、柱状スペーサーは、その配置条件によっては電極基板とカラーフィルター基板の貼り合わせ時に押しつぶされ、液晶駆動用回路とカラーフィルター基板間の間隙が狭くなる。この間隙変化は従来の液晶表示装置では表示不良にはなり得ない程度であるとしても、駆動回路により発生する分極現象などで電極基板上で帯電が発生し、カラーフィルター基板間での放電や静電破壊などにおいて駆動回路が異常を来し表示不良が生じると類推した。   About these causes, the present inventors analogized as follows. That is, the columnar spacer is crushed when the electrode substrate and the color filter substrate are bonded together depending on the arrangement condition, and the gap between the liquid crystal driving circuit and the color filter substrate is narrowed. Even if this change in the gap is such that a conventional liquid crystal display device cannot cause a display failure, charging is generated on the electrode substrate due to a polarization phenomenon generated by the drive circuit, and the discharge and static electricity between the color filter substrates are caused. The analogy was that the drive circuit would become abnormal due to electrical breakdown, resulting in poor display.

カラーフィルター基板と電極基板間での短絡に関しては、少なくとも着色層、柱状スペーサーおよび透明電極層の順に積層されているカラーフィルターにおいて、柱状スペーサー上面の透明電極層が対向の液晶駆動用電極と短絡することが知られている。この種の不良防止のためには、柱状スペーサー上面の透明電極層を除去する方法(特許文献2、特許文献3および特許文献4参照)や、柱状スペーサー上部に絶縁膜を形成し駆動用電極との絶縁保持を行う方法(特許文献5参照)が採用されているが、透明電極層の除去や絶縁膜形成には、工程数増加による高コスト化や歩留まり低下などの新たな問題点がある。さらには、表示領域内に設けられた液晶駆動用電極に対してのは有効な手段であるが、駆動用電極の10倍以上の大きさを有する非表示領域に設けられた液晶駆動用回路に対しの検討としては不十分であった。   Regarding the short circuit between the color filter substrate and the electrode substrate, the transparent electrode layer on the top of the columnar spacer is short-circuited with the opposite liquid crystal driving electrode in the color filter that is laminated in the order of at least the colored layer, the columnar spacer, and the transparent electrode layer. It is known. In order to prevent this type of defect, a method of removing the transparent electrode layer on the upper surface of the columnar spacer (see Patent Document 2, Patent Document 3 and Patent Document 4), an insulating film is formed on the columnar spacer, However, the removal of the transparent electrode layer and the formation of the insulating film have new problems such as an increase in cost and a decrease in yield due to an increase in the number of processes. Further, although it is an effective means for the liquid crystal driving electrode provided in the display area, the liquid crystal driving circuit provided in the non-display area having a size 10 times or more that of the driving electrode. However, this was not enough for the study.

また、カラーフィルター基板上の柱状スペーサーを駆動用電極部を外して形成し、電極保護や短絡防止を図る提案(特許文献6参照)がある。この手段では駆動用回路とカラーフィルタ基板上の透明電極層間は空気が満たされているため非常に高い絶縁性を保持することが可能であるが、領域面積の大きい駆動用回路部分で基板間の保持が無ければ周囲の間隙が不均一となることが自明であり、表示品質上に問題が発生する。   In addition, there is a proposal (see Patent Document 6) in which columnar spacers on the color filter substrate are formed by removing the driving electrode portion to protect the electrodes and prevent short circuits. In this method, since the space between the driving circuit and the transparent electrode layer on the color filter substrate is filled with air, it is possible to maintain a very high insulating property. If there is no holding, it is obvious that the surrounding gaps are non-uniform, which causes a problem in display quality.

さらに、カラーフィルター基板上の透明電極層と電極基板上の画素電極の電気的短絡については、透明電極層上に柱状スペーサーを形成した上で配向膜を積層することにより絶縁性を付与し絶縁を保持する技術(特許文献7参照)がある。しかしながら、その特許文献7に記載の通り、駆動電圧が低く、単純な動作を行う画素電極に対しては絶縁性に効果を発揮するが、複雑な処理を行う駆動用回路に対しては十分な絶縁を保つとは言い難い。   In addition, regarding the electrical short circuit between the transparent electrode layer on the color filter substrate and the pixel electrode on the electrode substrate, insulation is provided by forming an alignment film after forming a columnar spacer on the transparent electrode layer. There is a technology to hold (see Patent Document 7). However, as described in Patent Document 7, the drive voltage is low and the pixel electrode that performs a simple operation is effective for insulation, but is sufficient for a drive circuit that performs complex processing. It is hard to say that insulation is maintained.

一方、絶縁保持技術についての技術とは異なるが、柱状スペーサーが基板の貼り合わせ時に押しつぶされていることを抑制するため、表示領域内外での柱状スペーサー分布についての技術が開示されている(特許文献8および特許文献9参照)。表示領域内の柱状スペーサーの配置密度に対して、領域外における配置密度を高める該手段は、貼り合わせ時において不必要に基板間隙が減少することで発生する電気的短絡に対しては有効な手段となり得るが、絶縁保持技術としての検討が不十分であり、電極基板上の液晶駆動用回路とカラーフィルター基板間に電気的絶縁を保持するため特有な条件を見出す必要があった。   On the other hand, although it is different from the technique for the insulation holding technique, a technique for columnar spacer distribution inside and outside the display region is disclosed in order to prevent the columnar spacers from being crushed when the substrates are bonded (Patent Literature). 8 and Patent Document 9). The means for increasing the arrangement density outside the area with respect to the arrangement density of the columnar spacers in the display area is an effective means for an electrical short circuit that occurs due to an unnecessarily reduced substrate gap during bonding. However, the examination as an insulation holding technique is insufficient, and it is necessary to find a specific condition for holding electrical insulation between the liquid crystal driving circuit on the electrode substrate and the color filter substrate.

以上のように、液晶駆動用回路を表示領域外に設けた電極基板と当該駆動用回路に対向するカラーフィルター基板間の絶縁保持技術は未だ未熟であり、現状では、例えば駆動用回路に対応する領域の透明電極層を除去することが最も簡便な短絡防止手段として用いられている。透明電極層の除去方法としては、マスキングやエッチングやレーザー加工などが挙げられるが(特許文献10参照)、表示領域近傍での微細加工技術が必要であり、除去の仕方によっては駆動用回路領域に電極が残存するための短絡や表示領域の電極欠けにより表示不良が発生し歩留まりが低下する。特に、多結晶シリコンを使用した液晶表示装置では、表示領域周囲に駆動用回路を配置できる利点を生かし、極力周辺領域の削減に努めることから、難易度の高い透明電極層加工を伴わない絶縁保持技術を発明する必要が生じた一因となった。
特開昭60−217337号公報 特開平11−344700号公報 特開2000−131701号公報 特開平10−282332号公報 特開2001−249211号公報 特開2003−131701号公報 特開2003−43497号公報 特開2002−277865号公報 特開2000−56314号公報 特開平8−234190号公報 p.5 「液晶学会誌」、2000年 vol.4 No.2 p.131 「日経マイクロデバイス別冊フラットパネル・ディスプレイ(実務編)」、2002年、 p.102
As described above, the insulation holding technology between the electrode substrate in which the liquid crystal driving circuit is provided outside the display area and the color filter substrate facing the driving circuit is still immature, and currently corresponds to, for example, the driving circuit. Removing the transparent electrode layer in the region is used as the simplest means for preventing a short circuit. Examples of the method for removing the transparent electrode layer include masking, etching, laser processing, and the like (see Patent Document 10). However, a fine processing technique in the vicinity of the display area is required, and depending on the method of removal, the driving circuit area may be removed. A display defect occurs due to a short circuit due to the remaining electrode or an electrode defect in the display region, resulting in a decrease in yield. In particular, liquid crystal display devices using polycrystalline silicon make use of the advantage that a drive circuit can be placed around the display area and strive to reduce the peripheral area as much as possible. This contributed to the need to invent the technology.
JP 60-217337 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-344700 JP 2000-131701 A JP-A-10-282332 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-249221 JP 2003-131701 A JP 2003-43497 A JP 2002-277865 A JP 2000-56314 A JP-A-8-234190 p. 5 “Journal of Liquid Crystal Society”, 2000 vol. 4 No. 2 p. 131 “Nikkei Microdevices separate volume flat panel display (practical)”, 2002, p. 102

本発明の目的は、以上のような従来技術の欠点を鑑み検討した結果、電極基板上の非表示領域に液晶駆動用回路を設けることが可能な多結晶シリコンを使用した液晶表示装置において、カラーフィルター基板の最上層に積層されている透明電極層や透明保護膜層と駆動用回路の電気的短絡を防止する技術の重要性に着目し、表示特性を損なわず簡便な方法で絶縁保持が可能な技術を用いた液晶表示装置用カラーフィルター基板および液晶表示装置を提供することにある。   The object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using polycrystalline silicon that can provide a liquid crystal driving circuit in a non-display area on an electrode substrate as a result of examination in view of the drawbacks of the prior art as described above. Focusing on the importance of technology to prevent electrical short circuit between the transparent electrode layer and transparent protective film layer laminated on the top layer of the filter substrate and the drive circuit, insulation can be maintained in a simple manner without impairing display characteristics Another object of the present invention is to provide a color filter substrate for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device using various techniques.

本発明の電極基板上に形成された液晶駆動用回路とカラーフィルター基板との電気的短絡を防止する技術は次の構成により解決されている。   The technology for preventing an electrical short circuit between the liquid crystal driving circuit formed on the electrode substrate of the present invention and the color filter substrate has been solved by the following configuration.

すなわち、本発明のカラーフィルター基板は、電極基板間に液晶層が狭持されてなり、前記電極基板は、基板上に少なくとも所定パターンで液晶駆動用電極が配列された表示領域と液晶駆動用回路が設けられた非表示領域を有し、前記カラーフィルター基板は、少なくとも前記電極基板の液晶駆動用電極に対応する位置に複数の着色領域を設けた表示領域上に配する柱状スペーサーと表示領域周囲に形成された前記非表示領域の液晶駆動用回路に相対する位置に絶縁層を有し、絶縁層と柱状スペーサーの体積抵抗値がカラーフィルター基板最上層の体積抵抗値と同一又は大きく、かつ絶縁層と柱状スペーサーの比誘電率がカラーフィルター基板最上層の比誘電率と同一又は小さいことを特徴とするIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板である。 That is, the color filter substrate of the present invention includes a liquid crystal layer sandwiched between electrode substrates, and the electrode substrate includes a display region in which liquid crystal driving electrodes are arranged in at least a predetermined pattern on the substrate and a liquid crystal driving circuit. The color filter substrate has a columnar spacer disposed on a display region provided with a plurality of colored regions at positions corresponding to the liquid crystal driving electrodes of the electrode substrate, and a periphery of the display region. the insulating layer possess position opposing to the liquid crystal driving circuit of the non-display region formed on the insulating layer and the volume resistance value of the volume resistivity of the columnar spacers is color filter substrate top layer and the same or larger, and an insulating IPS type color filter for a liquid crystal display device having a relative dielectric constant of the layer and the columnar spacer and wherein the dielectric constant and the same as or less of the color filter substrate top layer It is a plate.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルターは、次の好ましい態様を含んでいる
(1) 絶縁層が柱状スペーサーと同一材料を用いて形成されている液晶表示装置用カラーフィルター基板。
(2) 絶縁層が台形状の断面積を有する直方体状に形成されている液晶表示装置用カラーフィルター基板。
(3)非表示領域の遮光領域上に形成された絶縁層の遮光領域最下部からの高さhiと、表示領域の遮光領域上に形成された柱状スペーサーの遮光領域最下部からの高さhsの関係が|hi−hs|≦1.0μmを満たす液晶表示装置用カラーフィルター基板
The color filter for a liquid crystal display device of the present invention includes the following preferred embodiments .
(1) A color filter substrate for a liquid crystal display device, wherein the insulating layer is formed using the same material as the columnar spacer.
(2) A color filter substrate for a liquid crystal display device, wherein the insulating layer is formed in a rectangular parallelepiped shape having a trapezoidal cross-sectional area.
(3) The height hi of the insulating layer formed on the light shielding area of the non-display area from the bottom of the light shielding area, and the height hs of the columnar spacer formed on the light shielding area of the display area from the bottom of the light shielding area. A color filter substrate for a liquid crystal display device satisfying | hi-hs | ≦ 1.0 μm .

さらに、本発明の上記IPS方式液晶表示装置用カラーフィルターを用いて、高品質のIPS方式液晶表示装置を製造することができる。 Furthermore, a high quality IPS liquid crystal display device can be manufactured using the color filter for IPS liquid crystal display device of the present invention.

本発明のIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板では、柱状スペーサーと絶縁層を形成し、上述のような構成を用いることで、電極基板上に設けられた液晶駆動用回路との電気的絶縁を簡便に保持することが可能であり、液晶駆動用回路を内在しサイズを極小化した液晶表示装置に対し、低コストかつ高品質なIPS方式液晶表示装置用カラーフィルターを提供することが可能である。 In the color filter substrate for an IPS mode liquid crystal display device of the present invention, a columnar spacer and an insulating layer are formed, and electrical insulation from the liquid crystal driving circuit provided on the electrode substrate is achieved by using the above-described configuration. It is possible to provide a low-cost and high-quality color filter for an IPS liquid crystal display device with respect to a liquid crystal display device that can be easily held and has a liquid crystal driving circuit and a miniaturized size. .

以下に、図面を用いて本発明のカラーフィルターおよび液晶表示装置について例示詳述するが、本発明はこれらに限定されているものではない。   Hereinafter, the color filter and the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1は、本発明の柱状スペーサーと絶縁層を設けた液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略断面図であり、図2は図1の液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略正面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a color filter substrate for a liquid crystal display device provided with columnar spacers and an insulating layer of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view of the color filter substrate for a liquid crystal display device of FIG.

図1と図2に示す本発明の液晶表示装置用カラーフィルター基板では、基板1上に、少なくとも所定パターンで液晶駆動用電極2を配列した表示領域Rと液晶駆動用信号を液晶駆動用電極2に与えるための液晶駆動用回路3を配した非表示領域URを有し、液晶駆動用電極2及び液晶駆動用回路3上に絶縁膜4を設けた電極基板Dがあり、この電極基板Dに相対して、他方の基板1’上に、電極基板Dの表示領域Rに配置された液晶駆動用電極2の所定パターンを分割する遮光層5と非表示領域URに遮光層5’を設け、前記所定パターン上に複数の着色領域6(6R、6G、6B)を配し、着色領域6上に透明保護膜7を介して透明電極層8が積層されているカラーフィルター基板Cが、液晶層11を狭持するようにして配置されている。そして、表示領域Rの透明電極層8上には少なくとも樹脂からなる柱状スペーサー9が配置されており、また、非表示領域URの透明電極層8上には、電極基板D上の液晶駆動用回路3と対向する液晶駆動用回路領域3’に絶縁層10が配置されている。図2においては、前記電極基板D上の液晶駆動用回路3とカラーフィルター基板C上の液晶駆動用回路領域3’上に形成されている絶縁層10はいずれも液晶層11中に埋設しているが、液晶層外の非表示領域に形成してもよい。   In the color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, a display region R in which liquid crystal driving electrodes 2 are arranged in at least a predetermined pattern on the substrate 1 and a liquid crystal driving signal are supplied to the liquid crystal driving electrode 2. There is a non-display region UR in which a liquid crystal driving circuit 3 is provided for providing an electrode substrate D having an insulating film 4 provided on the liquid crystal driving electrode 2 and the liquid crystal driving circuit 3. In contrast, on the other substrate 1 ′, a light shielding layer 5 ′ is provided in the non-display area UR and a light shielding layer 5 that divides a predetermined pattern of the liquid crystal driving electrodes 2 arranged in the display area R of the electrode substrate D, A color filter substrate C in which a plurality of colored regions 6 (6R, 6G, 6B) are arranged on the predetermined pattern and a transparent electrode layer 8 is laminated on the colored regions 6 with a transparent protective film 7 interposed therebetween is a liquid crystal layer. 11 is arranged so as to hold it. A columnar spacer 9 made of at least a resin is disposed on the transparent electrode layer 8 in the display region R, and a liquid crystal driving circuit on the electrode substrate D is disposed on the transparent electrode layer 8 in the non-display region UR. An insulating layer 10 is disposed in the liquid crystal driving circuit region 3 ′ opposite to the liquid crystal driving circuit 3. In FIG. 2, the insulating layer 10 formed on the liquid crystal driving circuit 3 on the electrode substrate D and the liquid crystal driving circuit region 3 ′ on the color filter substrate C are both embedded in the liquid crystal layer 11. However, it may be formed in a non-display area outside the liquid crystal layer.

図3〜図5に示した液晶表示装置用カラーフィルター基板は、本発明の他の態様であり、図3の柱状スペーサーと絶縁層を設けるカラーフィルター基板の最上層が透明保護膜層7であること以外の基本的構造は、上記の図1の液晶表示装置用カラーフィルター基板と同じである。また、図4の概略正面図は、絶縁層を非表示領域UR周囲に渡り構成していること以外の基本構造は図2の液晶表示装置用カラーフィルター基板と同一である。さらに、図5のカラーフィルター基板は、図1の非表示領域UR内に配置された絶縁層の積層構造を変更しており、絶縁層下部に着色領域と同一の材料を用いて下層形成する以外の基本的構造は図1の液晶表示装置用カラーフィルター基板と同じである。   The color filter substrate for a liquid crystal display device shown in FIG. 3 to FIG. 5 is another embodiment of the present invention, and the uppermost layer of the color filter substrate provided with the columnar spacer and the insulating layer of FIG. The basic structure other than this is the same as the color filter substrate for a liquid crystal display device shown in FIG. The basic front view of FIG. 4 is the same as the color filter substrate for the liquid crystal display device of FIG. 2 except that the insulating layer is formed around the non-display area UR. Further, the color filter substrate of FIG. 5 has a different laminated structure of the insulating layer arranged in the non-display area UR of FIG. 1 except that the lower layer is formed using the same material as the colored area under the insulating layer. The basic structure is the same as the color filter substrate for a liquid crystal display device of FIG.

本発明において、電極基板Dとカラーフィルター基板Cに用いられる基板1、1’としては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラスおよび表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、プラスチックのフィルムまたはシートなどの透明基板等が好ましく用いられる。   In the present invention, the substrates 1 and 1 ′ used for the electrode substrate D and the color filter substrate C are, for example, inorganic glasses such as quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and soda lime glass whose surface is coated with silica. A transparent substrate such as a plastic film or sheet is preferably used.

カラーフィルター基板Cの基板1’上に設けられる遮光層5、5’には、クロムやニッケルなどの金属膜、金属酸化膜、金属酸窒化膜、あるいはこれらの積層膜からなる金属遮光層を使用してもよく、さらに遮光層5、5’は、黒色顔料、黒色染料および金属酸化物などの遮光剤を分散体とする樹脂膜からなる樹脂遮光層であってもよい。   For the light shielding layers 5 and 5 ′ provided on the substrate 1 ′ of the color filter substrate C, a metal light shielding layer made of a metal film such as chromium or nickel, a metal oxide film, a metal oxynitride film, or a laminated film thereof is used. Further, the light shielding layers 5 and 5 ′ may be resin light shielding layers made of a resin film in which a light shielding agent such as a black pigment, a black dye, and a metal oxide is used as a dispersion.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルター基板では、安価に製造が可能であり、環境に対し低負荷であり、さらには、電極基板Dとの電気的遮蔽性を考慮して金属系薄膜に比べ電気伝導度の低い樹脂遮光層が好適である。樹脂遮光層は液晶表示装置の遮光性能を保持するために、厚さ0.5〜1.5μmの範囲で光学濃度2.1以上を有することが好ましい。   The color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention can be manufactured at low cost, has a low load on the environment, and is more electrically conductive than a metal-based thin film in consideration of electrical shielding with the electrode substrate D. A resin light shielding layer having low conductivity is suitable. In order to maintain the light shielding performance of the liquid crystal display device, the resin light shielding layer preferably has an optical density of 2.1 or more in a thickness range of 0.5 to 1.5 μm.

樹脂遮光層に用いられる樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびゼラチンなどの感光性樹脂または非感光性樹脂等の材料が好ましく用いられる。   Examples of the resin used for the resin light-shielding layer include materials such as epoxy resins, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, polyimide resins, polyolefin resins, and photosensitive resins such as gelatin and non-photosensitive resins. Is preferably used.

樹脂遮光層に用いられる遮光剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、酸化窒化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、顔料やこれらの混合物などが好ましい。中でも、カーボンブラックは、安価であり製造コスト面からも好適な材料と言える。ただし、カーボンブラックは、酸化金属に比べ抵抗値が低いことから、導電性を示す場合がある。この場合、本発明を適用することで品質面の安定化が得られる。   As a light-shielding agent used for the resin light-shielding layer, for example, metal oxide powders such as carbon black, titanium oxide, titanium oxynitride, and iron tetroxide, metal sulfide powders, pigments, and mixtures thereof are preferable. Among these, carbon black is inexpensive and can be said to be a suitable material from the viewpoint of manufacturing cost. However, since carbon black has a lower resistance value than metal oxide, it may exhibit conductivity. In this case, stabilization of quality can be obtained by applying the present invention.

さらに、樹脂遮光層の色調を調整するため、補色顔料を混合することができる。特に前記遮光剤のみを使用すると樹脂遮光層が着色を呈することから、表示特性の面においても無彩色にすることが好ましい。さらに、安価な遮光層を形成するために、着色領域を少なくとも2色以上用いた積層膜を代用してもよい。   Furthermore, in order to adjust the color tone of the resin light-shielding layer, a complementary color pigment can be mixed. In particular, when only the light-shielding agent is used, the resin light-shielding layer is colored. Therefore, it is preferable that the display characteristics are achromatic. Furthermore, in order to form an inexpensive light-shielding layer, a laminated film using at least two colored regions may be substituted.

カラーフィルター基板の表示領域Rに前記遮光層5をもって形成されている所定パターンの配列は、ストライプ状配列やデルタ状配列が代表的であるが特に限定されない。   The arrangement of the predetermined pattern formed with the light shielding layer 5 in the display region R of the color filter substrate is typically a stripe arrangement or a delta arrangement, but is not particularly limited.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルター基板に形成されている着色領域6(6R、6G、6B)は、カラー表示に必要な構成であれば特に限定されず、加法混色であれば赤、青および緑の3色、減法混色であればシアン、マゼンタおよびイエローの3色が使用可能である。着色領域には、一般に顔料や染料のような着色剤を分散体とした樹脂が用いられ、液晶表示装置において所望の表示特性を得るために赤、橙、黄、緑、青または紫などの顔料や染料の着色剤が好適に用いられる。   The colored region 6 (6R, 6G, 6B) formed on the color filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited as long as it is a configuration necessary for color display, and red, blue, and Three colors of cyan, magenta, and yellow can be used as long as they are green and subtractive colors. In the colored region, a resin in which a colorant such as a pigment or dye is generally used as a dispersion is used, and a pigment such as red, orange, yellow, green, blue or purple is used to obtain desired display characteristics in a liquid crystal display device. And dye colorants are preferably used.

前記着色剤としては、有機顔料、無機顔料および染料などが好適である。なお、前記顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理または顔料誘導体処理などの表面処理がされていてもよい。一般に、顔料および染料の色を特定する記号として、PR(ピグメントレッド)、PG(ピグメントグリーン)あるいはPB(ピグメントブルー)等のカラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourrists社発行)が用いられる。正式表記としては、C.I.の後に特定の色記号(例えば、C.I.PR254など)で表示されているが、本発明の説明においては、前記C.I.の表記は省略(例えば、C.I.PR254ならば、PR254)する。   As the colorant, organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like are suitable. The pigment may be subjected to a surface treatment such as rosin treatment, acidic group treatment, basic treatment, or pigment derivative treatment, if necessary. In general, as a symbol for specifying the color of pigments and dyes, color indexes such as PR (Pigment Red), PG (Pigment Green) or PB (Pigment Blue) (CI; issued by The Society of Dyers and Colorours) Used. For formal notation, C.I. I. Is displayed with a specific color symbol (for example, CI PR254 etc.), but in the description of the present invention, the C.I. I. Is omitted (for example, PR254 for CI PR254).

また着色剤の分散体に使用されている樹脂成分としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂およびエポキシ系樹脂などの感光性樹脂または非感光性樹脂やこれらの混合材料が好適に用いられる。さらに着色領域中には、紫外線吸収剤や分散剤などの種々の添加剤を添加してもよく、分散剤としては界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体および高分子分散剤などの広範囲のものが使用されている。なお、ここに説明したカラー表示以外に本発明の液晶表示装置用カラーフィルター基板では、着色領域として透過率85%以上の透明樹脂を用いてを形成し白黒表示としてもよい。   As the resin component used in the colorant dispersion, for example, photosensitive resins such as acrylic resins, polyimide resins, and epoxy resins, non-photosensitive resins, and mixed materials thereof are preferably used. Further, various additives such as an ultraviolet absorber and a dispersant may be added to the colored region. Examples of the dispersant include a surfactant, a pigment intermediate, a dye intermediate, and a polymer dispersant. A wide range is used. In addition to the color display described here, the color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention may be formed by using a transparent resin having a transmittance of 85% or more as a colored region for black and white display.

本発明の液晶表示装置用透明電極層8には、インジウム・錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛、酸化スズなど、またはその合金等が好ましく使用されている。電極特性の見地からITOが特に好適に用いられる。透明電極層の形成方法としては、表示領域の所定部を開放したマスク材と基板を重ね合わせ、ディッピング法、化学気相成長、真空蒸着法、スパッタリング法およびイオンプレーティング法などを用いて所望の領域に形成する。中でも均一性の高い電極を得るためにスパッタリング法が好ましく、さらに好ましくは高い成膜レートが得られるDCマグネトロンスパッタが用いられるが、本発明はこれらに限定されているものではない。   In the transparent electrode layer 8 for a liquid crystal display device of the present invention, indium / tin oxide (ITO), zinc oxide, tin oxide, or an alloy thereof is preferably used. ITO is particularly preferably used from the viewpoint of electrode characteristics. As a method for forming the transparent electrode layer, a mask material with a predetermined portion of the display area being opened and a substrate are overlapped, and a desired method using a dipping method, chemical vapor deposition, vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, or the like is used. Form in the area. Among them, the sputtering method is preferable in order to obtain a highly uniform electrode, and DC magnetron sputtering that can obtain a high film formation rate is more preferable. However, the present invention is not limited to these.

また、マスク材を使用せずに、全面に透明電極層8を形成した後、感光性フォトレジストを塗布しフォトリソグラフィー法を用いたエッチング加工やレーザー加工により、所定領域のみに透明電極層を形成することも可能である。しかしながら、多結晶シリコンを使用した電極基板Dにおいては、表示領域周囲の非表示領域に液晶駆動用回路を形成するため、カラーフィルター基板C上の駆動用回路に相対する領域には電気的短絡の原因となる透明電極層を形成しない工夫が必要であり、駆動用回路が配置される微細な領域の透明電極層を除去する工程において歩留まり低下の原因となっていた。例えば、マスク材を用いた透明電極層の形成時にはマスク材と基板の接触によるキズ発生を抑制するため、マスク材と基板間を一定の間隙で保持するが、この間隙から透明電極層が回り込んで成膜されるため、駆動用回路領域に透明電極層が滲み出して駆動用回路と電気的な短絡が生じたり、あるいは、エッチング処理時においても駆動用回路領域の除去不良により透明電極層が残存し電気的短絡が発生したり、表示領域のITOが欠落し表示不良が発生することなどである。本発明の場合、非表示領域上に絶縁層を形成し、対向する電極基板上の駆動用回路の絶縁を保持することから、基板全面に透明電極を形成しても駆動用回路の機能が損なわれないことから、簡便な方法にて安定した歩留まりを得られ、コスト面を考慮しても十分な効果が得られる。   Moreover, after forming the transparent electrode layer 8 on the entire surface without using a mask material, a photosensitive photoresist is applied, and the transparent electrode layer is formed only in a predetermined region by etching or laser processing using a photolithography method. It is also possible to do. However, in the electrode substrate D using polycrystalline silicon, a liquid crystal driving circuit is formed in a non-display area around the display area, and therefore an electrical short circuit is formed in the area opposite to the driving circuit on the color filter substrate C. It is necessary to devise not to form the transparent electrode layer that causes the cause, and this causes a decrease in yield in the process of removing the transparent electrode layer in a fine region where the driving circuit is disposed. For example, when forming a transparent electrode layer using a mask material, the mask material and the substrate are held with a certain gap in order to suppress the generation of scratches due to the contact between the mask material and the substrate. Therefore, the transparent electrode layer oozes out in the drive circuit area and causes an electrical short circuit with the drive circuit, or the transparent electrode layer is removed due to defective removal of the drive circuit area even during the etching process. For example, the remaining electrical short circuit may occur, or the display area may lack ITO and display defects may occur. In the case of the present invention, since the insulating layer is formed on the non-display region and the insulation of the driving circuit on the opposing electrode substrate is maintained, the function of the driving circuit is impaired even if the transparent electrode is formed on the entire surface of the substrate. Therefore, a stable yield can be obtained by a simple method, and a sufficient effect can be obtained even in consideration of cost.

液晶表示装置用カラーフィルター基板の最上層に透明電極層8が形成されている場合、前記透明電極層8と着色領域6の間には少なくとも樹脂からなる透明保護層7を設けてもよい。透明保護層はカラーフィルター基板の遮光層5と着色領域6および各着色層6R、6G、6B間の厚み差より生じる表面段差を緩和し平坦化する効果がある。透明保護層7に用いられる樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂およびポリイミド系樹脂などにより代表される熱硬化性樹脂やアクリル樹脂などを使用する感光性樹脂のいずれも適宜用いることができ、基板全面や所望の領域のみに加工できる。   When the transparent electrode layer 8 is formed on the uppermost layer of the color filter substrate for a liquid crystal display device, a transparent protective layer 7 made of at least a resin may be provided between the transparent electrode layer 8 and the colored region 6. The transparent protective layer has the effect of relaxing and flattening the surface step caused by the thickness difference between the light shielding layer 5 of the color filter substrate, the colored region 6 and the colored layers 6R, 6G, 6B. As the resin used for the transparent protective layer 7, for example, any of a thermosetting resin represented by an epoxy resin, an acrylic resin, and a polyimide resin, a photosensitive resin using an acrylic resin, or the like is appropriately used. And can be processed only on the entire surface of the substrate or in a desired region.

また、現在広視野角での視認性を向上させるために用いられるIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板では、電極基板間に設けられた駆動電極間で液晶を平面駆動することにより表示を行うため、カラーフィルター基板上には透明電極層を必要とせず、図3に示すようにカラーフィルター基板Cの透明保護層7が最上層となる構造をとる。このIPS方式液晶表示装置上において表示領域内の液晶駆動電極や、非表示領域の駆動用回路を多結晶シリコンを使用し形成、配置する場合には、カラーフィルター基板の最上層に積層された透明保護膜層7に対する電気特性を考慮し、絶縁層を形成すればよい。   In addition, in the color filter substrate for an IPS liquid crystal display device that is currently used to improve visibility at a wide viewing angle, display is performed by driving the liquid crystal in a plane between drive electrodes provided between the electrode substrates. A transparent electrode layer is not required on the color filter substrate, and the transparent protective layer 7 of the color filter substrate C is the uppermost layer as shown in FIG. When the liquid crystal drive electrode in the display area and the drive circuit for the non-display area are formed and arranged on the IPS liquid crystal display device using polycrystalline silicon, the transparent layer laminated on the uppermost layer of the color filter substrate. An insulating layer may be formed in consideration of electrical characteristics with respect to the protective film layer 7.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルター基板に設けられた柱状スペーサー9の形成位置は特に限定されず、十分に電極基板間の間隙を保持することが可能であれば所望の位置に配置することができる。ただし、柱状スペーサー9により表示光が減衰することを防止するため着色領域6を形成する透過部ではなく、着色領域周囲に所定パターンを形成する遮光領域5上に配置することが好ましい。   The formation position of the columnar spacers 9 provided on the color filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, and may be arranged at a desired position as long as the gap between the electrode substrates can be sufficiently retained. it can. However, in order to prevent the display light from being attenuated by the columnar spacer 9, it is preferable to dispose it on the light-shielding region 5 that forms a predetermined pattern around the colored region, not the transmissive portion that forms the colored region 6.

柱状スペーサー9に使用される樹脂としては種々の樹脂材料が使用可能であるが、その加工性や機械強度を考慮し、好ましくはポジ型やネガ型の感光性樹脂のいずれかを用いるのがよい。例えば、ポジ型感光性樹脂としては、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジスルホン酸エステルとの混合物が好ましく用いられる。また、ネガ型感光性樹脂としては、環化ゴムービスアジド系、フェノール樹脂ーアジド系、アクリル系樹脂および化学増感系などの樹脂が挙げられる。例えば、アクリル系樹脂の場合、分子量1,000〜2,000のオリゴマーが好適に用いられ、ポリエステルアクリレートまたは、フェノールノボラックエポキシアクリレート、o−クレゾールノボラックエポキシアクリレート等のエポキシアクリレート、あるいは、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴマーアクリレート、アルキドアクリレート、メラミンアクリレート等を挙げることができる。また多官能光重合性アクリレートモノマーとしては、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。   Although various resin materials can be used as the resin used for the columnar spacer 9, it is preferable to use either a positive type or a negative type photosensitive resin in consideration of its workability and mechanical strength. . For example, as the positive photosensitive resin, a mixture of a novolak resin and a naphthoquinonediadisulfonic acid ester is preferably used. Examples of the negative photosensitive resin include resins such as cyclized rubber-bisazide, phenol resin-azide, acrylic resin, and chemical sensitization. For example, in the case of an acrylic resin, an oligomer having a molecular weight of 1,000 to 2,000 is preferably used. Polyester acrylate, epoxy acrylate such as phenol novolac epoxy acrylate, o-cresol novolac epoxy acrylate, polyurethane acrylate, poly Examples thereof include ether acrylate, oligomer acrylate, alkyd acrylate, melamine acrylate and the like. Polyfunctional photopolymerizable acrylate monomers include 1,4-butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate and dipentaerythritol hexaacrylate. Etc.

さらに、柱状スペーサー9の機械強度改善のために、樹脂の中に各種の添加剤を入れて調整しても良い。添加剤としては、例えば、無機粒子では、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルクなどの体質顔料、着色顔料、およびアルミナ、ジルコニア、マグネシア、ベリリア、ムライト、コージライトなどのセラミック粉末およびガラス−セラミックス複合粉末などが用いられる。これらの中で体質顔料のうち、バライト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカおよびタルクが強度面にて好ましい。   Furthermore, in order to improve the mechanical strength of the columnar spacer 9, various additives may be added to the resin for adjustment. Examples of additives include inorganic particles, extender pigments such as silica, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, and talc, colored pigments, and ceramic powder and glass such as alumina, zirconia, magnesia, beryllia, mullite, and cordierite. -Ceramic composite powder or the like is used. Among these, barite, barium sulfate, calcium carbonate, silica, and talc are preferred among extender pigments in terms of strength.

柱状スペーサー9の形成方法は特に限定されないが、微細加工の観点により感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法が好ましい。例えば、スピンコーティング、カーテンフローコーティング、ダイコーティング等を用い、カラーフィルター基板C全面に柱状スペーサー材料を塗布し、真空乾燥および/または熱風乾燥機により溶媒除去後、所定の波長領域を用い露光し、有機アルカリまたは金属アルカリ現像後に所定部以外を除去する方法などが挙げられる。   The method for forming the columnar spacer 9 is not particularly limited, but a photolithography method using a photosensitive resin is preferable from the viewpoint of fine processing. For example, spin coating, curtain flow coating, die coating, etc. are used, a columnar spacer material is applied to the entire surface of the color filter substrate C, the solvent is removed by vacuum drying and / or a hot air dryer, and exposure is performed using a predetermined wavelength region. Examples thereof include a method of removing parts other than a predetermined part after organic alkali or metal alkali development.

本発明のカラーフィルター基板C上非表示領域に配される絶縁層10は、電極基板D上に設けられた液晶駆動用回路3を含む位置に設けられ、絶縁層10を介してカラーフィルター基板の最上層と駆動用回路3の短絡を防止する。特に多結晶シリコンを用いた液晶表示装置用カラーフィルター基板では、液晶駆動用回路を表示領域周囲に配置された非表示領域に形成するため、非表示領域の遮光層上に絶縁層を形成することが好ましい。   The insulating layer 10 disposed in the non-display area on the color filter substrate C of the present invention is provided at a position including the liquid crystal driving circuit 3 provided on the electrode substrate D, and the color filter substrate of the color filter substrate is interposed via the insulating layer 10. A short circuit between the uppermost layer and the driving circuit 3 is prevented. In particular, in a color filter substrate for a liquid crystal display device using polycrystalline silicon, an insulating layer is formed on the light shielding layer in the non-display area in order to form the liquid crystal drive circuit in the non-display area disposed around the display area. Is preferred.

絶縁層10の形状は特に限定されないが、表示領域内に設けられる柱状スペーサーを液晶駆動用回路の相対位置まで延在させ絶縁層とする場合、透明電極層と液晶駆動用回路間の露出面積が大きくなり、外圧によるスペーサーの押しつぶれが電気的短絡を導く危険性がある。したがって、例えば図1断面図、図2正面図に示すように表示領域Rに設けられた直方体状に絶縁層10を形成することが好ましい。特に好ましくは、台形状の断面積を有し、絶縁層の断面が上底よりも下底が長い台形状に形成することが好ましい。この場合、絶縁層下面の電気的な遮蔽効果を高め、上面にかかる外圧を均等に分散し、電極基板とカラーフィルター基板間の間隙を安定に保持することが可能である。   The shape of the insulating layer 10 is not particularly limited, but when the columnar spacer provided in the display area extends to the relative position of the liquid crystal driving circuit to form an insulating layer, the exposed area between the transparent electrode layer and the liquid crystal driving circuit is There is a danger that the crushing of the spacer due to external pressure leads to an electrical short circuit. Therefore, it is preferable to form the insulating layer 10 in a rectangular parallelepiped shape provided in the display region R, for example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1 and the front view of FIG. It is particularly preferable that the insulating layer is formed in a trapezoidal shape having a trapezoidal cross-sectional area and the insulating layer has a lower bottom than the upper bottom. In this case, the electrical shielding effect on the lower surface of the insulating layer can be enhanced, the external pressure applied to the upper surface can be evenly distributed, and the gap between the electrode substrate and the color filter substrate can be stably maintained.

本発明では、図2正面図に示すように、絶縁層10の配置方法を駆動用回路領域にのみ相対するよう配置してもよいし、また、図4正面図のように、回路領域を含む非表示領域上の周囲に渡り配置することもできる。ただし、液晶駆動用回路を遮蔽するための絶縁層の配置面積は、液晶駆動用回路領域の80%以上を遮蔽するように配置し、絶縁層10を液晶駆動用回路3を均等に露出するよう配置することが好ましく、駆動用回路の露出部面積に依存した電荷の偏りがなく、電気的短絡の抑止効果を高めることができる。好ましくは90%以上を遮蔽するように配置すると、電気的短絡の発生はさらに低減するが、絶縁層3の加工精度面から考慮した上で工程歩留まりが低下する恐れがなく、また、液晶駆動用回路3の露出部分から発生する漏洩を抑制するため、100%以上遮蔽するように配置すると信頼性の高い液晶表示装置が得ることができる。   In the present invention, as shown in the front view of FIG. 2, the arrangement method of the insulating layer 10 may be arranged so as to face only the drive circuit region, and the circuit region is included as shown in the front view of FIG. It can also be arranged around the non-display area. However, the arrangement area of the insulating layer for shielding the liquid crystal driving circuit is arranged so as to shield 80% or more of the liquid crystal driving circuit area, and the insulating layer 10 is uniformly exposed to the liquid crystal driving circuit 3. It is preferable to arrange them, and there is no bias of electric charge depending on the exposed area of the driving circuit, and the effect of suppressing electrical short-circuiting can be enhanced. If it is arranged so as to shield preferably 90% or more, the occurrence of an electrical short circuit is further reduced, but there is no risk that the process yield will be lowered in consideration of the processing accuracy of the insulating layer 3, and for liquid crystal driving. In order to suppress leakage generated from the exposed portion of the circuit 3, a highly reliable liquid crystal display device can be obtained if it is arranged so as to shield 100% or more.

非表示領域の遮光層5’最下部から絶縁層10の最上層までの高さをhiとし、表示領域の遮光層5最下部上から柱状スペーサー9最上部の高さをhsとした場合に、|hi−hs|≦1.0μmを満たすと表示領域内中央部と周辺部における基板間隙が均一になり、さらに好ましくは|hi−hs|≦0.5μmであると、表示領域全体の均一性が向上し品質が安定する。   When the height from the lowermost part of the light shielding layer 5 ′ in the non-display area to the uppermost layer of the insulating layer 10 is hi, and the height of the uppermost part of the columnar spacer 9 from the uppermost part of the light shielding layer 5 in the display area is hs, When | hi−hs | ≦ 1.0 μm is satisfied, the substrate gap in the central portion and the peripheral portion in the display region becomes uniform. More preferably, if | hi−hs | ≦ 0.5 μm, the uniformity of the entire display region. And quality is stabilized.

通常、表示領域内の柱状スペーサー9を形成する遮光層5上と非表示領域の遮光層5’上の絶縁層形成部分については、積層構造が異なるためカラーフィルター基板上に柱状スペーサー9と絶縁層10を同時に加工すると、カラーフィルター表面での高さが異なる場合がある。非表示領域の遮光層5’部分は表示に直接寄与しないが、基板間隙が表示領域内と著しく異なると、非表示領域に隣接する表示領域において光学特性が変化し表示品位が悪化する。図1、図2を用いて説明すると、柱状スペーサーは表示領域に配置された遮光層5のパターン上において、図の縦方向に並ぶ着色領域間に配置されている。この場合、図の縦方向に並ぶ着色領域間を渡るようにストライプ状の着色材料が形成されると、着色柱状スペーサーの形成部分は遮光層と着色材料の積層構造を有するが、一方で、非表示領域URに形成される絶縁層10は遮光層上に形成されるため、柱状スペーサーに比べ、遮光層最下部からの高さが低くなる。   Usually, the insulating layer forming portion on the light shielding layer 5 that forms the columnar spacer 9 in the display area and the light shielding layer 5 ′ in the non-display area have a different laminated structure, so the columnar spacer 9 and the insulating layer are formed on the color filter substrate. When 10 is processed at the same time, the height on the color filter surface may be different. The light shielding layer 5 'portion in the non-display area does not directly contribute to display. However, if the substrate gap is significantly different from that in the display area, the optical characteristics change in the display area adjacent to the non-display area and display quality deteriorates. Referring to FIGS. 1 and 2, the columnar spacers are arranged between the colored regions arranged in the vertical direction in the drawing on the pattern of the light shielding layer 5 arranged in the display region. In this case, when the striped coloring material is formed so as to cross between the colored regions arranged in the vertical direction in the figure, the colored columnar spacer forming portion has a laminated structure of the light shielding layer and the coloring material. Since the insulating layer 10 formed in the display region UR is formed on the light shielding layer, the height from the lowermost portion of the light shielding layer is lower than that of the columnar spacer.

したがって、着色領域の形状や遮光部の形状の設計を変更し、遮光部上に着色領域が存在しない領域を形成し、その部分に柱状スペーサーを形成することで非表示領域の遮光層上に設けられた絶縁層と高さを同一にすることや、図5に示すように遮光層上に表示には関与しない着色領域を形成し、表示領域内との高さの調整機能を持たせることも可能である。いずれの方法においても表示領域と非表示領域の基板間隙を均一にする手段として有効である。   Therefore, the design of the shape of the colored region and the shape of the light-shielding part is changed to form a region where no colored region exists on the light-shielding part, and a columnar spacer is formed on that part to provide on the light-shielding layer of the non-display region It is possible to make the height of the insulating layer the same, or to form a colored region that does not participate in display on the light shielding layer as shown in FIG. Is possible. Either method is effective as a means for making the substrate gap between the display area and the non-display area uniform.

図2の絶縁層を駆動用回路領域にのみ形成する場合と比較し、図4の絶縁層を非表示領域周囲に形成する場合には、表示領域と非表示領域間の基板間隙の均一性が良好となるが、図2の様態においても、駆動用回路領域外の基板間隙保持手段を調整することで表示品質を向上させることが可能である。   Compared to the case where the insulating layer shown in FIG. 2 is formed only in the driving circuit region, the substrate gap between the display region and the non-display region is more uniform when the insulating layer shown in FIG. 4 is formed around the non-display region. Although good, the display quality can also be improved by adjusting the substrate gap holding means outside the drive circuit area even in the embodiment of FIG.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルター基板上に設けられた絶縁層10の形成方法は特に限定されないが、柱状スペーサー9を設けた所定のカラーフィルター基板上に、絶縁材料を含む樹脂を全面に塗布し、フォトリソグラフィー法により所定部分に絶縁層を形成する方法や、例えば、所定領域以外を遮蔽して絶縁材料を気相蒸着し絶縁層を形成する方法等が挙げられる。   A method for forming the insulating layer 10 provided on the color filter substrate for the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, but a resin containing an insulating material is applied to the entire surface of the predetermined color filter substrate provided with the columnar spacers 9. In addition, a method of forming an insulating layer in a predetermined portion by a photolithography method, a method of forming an insulating layer by vapor-depositing an insulating material while shielding other than a predetermined region, and the like can be given.

しかしながら、工程数が増えることで製造コスト上昇や歩留まり低下が問題になることから、前記の柱状スペーサー9の形成工程において絶縁層10を同時に形成する方法がさらに好ましい。すなわち、柱状スペーサー9をフォトリソグラフィー法により形成する際に、フォトマスク上の所望領域に予め絶縁層のパターンを包含して形成しておくことで、露光・現像による同時形成する方法が最適である。さらに、柱状スペーサー9の材料に絶縁効果を得られるような添加剤を含有すると、前記に示した柱状スペーサー材料のいずれも使用することが可能であり、材料選択の自由度が広がり好適である。特に、シリカなどの無機材料や酸化チタン、窒化チタン、酸窒化チタンを用いることができるが、特にこれらに限定されているものではなく、所望の効果を発揮する材料はいずれも使用可能である。   However, since the increase in the number of steps causes an increase in manufacturing cost and a decrease in yield, the method of forming the insulating layer 10 simultaneously in the step of forming the columnar spacers 9 is more preferable. That is, when the columnar spacers 9 are formed by photolithography, the method of forming them simultaneously by exposure and development is optimal by including the insulating layer pattern in advance in a desired region on the photomask. . Further, when an additive capable of obtaining an insulating effect is contained in the material of the columnar spacer 9, any of the columnar spacer materials shown above can be used, and the degree of freedom in material selection is widened and suitable. In particular, inorganic materials such as silica, titanium oxide, titanium nitride, and titanium oxynitride can be used. However, the material is not particularly limited, and any material that exhibits a desired effect can be used.

絶縁層10が液晶駆動用回路3に対する電気的遮蔽効果を発揮するためには、絶縁層10の体積抵抗値がカラーフィルター基板の最上層の体積抵抗値よりも大きいかまたは同一であることが好ましい。すなわち、絶縁層の体積抵抗値は、電極基板D上に設けられた液晶駆動用電極10からカラーフィルター基板へ伝導する漏洩電流に作用するため、絶縁層10の体積抵抗値をRi、カラーフィルター基板上の最上層の体積抵抗値をRtとすると、カラーフィルター基板の最上層との短絡を防止するためには、Ri≧Rtの関係を満たす絶縁層を設けることで効果が発揮される。特に、図1に示す最上層に透明電極層8が形成されている場合には、液晶駆動用回路10と導体である透明電極層8の電気的短絡が発生すると誤作動が発生し、さらには最近接した場合においても電極基板D上の駆動回路付近での放電現象により回路破壊を生じるため、体積抵抗値RiとRtの差は、好ましくはRi−Rt≧104(Ω/cm)である。 In order for the insulating layer 10 to exert an electrical shielding effect on the liquid crystal driving circuit 3, it is preferable that the volume resistance value of the insulating layer 10 is greater than or equal to the volume resistance value of the uppermost layer of the color filter substrate. . That is, since the volume resistance value of the insulating layer acts on a leakage current conducted from the liquid crystal driving electrode 10 provided on the electrode substrate D to the color filter substrate, the volume resistance value of the insulating layer 10 is Ri and the color filter substrate. Assuming that the volume resistance value of the uppermost layer is Rt, in order to prevent a short circuit with the uppermost layer of the color filter substrate, an effect is exhibited by providing an insulating layer satisfying the relationship of Ri ≧ Rt. In particular, when the transparent electrode layer 8 is formed in the uppermost layer shown in FIG. 1, if an electrical short circuit occurs between the liquid crystal driving circuit 10 and the transparent electrode layer 8 as a conductor, a malfunction occurs, Even in the case of the closest contact, circuit breakdown occurs due to a discharge phenomenon in the vicinity of the drive circuit on the electrode substrate D. Therefore, the difference between the volume resistance values Ri and Rt is preferably Ri−Rt ≧ 10 4 (Ω / cm). .

絶縁層10の比誘電率を、カラーフィルター基板の最上層の比誘電率よりも大きくするかまたは同一にすることにより、カラーフィルター基板を使用する液晶表示装置の信頼性は高くなる。特に絶縁層の比誘電率がカラーフィルター基板の最上層の比誘電率よりも高ければ、絶縁層内の誘電分極により、駆動回路周囲の電極基板上で静電破壊の頻度が高くなり、過電流による回路誤動作や破壊が生じる。したがって、絶縁層10の比誘電率をEi、カラーフィルター基板上の最上層の比誘電率をEtとした場合、両者の関係はEi−Et≧0の関係を満たすことがよい。   By making the relative dielectric constant of the insulating layer 10 greater than or equal to the relative dielectric constant of the uppermost layer of the color filter substrate, the reliability of the liquid crystal display device using the color filter substrate is increased. In particular, if the dielectric constant of the insulating layer is higher than the dielectric constant of the top layer of the color filter substrate, the dielectric polarization in the insulating layer increases the frequency of electrostatic breakdown on the electrode substrate around the drive circuit, resulting in overcurrent. Cause malfunction or destruction of the circuit. Therefore, when the dielectric constant of the insulating layer 10 is Ei and the dielectric constant of the uppermost layer on the color filter substrate is Et, the relationship between the two should satisfy the relationship of Ei−Et ≧ 0.

このように本発明では、電極基板上に多結晶シリコンなど電界移動効果度が高い材料を使用して液晶駆動用電極と前記液晶駆動用電極に信号を伝達する液晶駆動用回路を形成した液晶表示装置に好適である。   Thus, in the present invention, a liquid crystal display in which a liquid crystal driving electrode and a liquid crystal driving circuit for transmitting a signal to the liquid crystal driving electrode are formed on the electrode substrate using a material having a high electric field transfer effect effect such as polycrystalline silicon. Suitable for the device.

多結晶シリコンを用いて電極基板上に液晶駆動用電極のTFTを作製する具体例として、ボトムゲート型の製造方法を以下に示すが、電極基板上にTFTおよび駆動用回路が存在する構成であれば製造方法は特に限定されない。   As a specific example of fabricating a TFT for a liquid crystal driving electrode on an electrode substrate using polycrystalline silicon, a bottom gate type manufacturing method is shown below. However, a TFT and a driving circuit exist on the electrode substrate. For example, the production method is not particularly limited.

基板1上にスパッタリング法によるクロム薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法にてゲート電極を形成する。次に、プラズマCVDにより、ゲート電極の絶縁層として窒化珪素膜と非晶質シリコン膜を積層した後、真空中で加熱し脱水素化を行う。さらに、非晶質シリコン層上にTFTのソース、ドレイン電極となる部分を開口領域とするフォトレジストパターンを形成し、開口領域にリン(P)イオンを注入(ドーピング)する。非晶質シリコン薄膜にエキシマレーザーを照射し、結晶化および不純物の活性化を行い、シリコンをパターン加工した上でTi薄膜によるソース、ドレイン電極を形成し、SiO2薄膜を上層に堆積する。最後に、電極部の開口部と水素プラズマ処理を行ってTFTを成す。電極基板上の表示領域内に所定パターンにて配置されている光透過領域には、透明電極層からなる画素電極が設けられ、接続されたTFTからのオン・オフ信号を受けて行われる電圧印加により液晶を駆動する。ここでは、TFT及び画素電極からなる部分を液晶駆動用電極2と総称する。TFTに入力されている信号は、同一基板上に多結晶シリコンを用いて形成された駆動用回路3より得ることができる。電極や回路上には保護膜や絶縁膜が形成されているが、本発明者らはこれらの薄膜では電気的短絡が不十分であることを見出した。 A chromium thin film is formed on the substrate 1 by sputtering, and a gate electrode is formed by photolithography. Next, a silicon nitride film and an amorphous silicon film are stacked as an insulating layer of the gate electrode by plasma CVD, and then heated in vacuum to perform dehydrogenation. Further, a photoresist pattern is formed on the amorphous silicon layer with portions serving as the source and drain electrodes of the TFT as opening regions, and phosphorus (P) ions are implanted (doping) into the opening regions. An amorphous silicon thin film is irradiated with an excimer laser to crystallize and activate impurities, and after patterning silicon, source and drain electrodes are formed by a Ti thin film, and a SiO 2 thin film is deposited on the upper layer. Finally, the opening of the electrode part and hydrogen plasma treatment are performed to form a TFT. The light transmission area arranged in a predetermined pattern in the display area on the electrode substrate is provided with a pixel electrode made of a transparent electrode layer, and voltage application is performed in response to an on / off signal from the connected TFT. To drive the liquid crystal. Here, the portion composed of the TFT and the pixel electrode is collectively referred to as a liquid crystal driving electrode 2. A signal input to the TFT can be obtained from the driving circuit 3 formed using polycrystalline silicon on the same substrate. Although protective films and insulating films are formed on the electrodes and circuits, the present inventors have found that these thin films are insufficient in electrical short-circuiting.

基板1上にスパッタリング法によるクロム薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法にてゲート電極を形成する。次に、プラズマCVDにより、ゲート電極の絶縁層として窒化珪素膜と非晶質シリコン膜を積層した後、真空中で加熱し脱水素化を行う。さらに、非晶質シリコン層上にTFTのソース、ドレイン電極となる部分を開口領域とするフォトレジストパターンを形成し、開口領域にリン(P)イオンを注入(ドーピング)する。非晶質シリコン薄膜にエキシマレーザーを照射し、結晶化および不純物の活性化を行い、シリコンをパターン加工した上でTi薄膜によるソース、ドレイン電極を形成し、SiO2薄膜を上層に堆積する。最後に、電極部の開口部と水素プラズマ処理を行ってTFTを成す。電極基板上の表示領域内に所定パターンにて配置されている光透過領域には、透明電極層からなる画素電極が設けられ、接続されたTFTからのオン・オフ信号を受けて行われる電圧印加により液晶を駆動する。ここでは、TFT及び画素電極からなる部分を液晶駆動用電極2と総称する。TFTに入力されている信号は、同一基板上に多結晶シリコンを用いて形成された駆動用回路3より得ることができる。電極や回路上には保護膜や絶縁膜が形成されているが、本発明者らはこれらの薄膜では電気的短絡が不十分であることを見出した。
(電極付き対向基板の作成)ついで薄膜トランジスタ素子を備えた対向基板を次の手順で作製した。まず、無アルカリガラス上にクロムを用いてフォトエッチングの手法によりゲート電極とコモン電極をパターニングした後、これらの電極を覆うように窒化シリコン(SiN)膜からなる絶縁膜を形成した。ゲート絶縁膜上に非晶質シリコン(a―Si)膜を形成し、この膜上にアルミニウムを用いて、ソース電極とドレイン電極を形成した。その際、コモン電極とドレイン電極の間に基板に平行な向きに電界がかかるよう電極をパターニングした。これらの電極上にSiN膜で保護膜を形成した。最後にポリイミド系の配向膜を最上層に設け、ラビング処理して薄膜トランジスタを備えた電極付き対向基板を得た。
A chromium thin film is formed on the substrate 1 by sputtering, and a gate electrode is formed by photolithography. Next, a silicon nitride film and an amorphous silicon film are stacked as an insulating layer of the gate electrode by plasma CVD, and then heated in vacuum to perform dehydrogenation. Further, a photoresist pattern is formed on the amorphous silicon layer with portions serving as the source and drain electrodes of the TFT as opening regions, and phosphorus (P) ions are implanted (doping) into the opening regions. An amorphous silicon thin film is irradiated with an excimer laser to crystallize and activate impurities, and after patterning silicon, source and drain electrodes are formed by a Ti thin film, and a SiO 2 thin film is deposited on the upper layer. Finally, the opening of the electrode part and hydrogen plasma treatment are performed to form a TFT. The light transmission area arranged in a predetermined pattern in the display area on the electrode substrate is provided with a pixel electrode made of a transparent electrode layer, and voltage application is performed in response to an on / off signal from the connected TFT. To drive the liquid crystal. Here, the portion composed of the TFT and the pixel electrode is collectively referred to as a liquid crystal driving electrode 2. A signal input to the TFT can be obtained from the driving circuit 3 formed using polycrystalline silicon on the same substrate. Although protective films and insulating films are formed on the electrodes and circuits, the present inventors have found that these thin films are insufficient in electrical short-circuiting.
(Preparation of counter substrate with electrode) Next, a counter substrate provided with a thin film transistor element was manufactured by the following procedure. First, after patterning a gate electrode and a common electrode by a photo-etching technique using chromium on an alkali-free glass, an insulating film made of a silicon nitride (SiN) film was formed so as to cover these electrodes. An amorphous silicon (a-Si) film was formed on the gate insulating film, and a source electrode and a drain electrode were formed on the film using aluminum. At that time, the electrode was patterned so that an electric field was applied between the common electrode and the drain electrode in a direction parallel to the substrate. A protective film was formed with an SiN film on these electrodes. Finally, a polyimide-based alignment film was provided on the uppermost layer, and a rubbing process was performed to obtain a counter substrate with electrodes having a thin film transistor.

最後に液晶表示装置について説明するが、以下の各部分は一般的な装置概略を示しているおり特に限定されているものではなく、また図中でも省略している。   Finally, a liquid crystal display device will be described. The following parts are general outlines of the device and are not particularly limited, and are omitted in the drawings.

液晶表示装置用カラーフィルターは、液晶駆動用電極、液晶駆動用回路、これらを接続するゲート線および信号線などを設けた電極基板とカラーフィルター基板を対向させて貼り合わせて作製する。各基板上の少なくとも一方には配向膜が設けられ、ラビングなどによる配向処理が施されている。配向処理後にシール剤を用いて電極基板とカラーフィルター基板を貼り合わせ、シール部を一部切り欠いた状態で設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。続いて、各基板の少なくとも一方に未処理面に偏光板を貼り合わせる。最後に電極基板上に形成された液晶駆動用回路以外の論理回路等をTABフィルム上に実装したものを装置外部から接続して完成する。なお、本発明の図においては以上の液晶表示装置用カラーフィルターに用いられる各部分は省略して表示した。   A color filter for a liquid crystal display device is manufactured by bonding a liquid crystal driving electrode, a liquid crystal driving circuit, an electrode substrate provided with a gate line and a signal line for connecting them, and a color filter substrate to face each other. An alignment film is provided on at least one of the substrates, and an alignment process such as rubbing is performed. After the alignment treatment, the electrode substrate and the color filter substrate are bonded together using a sealant, and after injecting liquid crystal from an injection port provided with a part of the seal portion cut away, the injection port is sealed. Subsequently, a polarizing plate is bonded to an untreated surface on at least one of the substrates. Finally, a circuit in which a logic circuit other than the liquid crystal driving circuit formed on the electrode substrate is mounted on the TAB film is connected from the outside of the apparatus to complete. In the drawing of the present invention, each part used for the above color filter for a liquid crystal display device is omitted.

本発明の液晶表示装置用カラーフィルターおよびそれを用いた液晶表示装置は、ノートPC、モニター、TVおよびプロジェクター用のライトバルブや小型のビューファインダーに好適に用いられ、特に、携帯電話や携帯情報端末など表示媒体を限られた領域に収納しながらも最大限の表示画像を得るために、液晶駆動用回路を電極基板上に形成し液晶表示装置内に配置した多結晶シリコンを電極材料に使用する液晶表示装置に好適に用いられる。   The color filter for a liquid crystal display device of the present invention and the liquid crystal display device using the same are suitably used for light valves and small viewfinders for notebook PCs, monitors, TVs and projectors, and in particular, cellular phones and portable information terminals. In order to obtain the maximum display image while storing the display medium in a limited area, etc., a liquid crystal driving circuit is formed on the electrode substrate and polycrystalline silicon arranged in the liquid crystal display device is used as the electrode material. It is suitably used for a liquid crystal display device.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

参考例1
[液晶表示装置の作製]
2枚の透明な無アルカリガラス基板(コーニング社製#1737)を用い、一報の基板は所定の表示領域を有する電極基板とし、他方の基板をカラーフィルター基板としてこれらを貼り合わせたものを用いた。
Reference example 1
[Production of liquid crystal display devices]
Two transparent non-alkali glass substrates (Corning # 1737) were used, and one substrate used was an electrode substrate having a predetermined display area, and the other substrate was used as a color filter substrate and bonded together. .

(電極基板の作製)
電極基板は以下の構成のものを使用した。
(Production of electrode substrate)
The electrode substrate having the following configuration was used.

透明な基板上に矩形状の表示領域を設定し、液晶駆動電極2をマトリックス状に配置した。液晶駆動電極2に含まれるTFTには多結晶シリコンを使用し、画素電極は表示光が透過する透明電極層を用いて形成した。さらに、表示領域周囲の非表示領域の一辺上、表示領域から400μm離れた位置に液晶駆動用回路3を設けた。液晶駆動用回路は寸法1200μm×2500μmの矩形範囲に配置した。   A rectangular display area was set on a transparent substrate, and the liquid crystal drive electrodes 2 were arranged in a matrix. The TFT included in the liquid crystal drive electrode 2 is made of polycrystalline silicon, and the pixel electrode is formed using a transparent electrode layer through which display light is transmitted. Further, the liquid crystal driving circuit 3 is provided on one side of the non-display area around the display area at a position 400 μm away from the display area. The liquid crystal driving circuit was arranged in a rectangular area with dimensions of 1200 μm × 2500 μm.

(カラーフィルター基板の作製)
カラーフィルター基板は以下のように作製した。
(Production of color filter substrate)
The color filter substrate was produced as follows.

一方の電極基板上に配置された表示領域と対向する位置を表示領域とし、液晶駆動用電極パターンに対応する位置に着色領域6を形成し、着色領域間と非表示領域には樹脂遮光層5を形成した。着色領域には赤、青および緑の着色層を交互に配置した後、カラーフィルター基板の概ね全面に透明保護層7、透明電極層8としてITO膜をこの順に積層した。引き続き、ITO膜上に感光性アクリル材料からなる樹脂を用いて、所定位置の着色領域間の遮光層上に柱状スペーサー9を設けた後、電極基板上の液晶駆動用回路3に対向する位置に絶縁層10を形成し、カラーフィルター基板を得た。   A position facing the display area arranged on one of the electrode substrates is set as a display area, a colored area 6 is formed at a position corresponding to the electrode pattern for driving the liquid crystal, and the resin light-shielding layer 5 is formed between the colored areas and between the non-display areas. Formed. After the red, blue and green colored layers were alternately arranged in the colored region, ITO films were laminated in this order as the transparent protective layer 7 and the transparent electrode layer 8 on almost the entire surface of the color filter substrate. Subsequently, using a resin made of a photosensitive acrylic material on the ITO film, a columnar spacer 9 is provided on the light-shielding layer between the colored regions at predetermined positions, and then at a position facing the liquid crystal driving circuit 3 on the electrode substrate. An insulating layer 10 was formed to obtain a color filter substrate.

以下に作製方法を詳述する。   The production method will be described in detail below.

(1)遮光層の作成
温度計、乾燥窒素導入口、温水・冷却水による加熱・冷却装置、および、攪拌装置を付した20Lの反応釜に、γ−ブチロラクトン 16644.1g、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル 600.7g、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン 670.2g、ビス−3−(アミノプロピル)テトラメチルシロキサン 74.6gを投入し、釜を30℃に加熱した。30分後、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物 644.4g、ピロメリット酸二無水物 641.3g、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 294.2gを投入し、釜を58℃に加熱した。3時間後、無水マレイン酸 11.8gを添加し、58℃でさらに1時間加熱することにより、ポリアミック酸のNMP溶液(B1)を得た。
(1) Preparation of light-shielding layer A 20 L reaction kettle equipped with a thermometer, dry nitrogen inlet, heating / cooling device with hot water / cooling water, and a stirrer was charged with γ-butyrolactone 16644.1 g, 4, 4′- 600.7 g of diaminodiphenyl ether, 670.2 g of 3,3′-diaminodiphenylsulfone, and 74.6 g of bis-3- (aminopropyl) tetramethylsiloxane were added, and the kettle was heated to 30 ° C. After 30 minutes, 644.4 g of 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 641.3 g of pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride 294.2 g of anhydride was charged and the kettle was heated to 58 ° C. Three hours later, 11.8 g of maleic anhydride was added, and the mixture was further heated at 58 ° C. for 1 hour to obtain an NMP solution (B1) of polyamic acid.

カーボンブラック 4.6g、ポリアミック酸溶液(B1) 24.0g、N−メチルピロリドン 61.4gをガラスビーズ 90gとともにホモジナイザーを用い、7000rpmで30分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、カーボンブラックミルベースを得た。   Carbon black 4.6 g, polyamic acid solution (B1) 24.0 g, N-methylpyrrolidone 61.4 g were dispersed together with glass beads 90 g using a homogenizer at 7000 rpm for 30 minutes, and then the glass beads were removed by filtration. A mill base was obtained.

また、ピグメントブルー15:6 2.2g、ポリアミック酸溶液(A1) 24.0g、N−メチルピロリドン 63.8gをガラスビーズ 90gとともにホモジナイザーを用い、7000rpmで30分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、青顔料ミルベースを得た。得られた両ミルベースを全量混合することにより、樹脂遮光層用のペーストを得た。   Also, Pigment Blue 15: 6 2.2 g, polyamic acid solution (A1) 24.0 g, N-methylpyrrolidone 63.8 g were dispersed together with 90 g of glass beads with a homogenizer at 7000 rpm for 30 minutes, and then the glass beads were filtered. This was removed to obtain a blue pigment mill base. By mixing all the obtained mill bases, a paste for a resin light-shielding layer was obtained.

樹脂ブラックマトリクス用ペーストをガラス基板上にスピンコートし、50℃で10分間、90℃で10分間、110℃で20分間オーブンを用いて空気中で加熱乾燥して、膜厚1.1μmのポリイミド前駆体着色膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト(東京応化社製OFPR−800)を塗布し、80℃で20分間加熱乾燥して膜厚1μmのレジスト膜を得た。キャノン社製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム製のフォトマスクを介して、波長365nmでの強度が50mJ/cm2 の紫外線を照射した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38wt%の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストおよびポリイミド前駆体着色被膜の現像を同時に行った。エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメチルセロソルブアセテートで剥離した。さらにこのようにして得られたポリイミド前駆体着色被膜を窒素雰囲気中で300℃で30分間熱処理し、格子状の画素部とそれらを囲む額縁部からなる膜厚1.0μmのポリイミド着色パターン被膜を得た。   A resin black matrix paste is spin-coated on a glass substrate, and is heated and dried in air in an oven at 50 ° C. for 10 minutes, 90 ° C. for 10 minutes, and 110 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 1.1 μm. A precursor colored film was obtained. A positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on this film, and dried by heating at 80 ° C. for 20 minutes to obtain a resist film having a thickness of 1 μm. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., an ultraviolet ray having an intensity at a wavelength of 365 nm of 50 mJ / cm 2 was irradiated through a photomask made of chromium. After the exposure, the photoresist and the polyimide precursor colored coating were developed at the same time by immersing in a developer composed of a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. After etching, the unnecessary photoresist layer was peeled off with methyl cellosolve acetate. Furthermore, the polyimide precursor colored film thus obtained was heat-treated at 300 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and a polyimide colored pattern film having a film thickness of 1.0 μm comprising a lattice-like pixel portion and a frame portion surrounding them was formed. Obtained.

(2)着色領域の形成
赤、緑および青の顔料として、それぞれ、ピグメントレッド177、ピグメントグリーン36、およびピグメントブルー15:6を用意し、ポリアミック酸溶液(P1)と混合分散し、赤、青、緑の3種類の着色ペーストを得た。得られた赤ペーストを樹脂ブラックマトリクス基板上にスピンコートし、50℃で10分間、90℃で10分間、110℃で20分間オーブンを用いて空気中で加熱乾燥して、膜厚1.2μmのポリイミド前駆体着色膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト(東京応化社製OFPR−800)を塗布し、80℃で20分間加熱乾燥して、膜厚1.1μmのレジスト膜を得た。キャノン社製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム製のフォトマスクを介して、着色領域形成部以外に波長365nmでの強度が50mJ/cm2の紫外線を照射した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38wt%の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストおよびポリイミド前駆体着色被膜の現像を同時に行った。現像後、不要となったフォトレジスト層をメチルセロソルブアセテートで剥離した。さらに、このようにして得られたポリイミド前駆体着色被膜を窒素雰囲気中で300℃で30分間熱処理し、膜厚1.0μmのポリイミド赤色パターン被膜を得た。同様にして、緑ペースト、青ペーストのパターンを形成し、赤、緑および青の3原色を有するカラーフィルター原板を得た。
(2) Formation of colored region Pigment Red 177, Pigment Green 36, and Pigment Blue 15: 6 are prepared as red, green and blue pigments, respectively, mixed and dispersed with the polyamic acid solution (P1), and red, blue Three types of green colored pastes were obtained. The obtained red paste was spin-coated on a resin black matrix substrate, dried by heating in air using an oven at 50 ° C. for 10 minutes, 90 ° C. for 10 minutes, and 110 ° C. for 20 minutes to obtain a film thickness of 1.2 μm. The polyimide precursor colored film was obtained. A positive photoresist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on this film and dried by heating at 80 ° C. for 20 minutes to obtain a resist film having a thickness of 1.1 μm. Using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., an ultraviolet ray having an intensity at a wavelength of 365 nm of 50 mJ / cm 2 was irradiated through a chrome photomask in addition to the colored region forming part. After the exposure, the photoresist and the polyimide precursor colored coating were developed at the same time by immersing in a developer composed of a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. After development, the unnecessary photoresist layer was peeled off with methyl cellosolve acetate. Furthermore, the polyimide precursor-colored film thus obtained was heat-treated at 300 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a polyimide red pattern film having a thickness of 1.0 μm. Similarly, green paste and blue paste patterns were formed to obtain a color filter base plate having three primary colors of red, green and blue.

(3)透明保護膜の形成
得られたカラーフィルター基板に熱硬化型アクリル樹脂溶液(JSR社オプトマー6917)を用い、カラーフィルター基板が形成された基板の全面にスピンコーティング後、100℃で5分、260℃で30分加熱した。加熱後の膜厚が1.5μmとなるようスピンコーティングの回転数を調整し、透明保護膜を形成した。保護膜層の透過率は波長550nmにおいて98%以上あり、所望の保護膜を得ることができたことを確認した。
(3) Formation of transparent protective film A thermosetting acrylic resin solution (Optomer 6917 manufactured by JSR) was used for the obtained color filter substrate, and the entire surface of the substrate on which the color filter substrate was formed was spin-coated, and then at 100 ° C. for 5 minutes. And heated at 260 ° C. for 30 minutes. The rotational speed of spin coating was adjusted so that the film thickness after heating was 1.5 μm, and a transparent protective film was formed. The transmittance of the protective film layer was 98% or more at a wavelength of 550 nm, and it was confirmed that a desired protective film could be obtained.

(4)透明電極層の形成
真空中においてDCマグネトロンスパッタリング法により130℃でITO膜を成膜した。次に、220℃でアニール処理を行い透明電極層を設けてカラーフィルター原板を得た。ITO膜の膜厚は140nmとした。ITOの屈折率は、波長400nmでの屈折率が1.80以上2.50以下であり、波長550nmでの屈折率が1.60以上2.20以下であり、波長700nmでの屈折率が1.50以上2.10以下であることを分光エリプソメーターで確認し、所望の電気特性を有するITO膜であることを確認した。
(4) Formation of transparent electrode layer An ITO film was formed at 130 ° C. in a vacuum by a DC magnetron sputtering method. Next, annealing was performed at 220 ° C. to provide a transparent electrode layer to obtain a color filter original plate. The thickness of the ITO film was 140 nm. The refractive index of ITO has a refractive index of 1.80 to 2.50 at a wavelength of 400 nm, a refractive index of 1.60 to 2.20 at a wavelength of 550 nm, and a refractive index of 1 at a wavelength of 700 nm. It was confirmed with a spectroscopic ellipsometer that it was .50 or more and 2.10 or less, and it was confirmed that the ITO film had desired electrical characteristics.

(5)柱状スペーサーの形成
ネガ型感光性アクリル系樹脂(JSR社オプトマNN800)をスピンコーティング塗布後、60Paの真空中で80℃に加熱し溶媒除去を行なった。次に、キャノン社製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム製のフォトマスクを介して、柱状スペーサー形成部のパターン形成部に波長365nmでの強度が100mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの0.02wt%の水溶液からなる現像液に浸漬し、未露光部を除去するように現像を行った。最後に、現像後に得られた樹脂パターンを窒素雰囲気中250℃、30分加熱し、反応を完結させた。柱状スペーサーの高さはガラス基板上に全面塗布し、前記同様の工程にて硬化した後の高さが3.0μmとなるように作製した。
(5) Formation of columnar spacers After applying a negative photosensitive acrylic resin (Optoma NN800, JSR) by spin coating, the solvent was removed by heating to 80 ° C. in a vacuum of 60 Pa. Next, using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., the pattern forming portion of the columnar spacer forming portion was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm of 100 mJ / cm 2 through a chromium photomask. Thereafter, after exposure, the film was immersed in a developer composed of a 0.02 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and developed so as to remove the unexposed areas. Finally, the resin pattern obtained after development was heated in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 30 minutes to complete the reaction. The height of the columnar spacer was prepared such that the height after being coated on the entire surface of the glass substrate and cured in the same process as described above was 3.0 μm.

(6)絶縁層の形成
絶縁層の形成には感光性アクリル樹脂溶液(JSR社オプトマNN700)を用い以下の方法で作製した。スピンコーティングにより樹脂溶液を塗布後に60Paの真空中で80℃に加熱し溶媒除去を行なった。次に、キャノン社製紫外線露光機PLA−501Fを用い、クロム製のフォトマスクを介して、液晶駆動用回路にあたる領域に波長365nmでの強度が100mJ/cm2の紫外線を照射し樹脂パターンを形成した。その後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの0.02wt%の水溶液からなる現像液に浸漬し、未露光部を除去するように現像を行った。最後に、現像後に得られた樹脂パターンを窒素雰囲気中250℃、30分加熱することで所望の位置に形成した絶縁層の反応を完結させた。絶縁層の高さも前記柱状スペーサーの高さ同様、所定の工程でガラス基板上での硬化後得られた高さが3.2μmとなるように作製した。
(6) Formation of insulating layer A photosensitive acrylic resin solution (JSR Optoma NN700) was used to form the insulating layer by the following method. After applying the resin solution by spin coating, the solvent was removed by heating to 80 ° C. in a vacuum of 60 Pa. Next, using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., a resin pattern is formed by irradiating a region corresponding to a liquid crystal driving circuit with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm of 100 mJ / cm 2 through a chromium photomask. did. Then, it was immersed in the developing solution which consists of 0.02 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and developed so that an unexposed part might be removed. Finally, the reaction of the insulating layer formed at a desired position was completed by heating the resin pattern obtained after development in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 30 minutes. Similarly to the height of the columnar spacer, the insulating layer was prepared so that the height obtained after curing on the glass substrate in a predetermined process was 3.2 μm.

カラーフィルター基板上に設けられた表示領域内における柱状スペーサーおよび絶縁層の遮光領域最下部からの高さは以下のようにして測定した。まず、測定対象である柱状スペーサーまたは絶縁層を挟み、近傍のガラス基板表面を少なくとも2ヶ所以上露出させ、次に日本真空社製触針式表面段差計DEKTAK FPD−500を用いて、2ヶ所の露出部分間を測定対象直上部を渡り走査させ、露出部と測定対象部分の最上部間の段差を用い決定した。この際、測定対象である1つの柱状スペーサーまたは1部分の絶縁層の最頂点を通過するよう走査部分を変えながら少なくとも5回測定を行うと共に、カラーフィルター基板内の10点測定平均値を代表値として用いた。測定の結果、表示領域内の遮光領域最下部から柱状スペーサー直上部までの高さと絶縁層直上部までの高さは共に5.7μmであった。   The height of the columnar spacer and the insulating layer from the lowermost part of the light shielding area in the display area provided on the color filter substrate was measured as follows. First, sandwich a columnar spacer or insulating layer to be measured to expose at least two neighboring glass substrate surfaces, and then use a stylus type surface step meter DEKTAK FPD-500 manufactured by Nippon Vacuum Co., Ltd. The portion between the exposed portions was scanned across the top of the measurement target, and the level difference between the exposed portion and the top of the measurement target portion was determined. At this time, the measurement is performed at least five times while changing the scanning part so as to pass through the top of one columnar spacer or one part of the insulating layer to be measured, and the 10-point measurement average value in the color filter substrate is a representative value. Used as. As a result of the measurement, the height from the lowermost part of the light shielding area in the display area to the upper part of the columnar spacer and the height from the upper part of the insulating layer were both 5.7 μm.

柱状スペーサーと絶縁層を形成する樹脂材料の比誘電率は一般的な3端子法を用いてアジレント・テクノロジー社製インピーダンスアナライザーA4294により測定した。概略を説明すると、アルミ基板上に樹脂材料を膜厚5μmで全面塗布し、塗膜上にアルミ蒸着により端子径と概同径の円電極と5mm程度の間隙を設けて円電極を囲むような切り欠き入りの同心円状ガード電極を作製し測定試料とした。その結果、円電極部とアルミ基板間をコンデンサに見立てることで樹脂材料の誘電率が得られる。   The relative dielectric constant of the resin material forming the columnar spacer and the insulating layer was measured by an impedance analyzer A4294 manufactured by Agilent Technologies using a general three-terminal method. To explain the outline, a resin material is applied on the entire surface of an aluminum substrate with a film thickness of 5 μm, and a circular electrode having the same diameter as the terminal diameter and a gap of about 5 mm are provided on the coating film by aluminum deposition to surround the circular electrode. A notched concentric guard electrode was prepared and used as a measurement sample. As a result, the dielectric constant of the resin material can be obtained by regarding the gap between the circular electrode portion and the aluminum substrate as a capacitor.

一方、体積抵抗値は前述の試料を用い円電極とアルミ基板間の印加電圧に対する電流をヒューレッドパッカード社製pAメーターにより測定し体積抵抗値を算出した。その結果、本実施例に使用した樹脂材料については周波数1kHzの交流電圧印加時の比誘電率3.9、体積抵抗は1.6×1016Ω・cmあった。また、0.2μmのITO膜を同様な方法により測定した結果、比誘電率は20000以上、体積抵抗は5.8×10-4Ω・cm
であった。
On the other hand, the volume resistance value was calculated by measuring the current against the applied voltage between the circular electrode and the aluminum substrate using a pA meter manufactured by Hured Packard Co. using the above-mentioned sample. As a result, the resin material used in this example had a relative dielectric constant of 3.9 and a volume resistance of 1.6 × 10 16 Ω · cm when an alternating voltage with a frequency of 1 kHz was applied. Moreover, as a result of measuring a 0.2 μm ITO film by the same method, the relative dielectric constant was 20000 or more, and the volume resistance was 5.8 × 10 −4 Ω · cm.
Met.

(液晶表示装置の作製)
液晶表示装置の作製において、まず液晶パネル部の構成を以下に述べる。電極基板上とカラーフィルター基板上にポリイミド系配向膜を塗布・加熱し、ラビング処理を施した後、周囲にシール剤を印刷し貼り合わせ加熱密着させた。本発明の場合、両基板間の間隙は柱状スペーサーにより保持され、液晶封入後の状態で2.8μmであった。次いで、予めシール部を切り欠いて設けられた注入口から液晶を注入充填し、感光性樹脂を用いて注入口を封止した。最後に2枚の偏光板〔日東電工社製G1220DU〕を用いて電極基板とカラーフィルター基板の外側からパネルを挾み液晶パネル部を得た。
(Production of liquid crystal display device)
In manufacturing the liquid crystal display device, the configuration of the liquid crystal panel portion will be described first. After applying and heating a polyimide alignment film on the electrode substrate and the color filter substrate and applying a rubbing treatment, a sealant was printed on the periphery and bonded and heat-adhered. In the case of the present invention, the gap between the substrates was held by a columnar spacer and was 2.8 μm after the liquid crystal was sealed. Next, liquid crystal was injected and filled from an inlet provided by previously cutting out the seal portion, and the inlet was sealed using a photosensitive resin. Finally, using two polarizing plates [G1220DU manufactured by Nitto Denko Corporation], the panel was sandwiched from the outside of the electrode substrate and the color filter substrate to obtain a liquid crystal panel portion.

さらに予め東レ社製TABフィルム#7100上に液晶駆動用回路への信号を送出する論理回路や電源部品等液晶駆動用回路以外の回路を形成した。液晶パネル部の接続部とTABフィルムの端子部を接続、実装することで液晶表示装置を得た。   Further, a circuit other than the liquid crystal driving circuit such as a logic circuit for sending a signal to the liquid crystal driving circuit and a power supply component was previously formed on the TAB film # 7100 manufactured by Toray. A liquid crystal display device was obtained by connecting and mounting the connection part of the liquid crystal panel part and the terminal part of the TAB film.

(液晶表示装置用カラーフィルターの評価)
本実施例に基づき液晶表示装置用カラーフィルターを100個作製し、表示状態を観察した。駆動用回路と透明電極層の短絡による明らかな駆動不良による表示欠点があるものを×、完全に短絡していないと推定され、表示欠点が散発するものを△、短絡による表示欠点が発生しないものを○とし区分した。その結果、表1に示す通り、×が1個、△が5個、○が94個であった。表示不良の発生した液晶表示装置の絶縁層部分を観察した結果、×及び△は絶縁層内での樹脂パターン欠落しており、欠落部分での電気的な短絡が不良原因と特定できた。また、欠落面積に依存して表示欠点の状態が変化しており、欠落が小さいものについては△であった。又、○区分の93個から10個を無作為抽出により観察したが絶縁層部分の欠落は発生していなかった。したがって、正常に絶縁層が形成されている場合には、本発明の効果が得られることが認められた。
(Evaluation of color filters for liquid crystal display devices)
Based on this example, 100 color filters for a liquid crystal display device were produced, and the display state was observed. X indicates that there is a display defect due to obvious drive failure due to short circuit between the drive circuit and the transparent electrode layer, △ indicates that the display defect does not occur completely, and △ indicates that the display defect occurs sporadically. Was classified as ○. As a result, as shown in Table 1, X was 1, Δ was 5, and ○ was 94. As a result of observing the insulating layer portion of the liquid crystal display device in which the display failure occurred, x and Δ were missing resin patterns in the insulating layer, and an electrical short circuit at the missing portion could be identified as the cause of the failure. Further, the state of the display defect changes depending on the missing area, and the case where the missing is small is Δ. Further, 10 out of 93 of the ○ sections were observed by random extraction, but no missing portion of the insulating layer occurred. Therefore, it was confirmed that the effects of the present invention can be obtained when the insulating layer is normally formed.

参考例2
(カラーフィルター基板の作製)
参考例1記載のITO膜を積層したカラーフィルター基板を用いて、ITO膜上に柱状スペーサーと絶縁層を同時に形成した以外は参考例1と同様の方法で液晶表示装置を作製した。
Reference example 2
(Production of color filter substrate)
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that a columnar spacer and an insulating layer were simultaneously formed on the ITO film using the color filter substrate on which the ITO film described in Reference Example 1 was laminated.

(液晶表示装置用カラーフィルターの評価)
ITO膜まで積層したカラーフィルター基板上にネガ型感光性アクリル系樹脂(JSR社オプトマNN800)をスピンコーティング塗布後、60Paの真空中で80℃に加熱し溶媒除去を行なった。次に、キャノン社製紫外線露光機PLA−501Fを用い、柱状スペーサーと絶縁層のパターン形成領域が開口部となっているクロム製のフォトマスクを介して、波長365nmでの強度が100mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの0.02wt%の水溶液からなる現像液に浸漬し、未露光部を除去するように現像を行い、最後に、現像後に得られた樹脂パターンを窒素雰囲気中250℃、30分加熱し反応を完結させた。このカラーフィルター基板では柱状スペーサーと絶縁層の高さはガラス基板上の全面塗布後の硬化膜高さが3.0μmとなるように調整した結果、表示領域内の遮光領域最下部から柱状スペーサー直上部までの高さは5.7μm、同様の測定で絶縁層直上部までの高さは5.5μmであった。また、この絶縁層の周波数1kHzの交流電圧印加時の比誘電率は3.8、体積抵抗は2.1×1016Ω・cmあった。
(Evaluation of color filters for liquid crystal display devices)
A negative photosensitive acrylic resin (Optoma NN800, JSR) was spin-coated on a color filter substrate laminated up to an ITO film, and then the solvent was removed by heating to 80 ° C. in a vacuum of 60 Pa. Next, using a UV exposure machine PLA-501F manufactured by Canon Inc., the intensity at a wavelength of 365 nm is 100 mJ / cm 2 through a chromium photomask in which the pattern formation region of the columnar spacer and the insulating layer is an opening. The ultraviolet rays were irradiated. Then, after exposure, the film was immersed in a developer composed of a 0.02 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, developed to remove the unexposed areas, and finally the resin pattern obtained after development was subjected to a nitrogen atmosphere. The reaction was completed by heating at 250 ° C. for 30 minutes. In this color filter substrate, the height of the columnar spacer and the insulating layer was adjusted so that the height of the cured film after coating on the entire glass substrate was 3.0 μm. The height to the upper part was 5.7 μm, and the height to the upper part of the insulating layer was 5.5 μm in the same measurement. The dielectric layer had a relative dielectric constant of 3.8 and a volume resistance of 2.1 × 10 16 Ω · cm when an alternating voltage with a frequency of 1 kHz was applied.

また、このカラーフィルター基板を用いた液晶表示装置を作製した結果、柱状スペーサーにより保持された両基板の間隙は、液晶封入後の状態で2.9μmであり、100個の液晶表示装置の表示状態を観察した結果、電極基板とカラーフィルター基板の短絡に起因する不良、すなわち、絶縁層の効果が不十分と推測される不良の発生状況は、×が2個、△が4個、○が94個であった。×と△の不良装置の観察の結果、参考例1と同様に絶縁層の一部が欠落し、ITO層が露出している装置が6個存在した。残りの4個は絶縁層が駆動用回路に対向する領域からずれて形成されており、一部駆動用回路に対向する位置にITO層が露出していた。したがって、正常に絶縁層が形成されている場合には、本発明の効果が認められた。 Further, as a result of manufacturing a liquid crystal display device using this color filter substrate, the gap between the two substrates held by the column spacer is 2.9 μm after the liquid crystal is sealed, and the display state of 100 liquid crystal display devices As a result of the observation, the occurrence of defects due to short-circuiting between the electrode substrate and the color filter substrate, that is, the defect that the effect of the insulating layer is estimated to be insufficient is as follows: x is 2; Δ is 4; It was a piece. As a result of observing the defective devices of × and Δ, there were six devices in which a part of the insulating layer was missing and the ITO layer was exposed as in Reference Example 1 . In the remaining four, the insulating layer is formed so as to be shifted from the region facing the driving circuit, and the ITO layer is exposed at a position partially facing the driving circuit. Therefore, the effect of the present invention was recognized when the insulating layer was normally formed.

実施例3
(電極基板の作製)
電極基板上に横電界による液晶駆動電極として櫛形電極を採用し、画素領域内で2つの櫛型電極が交互に組み合う状態で配置し、多結晶シリコンTFTをスイッチング素子として用いた、所謂IPS方式液晶表示装置を用いた。
Example 3
(Production of electrode substrate)
A so-called IPS mode liquid crystal in which a comb-shaped electrode is employed as a liquid crystal driving electrode by a horizontal electric field on an electrode substrate, two comb-shaped electrodes are alternately combined in a pixel region, and a polycrystalline silicon TFT is used as a switching element. A display device was used.

(カラーフィルター基板の作製)
柱状スペーサーと絶縁層を形成するカラーフィルター基板の最上層を透明保護膜7となるようにした以外は、遮光層や着色領域に関して参考例1と同様の構成とした。柱状スペーサーと絶縁層には参考例1より誘電率、体積抵抗が既知である感光性アクリル樹脂(JSR社オプトマーNN700)を使用し、一方、透明保護膜の比誘電率と体積抵抗は各々4.5、2.4×1015 Ω・cmであった。
(Production of color filter substrate)
Except that the uppermost layer of the color filter substrate on which the columnar spacer and the insulating layer are formed becomes the transparent protective film 7, the light shielding layer and the colored region have the same configuration as in Reference Example 1 . For the columnar spacer and the insulating layer, a photosensitive acrylic resin (Optomer NN700, JSR Co., Ltd.) whose relative dielectric constant and volume resistance are known from Reference Example 1 is used, whereas the transparent protective film has a relative dielectric constant and volume resistance of 4 each. 5 and 2.4 × 10 15 Ω · cm.

透明保護膜上の柱状スペーサーと絶縁層は参考例2と同様の方法にて一括形成し、ガラス基板上での硬化膜高さが3.0μmとなるように調整した。結果、表示領域内の遮光領域最下部から柱状スペーサー直上部までの高さは5.5μm、同様の測定で絶縁層直上部までの高さは5.2μmであった。なお、絶縁層材料も参考例2と同様のものを使用した。 The columnar spacer and the insulating layer on the transparent protective film were collectively formed by the same method as in Reference Example 2 and adjusted so that the height of the cured film on the glass substrate was 3.0 μm. As a result, the height from the lowermost part of the light shielding area in the display area to the upper part of the columnar spacer was 5.5 μm, and the same measurement was performed to a height of 5.2 μm to the upper part of the insulating layer. The insulating layer material used was the same as in Reference Example 2 .

本カラーフィルター基板を用いて、参考例1と同様の評価を行った結果、液晶表示装置100個中、電極基板との電気的短絡による不良と推定される個数は、×、△が0個、○が100個であり、絶縁層の効果が認められた。 As a result of performing the same evaluation as in Reference Example 1 using this color filter substrate, the number estimated to be defective due to an electrical short circuit with the electrode substrate in 100 liquid crystal display devices was 0 for x and Δ, ○ was 100, and the effect of the insulating layer was recognized.

比較例1
電極基板は参考例1と同様のものを使用し、カラーフィルター基板は参考例1と同様に最上層に透明電極層としてのITOを積層したものを使用したが、柱状スペーサーと絶縁層は形成しなかった。
Comparative Example 1
The electrode substrate was the same as in Reference Example 1, and the color filter substrate was the same as in Reference Example 1 in which ITO as a transparent electrode layer was laminated on the top layer, but the columnar spacer and insulating layer were formed. There wasn't.

液晶表示装置の作製では、電極基板とカラーフィルター基板間を平均粒径3.0μmのセラミックスビース(積水化学社ミクロパール)を用いて保持するようにした。すなわち、電極基板上とカラーフィルター基板上にポリイミド系配向膜を塗布・加熱し、ラビング処理を施した後に、セラミックスビーズを均一に分布するよう散布し、周囲にシール剤を加熱密着させた。その後の作製手順は参考例1と同様に実施した結果、両基板間の間隙は液晶封入後の状態で2.8μmであった。 In the production of the liquid crystal display device, the gap between the electrode substrate and the color filter substrate was held using ceramic beads having an average particle size of 3.0 μm (Micropearl from Sekisui Chemical Co., Ltd.). That is, a polyimide-based alignment film was applied and heated on the electrode substrate and the color filter substrate, and after rubbing, ceramic beads were dispersed so as to be uniformly distributed, and a sealant was heated and adhered to the periphery. The subsequent manufacturing procedure was performed in the same manner as in Reference Example 1. As a result, the gap between the substrates was 2.8 μm after the liquid crystal was sealed.

参考例1と同様に液晶表示装置を100個作製し、表示状態を観察した。液晶駆動用回路と透明電極層の短絡が原因と推定される表示欠点があるものを×は16個、完全に短絡しておらず表示欠点が散発する△が48個、短絡による表示欠点が発生しない○が36個であった。×と△の液晶表示装置64個を観察したところ、駆動用回路が位置する非表示領域上のセラミックスビーズが少ないものが51個あった。その結果、駆動用回路の露出面積が大きく、カラーフィルター基板上の透明電極層と短絡していると判断した。また、残りの13個の液晶表示装置を観察した結果、貼り合わせ時にセラミックスビーズが液晶駆動用回路を破壊していることが判明した。 100 liquid crystal display devices were produced in the same manner as in Reference Example 1, and the display state was observed. There are 16 display defects that are presumed to be caused by a short circuit between the liquid crystal drive circuit and the transparent electrode layer, x is not completely short-circuited, and 48 display defects occur sporadically. There were 36 ◯ not. When 64 x and Δ liquid crystal display devices were observed, there were 51 ceramic beads on the non-display area where the driving circuit was located. As a result, it was determined that the exposed area of the driving circuit was large and shorted with the transparent electrode layer on the color filter substrate. In addition, as a result of observing the remaining 13 liquid crystal display devices, it was found that the ceramic beads destroyed the liquid crystal driving circuit during bonding.

比較例2
カラーフィルター基板上にある所定位置の着色領域間の遮光層上に比誘電率及び体積抵抗が既知の感光性アクリル材料(JSR社オプトマーNN700)を使用した柱状スペーサー9を設け、さらに、駆動用回路領域を含む非表示領域にも表示領域内に形成した柱状スペーサーを延在させ、それ以外は参考例1と同様な方法で液晶表示装置を作製した。
Comparative Example 2
A columnar spacer 9 using a photosensitive acrylic material (Jptor Optmer NN700) having a known relative permittivity and volume resistance is provided on a light shielding layer between colored regions at predetermined positions on a color filter substrate, and further a driving circuit. A columnar spacer formed in the display area was also extended in the non-display area including the area, and a liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Reference Example 1 except that.

他と同様に100個の液晶表示装置を観察した結果、液晶駆動用回路と透明電極層の短絡が原因と推定可能な×は18個、表示欠点が散発する△が32個、短絡による表示欠点が発生していない○が50個であった。×と△の液晶表示装置50個を観察し、駆動用回路領域で柱状スペーサーが欠落したことによる不良は8個判明したが、残りの42個は柱状スペーサーの問題は無かった。さらに原因について検討した結果、表示領域内に配置される柱状スペーサーの配置密度では、駆動用回路領域の遮蔽効果が乏しく、本発明による絶縁層と同じ効果を発揮することは困難であると判断した。   As a result of observing 100 liquid crystal display devices in the same manner as others, it was estimated that 18 was caused by a short circuit between the liquid crystal driving circuit and the transparent electrode layer, and 32 display defects were sporadic. The number of o where no occurred was 50. By observing 50 x and Δ liquid crystal display devices, 8 defects were found due to the lack of column spacers in the drive circuit area, but the remaining 42 had no problem with column spacers. As a result of further investigation of the cause, it was determined that the arrangement effect of the columnar spacers arranged in the display region is poor in the shielding effect of the driving circuit region, and it is difficult to exert the same effect as the insulating layer according to the present invention. .

比較例3
カラーフィルター基板と電極基板間をセラミックスビーズを用いて保持し、電極基板上の駆動用回路領域に体積抵抗値及び比誘電率が既知の感光性アクリル樹脂溶液(JSR社オプトマNN700)を用いた絶縁層を形成した以外は参考例1と同様に液晶表示装置を作製した。
Comparative Example 3
Insulating with a ceramic acrylic bead between the color filter substrate and the electrode substrate, and using a photosensitive acrylic resin solution (JSR Optoma NN700) with known volume resistance and relative dielectric constant in the drive circuit area on the electrode substrate A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the layer was formed.

セラミックスビーズは平均粒径2.8μmを用い、ガラス基板に全面塗布した硬化後の絶縁層高さを4.0μmである絶縁層を配した液晶表示装置を参考例1と同様に100個作製し表示状態を確認したが、全ての液晶表示装置において絶縁層を形成した非表示領域を中心し表示ムラが観測された。同じ構成の液晶表示装置を更に作製し、液晶封入後の状態で電極基板とカラーフィルター基板の間隙を測定すると表示ムラ部が3.7μmであるのに対し、正常表示部は3.1μmであった。この結果、本液晶表示装置では絶縁層高さが高いため、絶縁層周囲の基板間隙が正常部に比べ広く表示不良が発生したと判断した。 As in Reference Example 1 , 100 ceramic beads were prepared in the same manner as in Reference Example 1 , with an average particle size of 2.8 μm and an insulating layer with a cured insulating layer height of 4.0 μm applied on the entire surface of a glass substrate. Although the display state was confirmed, display unevenness was observed mainly in the non-display area where the insulating layer was formed in all the liquid crystal display devices. When a liquid crystal display device having the same configuration was further fabricated and the gap between the electrode substrate and the color filter substrate was measured after the liquid crystal was sealed, the display unevenness portion was 3.7 μm, whereas the normal display portion was 3.1 μm. It was. As a result, the present liquid crystal display device has a high insulating layer height, so it was determined that a display defect occurred with a wider substrate gap around the insulating layer than in the normal part.

比較例4
実施例1と同様に最上層を保護膜層とし、透明電極層を積層していないカラーフィルター基板の表示領域上に平均粒径2.8μmのセラミックスビーズを散布し、電極基板上の駆動用回路領域に相対するカラーフィルター基板の非表示領域に導電性樹脂を用いた絶縁層を形成したカラーフィルター基板を用いて液晶表示装置を作製した。
Comparative Example 4
As in Example 1 , the uppermost layer is a protective film layer, and ceramic beads having an average particle diameter of 2.8 μm are dispersed on the display area of the color filter substrate on which the transparent electrode layer is not laminated, and the driving circuit on the electrode substrate A liquid crystal display device was manufactured using a color filter substrate in which an insulating layer using a conductive resin was formed in a non-display region of the color filter substrate facing the region.

導電性樹脂は感光性アクリル樹脂溶液(JSR社オプトマーNN700)95重量部に対し、導電性微粒子としてカーボンブラック(三菱化学社MA−100)を5重量部添加した混合物をジルコニア製ビーズと共にホモジナイザー分散機に封入し、7000rpmにて30分間分散し得た。絶縁層はそれを形成した遮光領域最下部から絶縁層直上部までの高さを5.5μmとして形成し、参考例1と同様な方法で測定した比誘電率は23.1、体積抵抗値は4.1×106 Ω・cmであった。 The conductive resin is a homogenizer dispersing machine together with zirconia beads together with a mixture obtained by adding 5 parts by weight of carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation MA-100) as conductive fine particles to 95 parts by weight of a photosensitive acrylic resin solution (JSR Optomer NN700). And dispersed at 7000 rpm for 30 minutes. The insulating layer was formed with a height of 5.5 μm from the lowermost part of the light shielding region where the insulating layer was formed to 5.5 μm. The relative dielectric constant measured by the same method as in Reference Example 1 was 23.1, and the volume resistance value was It was 4.1 × 10 6 Ω · cm.

参考例1と同様な方法にて液晶表示装置を評価した結果、×28個、△が54個、○が18個であり、×、△の液晶表示装置を観察した結果、絶縁層に欠落等の以上は認められず、駆動用回路領域との遮蔽性は十分に保たれていた。そこで、発明者はカラーフィルター基板上の透明保護膜とその上に設けられた絶縁層と関係について着目し、透明保護膜層の比誘電率、体積抵抗値を参考例1との測定と同様な方法にて測定した結果、比誘電率が4.5、体積抵抗値が2.4×1016 Ω・cmであった。 As a result of evaluating the liquid crystal display device by the same method as in Reference Example 1 , it was found that there were × 28 pieces, 54 pieces of Δ, and 18 pieces of ○. The above was not recognized, and the shielding property with respect to the drive circuit area was sufficiently maintained. Therefore, the inventor pays attention to the relationship between the transparent protective film on the color filter substrate and the insulating layer provided thereon, and the relative dielectric constant and volume resistance of the transparent protective film layer are the same as those in the measurement in Reference Example 1. As a result of measurement by the method, the relative dielectric constant was 4.5, and the volume resistance value was 2.4 × 10 16 Ω · cm.

したがって、電極基板上の液晶駆動用回路とカラーフィルター基板上の保護膜間に位置する絶縁層の誘電率が高く、体積抵抗値が低いことで、駆動用回路側からカラーフィルター基板へ電荷の偏り、すなわち分極による電界が誘起され駆動用回路の動作が不安定になったり、静電破壊が進行してものと判断した。以上の結果を表1に示す。 Therefore, high insulating layer dielectric constant of which is located between the protective film on the liquid crystal driving circuit and the color filter substrate on the electrode substrate, their low volume resistivity, the charge from the driving circuit side to the color filter substrate It was judged that an electric field due to bias, i.e., polarization, was induced and the operation of the driving circuit became unstable or electrostatic breakdown proceeded. The results are shown in Table 1.

Figure 0004506231
Figure 0004506231

本発明のIPS方式液晶表示装置用カラーフィルターおよびそれを用いたIPS方式液晶表示装置は、ノートPC、モニター、TVおよびプロジェクター用のライトバルブや小型のビューファインダーに好適に用いられ、特に、携帯電話や携帯情報端末など表示媒体を限られた領域に収納しながらも最大限の表示画像を得るために、液晶駆動用回路を電極基板上に形成し液晶表示装置内に配置した多結晶シリコンを電極材料に使用するIPS方式液晶表示装置に好適に用いられる。
IPS mode liquid crystal display device using a color filter and for it IPS mode liquid crystal display device of the present invention, notebook PC, the monitor, suitably used in the light valve and small viewfinder for TV and projector, in particular, a mobile phone In order to obtain the maximum display image while storing a display medium such as a portable information terminal or the like in a limited area, a liquid crystal driving circuit is formed on the electrode substrate and the polycrystalline silicon arranged in the liquid crystal display device is used as an electrode. It is suitably used for an IPS liquid crystal display device used as a material.

本発明の柱状スペーサーと絶縁層を透明電極層上に形成してなる液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the color filter substrate for liquid crystal display devices formed by forming the columnar spacer and insulating layer of this invention on a transparent electrode layer. 本発明の柱状スペーサーと絶縁層を透明電極層上に形成してなる液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略正面図である。It is a schematic front view of the color filter substrate for liquid crystal display devices which forms the columnar spacer and insulating layer of this invention on a transparent electrode layer. 本発明の柱状スペーサーと絶縁層を透明保護膜上に形成してなる液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the color filter substrate for liquid crystal display devices formed by forming the columnar spacer and insulating layer of this invention on a transparent protective film. 本発明の絶縁層を遮光層上周囲に渡り形成してなる液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略正面図である。1 is a schematic front view of a color filter substrate for a liquid crystal display device in which an insulating layer according to the present invention is formed over a light shielding layer. 本発明の絶縁層を遮光層上に設けられた着色材料を介して形成してなる液晶表示装置用カラーフィルター基板の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the color filter substrate for liquid crystal display devices formed by forming the insulating layer of this invention through the coloring material provided on the light shielding layer.

符号の説明Explanation of symbols

R :表示領域
UR:非表示領域
D :電極基板
C :カラーフィルター基板
1、1’:基板
2:液晶駆動用電極
3:液晶駆動用回路
3’:液晶駆動用回路領域
4:絶縁膜
5、5’:遮光層
6:着色領域
7:透明保護膜
8:透明電極層
9:柱状スペーサー
10、10’:絶縁層
11:液晶層
R: Display area
UR: non-display area
D: Electrode substrate
C: Color filter substrate 1, 1 ': Substrate
2: Electrode for driving liquid crystal
3: Liquid crystal drive circuit
3 ': Circuit area for driving liquid crystal
4: Insulating film 5, 5 ′: Light shielding layer
6: Colored area
7: Transparent protective film
8: Transparent electrode layer
9: Columnar spacer 10, 10 ': Insulating layer
11: Liquid crystal layer

Claims (5)

電極基板とカラーフィルター基板間に液晶層が狭持されてなり、前記電極基板は、基板上に少なくとも所定パターンで液晶駆動用電極が配列された表示領域と液晶駆動用回路が設けられた非表示領域を有し、前記カラーフィルター基板は、少なくとも前記電極基板の液晶駆動用電極に対応する位置に複数の着色領域を設けた表示領域上に配する柱状スペーサーと表示領域周囲に形成された前記非表示領域の液晶駆動用回路に相対する位置に絶縁層を有し、絶縁層と柱状スペーサーの体積抵抗値がカラーフィルター基板最上層の体積抵抗値と同一又は大きく、かつ絶縁層と柱状スペーサーの比誘電率がカラーフィルター基板最上層の比誘電率と同一又は小さいことを特徴とするIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板。 A liquid crystal layer is sandwiched between an electrode substrate and a color filter substrate, and the electrode substrate is a non-display in which a display region in which liquid crystal driving electrodes are arranged in at least a predetermined pattern and a liquid crystal driving circuit are provided on the substrate. The color filter substrate includes a columnar spacer disposed on a display region provided with a plurality of colored regions at positions corresponding to the liquid crystal driving electrodes of the electrode substrate and the non-circular region formed around the display region. the ratio of have a insulating layer in a position corresponding to the liquid crystal driving circuit of the display region, the insulating layer and the volume resistivity of the columnar spacers is color filter volume resistivity of the substrate top layer and the same or greater, and the insulating layer and the columnar spacers A color filter substrate for an IPS liquid crystal display device, wherein the dielectric constant is the same as or smaller than that of the uppermost layer of the color filter substrate. 絶縁層が柱状スペーサーと同一材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載のIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板。 2. The color filter substrate for an IPS liquid crystal display device according to claim 1, wherein the insulating layer is formed using the same material as the columnar spacer. 絶縁層が台形状の断面積を有する直方体状に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板。 IPS type color filter substrate for a liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein an insulating layer is formed in a rectangular parallelepiped shape having a cross-sectional area of trapezoidal shape. 非表示領域の遮光領域上に形成された絶縁層の遮光領域最下部からの高さhiと、表示領域の遮光領域上に形成された柱状スペーサーの遮光領域最下部からの高さhsの関係が|hi−hs|≦1.0μmを満たすことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板。 The relationship between the height hi of the insulating layer formed on the light shielding area of the non-display area from the bottom of the light shielding area and the height hs of the columnar spacer formed on the light shielding area of the display area from the bottom of the light shielding area. | hi-hs | IPS type color filter substrate for a liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that satisfy ≦ 1.0 .mu.m. 請求項1〜のいずれかに記載のIPS方式液晶表示装置用カラーフィルター基板を用いてなるIPS方式液晶表示装置。 IPS mode liquid crystal display device using the IPS type color filter substrate for a liquid crystal display device according to any one of claims 1-4.
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