JP6019952B2 - COLOR FILTER FORMED SUBSTRATE, DISPLAY DEVICE, AND COLOR FILTER FORMED BOARD MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置用のカラーフィルタ形成基板と表示装置に関し、特に、透明基板からなる基材の一面側において、画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)により区分けされた領域にカラーフィルタ用の各色の着色層を配して表示用領域を形成し、該表示用領域の外側に、非表示用領域として遮光性の額縁部を備えているカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記基材の一面側ではない他面側を、最も外側(観察者側)として、モバイル電子機器の表示部に用いられるカラーフィルタ形成基板に関する。 The present invention relates to a color filter forming substrate for a display device and a display device, and in particular, for a color filter in a region partitioned by a pixel partitioning light-shielding portion (also referred to as a black matrix) on one side of a base material made of a transparent substrate. A color filter forming substrate comprising a colored layer of each color to form a display region, and a light-shielding frame portion as a non-display region outside the display region; and The present invention relates to a color filter forming substrate used in a display unit of a mobile electronic device, with the other side that is not one side being the outermost side (observer side).
近年、表示装置の普及がめざましい中、フラットディスプレイパネルとして液晶表示装置等の表示装置が広く用いられている。
例えば、液晶表示装置は、一般に、透明基板の一面に、遮光性の着色層からなるブラックマトリックス層と各色の着色層とを配設しているカラーフィルタ形成基板と、対向電極基板(TFT基板とも言う)とを所定の間隙をもたせて向かい合わせて配し、該隙部に液晶を封止した構造で、各色の着色層の画素の光透過率の制御を液晶の配向を電気的に制御することによりカラー画像を表示している。
このような表示装置においては、高い表示品質が求められている。
In recent years, display devices such as liquid crystal display devices have been widely used as flat display panels, while the spread of display devices is remarkable.
For example, a liquid crystal display device generally includes a color filter forming substrate in which a black matrix layer composed of a light-shielding colored layer and a colored layer of each color are disposed on one surface of a transparent substrate, and a counter electrode substrate (also referred to as a TFT substrate). With a predetermined gap, and a structure in which the liquid crystal is sealed in the gap, and the light transmittance of the pixels of the colored layer of each color is controlled electrically by controlling the orientation of the liquid crystal As a result, a color image is displayed.
In such a display device, high display quality is required.
一方、最近では、モバイル機種であるノートパソコンや多機能端末機器(高機能端末機器とも言う)の普及が盛んになってきており、なかでも図8に示すようなタブレット型の多機能端末機器は急速な普及が見込まれるようになってきており、これらの端末機器(以下、モバイル電子機器と言う)の表示部は、高い表示品質に加えてより良い意匠性が求められている。
最近普及しているモバイル電子機器においては、これまで、高付加価値化として高精細化、省エネ化や小型化( 軽量化) などの取り組みが行われている。
モバイル電子機器の使用される環境は屋内にとどまらず、屋外での使用頻度も格段に多いため、太陽光下での視認性改善(コントラストアップ)は実施されていた。
しかしながら、意匠性の観点での改善のための取り組みはほとんどなされていない。
On the other hand, recently, mobile laptop computers and multifunction terminal devices (also referred to as high-function terminal devices) have become widespread, and tablet-type multifunction terminal devices such as those shown in FIG. Rapid spread is expected, and the display portion of these terminal devices (hereinafter referred to as mobile electronic devices) is required to have better design in addition to high display quality.
In mobile electronic devices that have recently become popular, efforts have been made to achieve high added value, such as high definition, energy saving, and miniaturization (lightening).
The environment where mobile electronic devices are used is not limited to indoors, and the frequency of outdoor use is much higher, so visibility improvements (contrast improvement) under sunlight have been implemented.
However, almost no efforts have been made for improvement from the viewpoint of design.
これらモバイル電子機器の表示装置としては、従来より、透明基板を基材としてその一面側に、表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するための遮光性の黒色の額縁部を設けたカバーガラスを用い、その基材側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態があるが、これらモバイル電子機器の軽量化要求に対応して、このようなカバーガラスを用いずに、透明基板を基材としてその一面側に、カラーフィルタ用の各色の着色層を表示用領域に配し、且つ、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するため遮光性の黒色の額縁部を配したカラーフィルタ形成基板を用い、前記基材の一面側でない他面側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態もある。 しかし、いずれの形態の表示装置の場合も、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えが良くなく、特に額縁部においては、屋内外、室内光下、太陽光下で、前記遮光性の額縁部の黒色の締りがよくなく、意匠面で、高級感のある製品に仕上げることが難しく、これが問題となっていた。 Conventionally, as a display device for these mobile electronic devices, a light-shielding black frame for forming a non-display area over the entire periphery of the display area is formed on one side of a transparent substrate as a base material. There is a form in which the non-display area is formed by using the provided cover glass and the base material side is arranged on the outermost side (observer side). In response to the demand for weight reduction of these mobile electronic devices, Without using a cover glass, a transparent substrate is used as a base material, and a colored layer of each color for color filters is arranged in the display area on the one side, and for the non-display over the entire periphery of the display area A non-display area is formed by using a color filter forming substrate with a light-shielding black frame to form an area, and placing the other side of the base material on the outermost side (observer side). There is also a form to do. However, in any case of the display device, the frame portion as the non-display region and the reflection by the external light in the display region do not look good, particularly in the frame portion, indoors / outdoors, under room light, sunlight Below, the black-tightening of the light-shielding frame portion is not good, and it is difficult to finish a high-quality product in terms of design, which has been a problem.
カバーガラスを用いないモバイル電子機器の表示装置の場合は、例えば、簡略化して断面構成を示すと、図9(a)に示すように、カラーフィルタ形成基板110の基材側111を外側(観察者側)にして、カラーフィルタ形成基板110、TFT基板150の順の位置関係となっている。
また、カバーガラスを用いるモバイル電子機器の表示装置の場合は、簡略化して断面構成を示すと、図9(b)に示すように、カバーガラス130を外側(観察者側)にして、カバーガラス130、カラーフィルタ形成基板110、TFT基板150の順の位置関係となっている。
また、カバーガラスを用いないイン・セル・タッチパネル型のモバイル電子機器の表示装置の場合は、例えば、簡略化して断面構成を示すと、図10(a)に示すように、カラーフィルタ形成基板110の基材側111を外側(観察者側)にして、カラーフィルタ形成基板110とタッチパネル140とを一体化した部材、TFT基板150の順の位置関係となっている。
一方、カバーガラスを用いるタッチパネル型のモバイル電子機器の表示装置の場合は、簡略化して断面構成を示すと、図10(b)に示すように、カバーガラスを外側(観察者側)にして、カバーガラス130とタッチパネル140とを一体化した部材、カラーフィルタ形成基板110、TFT基板150の順の位置関係となっている。
尚、図9(a)、図9(b)、図10(a)、図10(b)は、簡略化して、上記各部の位置関係だけを離間して示している。
In the case of a display device for a mobile electronic device that does not use a cover glass, for example, if a simplified cross-sectional configuration is shown, as shown in FIG. The color
In the case of a display device for a mobile electronic device using a cover glass, a simplified cross-sectional configuration shows the cover glass with the cover glass 130 on the outside (observer side) as shown in FIG. 9B. 130, the color
In the case of a display device for an in-cell touch panel type mobile electronic device that does not use a cover glass, for example, when a simplified cross-sectional configuration is shown, as shown in FIG. The base material side 111 of the
On the other hand, in the case of a display device of a touch panel type mobile electronic device using a cover glass, as shown in a simplified cross-sectional configuration, the cover glass is on the outside (observer side) as shown in FIG. The cover glass 130 and the touch panel 140 are integrated, and the color
Note that FIGS. 9A, 9B, 10A, and 10B are simplified and show only the positional relationship between the above-described parts.
そして、カバーガラスを用いない図9(a)、図10(a)に示すモバイル電子機器の表示装置に用いられるカラーフィルタ形成基板は、通常、図11に示すような形態をしている。
尚、図11(a)は、カラーフィルタ形成基板の平面図で、図11(b)、図11(c)は、それぞれ、図11(a)のE1−E2、E3−E4において矢印の方向に見た図で、図11(d)は、図11(a)のE5部の拡大図で、図11(e)は図11(a)のE6部の拡大図である。
通常、カラーフィルタ用の各色の着色層113R、113G、113B、画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)113M用の着色層、額縁用の着色層の形成は、フォトリソ工程により形成されており、表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域として遮光性の額縁部112も、同様に所定の着色層の形成をフォトリソ工程により行っていた。 通常、額縁部112と画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)113Mとは、同じフォトリソ工程にて一緒に形成するが、場合によっては、額縁部112と画素区分用遮光部とは、同じフォトリソ工程にて一緒に形成しなくても良い。
And the color filter formation board | substrate used for the display apparatus of the mobile electronic device shown to Fig.9 (a) and FIG.10 (a) which does not use a cover glass has the form as shown in FIG. 11 normally.
11A is a plan view of the color filter forming substrate. FIGS. 11B and 11C are directions of arrows in E1-E2 and E3-E4 in FIG. 11A, respectively. 11D is an enlarged view of a portion E5 in FIG. 11A, and FIG. 11E is an enlarged view of a portion E6 in FIG. 11A.
Usually, the
上記のように、最近では、モバイル機種であるノートパソコンや多機能端末機器(高機能端機器とも言う)の普及が盛んになってきており、なかでもタブレット型の多機能端末機器は急速な普及が見込まれるようになってきており、これらモバイル電子機器の表示部として液晶表示装置が用いられているが、高い表示品質に加えてより良い意匠性が求められている。
このような中、モバイル電子機器において、図9(a)、図10(a)に示すような、カバーガラスを用いずに、透明基板からなる基材の一面側に、カラーフィルタ用の各色の着色層を表示用領域に配し、且つ、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するため遮光性の黒色の額縁部を配したカラーフィルタ形成基板を用い、前記基材の一面側ではない他面側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態の場合において、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えが良くなく、特に、屋内外、室内光下、太陽光下で、遮光性の額縁部の黒色の締りがよくなく、製品に高級感がでないという不具合があり、この対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、カバーガラスを用いずに、透明基板からなる基材の一面側に、カラーフィルタ用の各色の着色層を表示用領域に配し、且つ、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するため遮光性の黒色の額縁部を配したカラーフィルタ形成基板を用い、前記基材の一面側ではない他面側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態のモバイル電子機器の表示装置において、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くして、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。
同時に、このようなカラーフィルタ形成基板を用いた表示装置を提供しようとするものである。
As mentioned above, recently, notebook PCs and multifunction terminal devices (also called high-end devices), which are mobile models, have become popular, and tablet-type multifunction terminal devices have rapidly spread. Although liquid crystal display devices are used as the display units of these mobile electronic devices, better design is required in addition to high display quality.
Under such circumstances, in the mobile electronic device, each color for the color filter is formed on one side of the base material made of a transparent substrate without using a cover glass as shown in FIGS. 9 (a) and 10 (a). A color filter forming substrate in which a colored layer is disposed in a display region and a light-shielding black frame portion is disposed in order to form a non-display region over the entire periphery of the display region, and the base material In the case where the non-display area is formed by arranging the other side, not the one side, on the outermost side (observer side), the frame portion as the non-display area or the reflection by external light in the display area The appearance is not good, especially in indoor / outdoor, indoor light, under sunlight, there is a problem that the black-tightness of the light-shielding frame is not good, and the product is not high-quality, and this countermeasure was required .
This invention respond | corresponds, arrange | positions the colored layer of each color for color filters in the display area on the one surface side of the base material which consists of a transparent substrate, without using a cover glass, and for this display Use a color filter forming substrate with a black frame part with a light-shielding property to form a non-display area around the entire periphery of the area, and use the other side of the substrate as the outermost side (observer side) In a display device for a mobile electronic device in which a non-display area is formed by arranging the display area in the frame), the frame portion as the non-display area and the appearance of reflection by external light in the display area are improved. Therefore, an object of the present invention is to provide a color filter forming substrate capable of improving the blackness of a light-shielding frame portion under indoor light and sunlight, and giving a product a high-class feeling.
At the same time, an object of the present invention is to provide a display device using such a color filter forming substrate.
本発明のカラーフィルタ形成基板は、透明基板からなる基材の一面側において、画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)により区分けされた領域にカラーフィルタ用の各色の着色層を配して表示用領域を形成し、該表示用領域の外側に、非表示用領域として遮光性の額縁部を備えているカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記基材の一面側ではない他面側を、最も外側(観察者側)として、モバイル電子機器の表示部に用いられるカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部あるいは前記額縁部に、基材側から、順に、基材側を低反射性とするクロムを主成分とする低反射膜と、光学濃度を確保できる黒色の遮光性の樹脂遮光膜とを、積層した積層構造を有することを特徴とするものである。
そして、上記のカラーフィルタ形成基板であって、前記黒色の樹脂遮光膜は、樹脂中に、カーボンブラックを分散して含有するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、前記積層構造の前記黒色の樹脂遮光膜の幅が、前記低反射膜の幅よりも大きいことを特徴とするものである。
また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、前記額縁部は、前記基材側から、順に、前記低反射膜、前記黒色の樹脂遮光膜、前記カラーフィルタ用の着色層、前記黒色の樹脂遮光膜を積層した積層構造であることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、前記額縁部は、前記基材側から、順に、前記カラーフィルタ用の着色層、前記低反射膜、前記黒色の樹脂遮光膜を積層した積層構造であることを特徴とするものであり、前記表示用領域の画素区分用遮光部も、前記基材側から、順に、前記前記カラーフィルタ用の着色層、前記低反射膜、前記黒色の樹脂遮光膜を積層した積層構造であることを特徴とするものである。
尚、ここでは、表示装置に用いられた際に、表示領域となる領域を表示用領域とし、また、表示領域とはならない領域を非表示用領域としている。
あるいは、本発明のカラーフィルタ形成基板は、透明基板からなる基材の一面側において、画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)により区分けされた領域にカラーフィルタ用の各色の着色層を配して表示用領域を形成し、該表示用領域の外側に、非表示用領域として遮光性の額縁部を備えているカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記基材の一面側ではない他面側を、最も外側(観察者側)として、モバイル電子機器の表示部に用いられるカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部あるいは前記額縁部は、基材側から、順に、クロムを主成分とする1層以上の低反射性の層、ピュアクロムの層、クロムを主成分とする1層以上の低反射性の層とを積層した積層構造をしており、且つ、前記積層構造のピュアクロムの層は、光学濃度を確保できる膜厚であることを特徴とするものである。
The color filter forming substrate of the present invention is displayed by arranging a colored layer of each color for a color filter in a region separated by a pixel-shading light-shielding portion (also referred to as a black matrix) on one side of a base material made of a transparent substrate. A color filter forming substrate having a light-shielding frame portion as a non-display region outside the display region, and the other surface side that is not one surface side of the base material A color filter forming substrate used for a display part of a mobile electronic device as an outer side (observer side), and the substrate side is low-reflective in order from the base material side to the pixel section light shielding part or the frame part. It is characterized by having a laminated structure in which a low-reflection film mainly composed of chromium and a black light-shielding resin light-shielding film capable of ensuring optical density are laminated.
And it is said color filter formation board | substrate, Comprising: The said black resin light-shielding film is what contains carbon black disperse | distributing in resin.
Further, in any one of the color filter forming substrates, the width of the black resin light-shielding film of the laminated structure is larger than the width of the low reflection film.
Further, in any one of the above color filter forming substrates, the frame portion is, in order from the base material side, the low reflection film, the black resin light-shielding film, the colored layer for the color filter, the black film It has a laminated structure in which resin light shielding films are laminated.
Alternatively, in any one of the color filter forming substrates, the frame portion is formed by laminating the color filter coloring layer, the low reflection film, and the black resin light-shielding film in order from the base material side. The light-shielding part for pixel division of the display region is also a layered structure, and the color filter colored layer, the low-reflection film, and the black reflective layer are also arranged in order from the base material side. It has a laminated structure in which resin light shielding films are laminated.
Here, when used in a display device, an area that becomes a display area is a display area, and an area that is not a display area is a non-display area.
Alternatively, in the color filter forming substrate of the present invention, a colored layer of each color for the color filter is arranged in a region divided by a pixel-dividing light-shielding portion (also referred to as a black matrix) on one side of the base material made of a transparent substrate. Forming a display region, and a color filter forming substrate having a light-shielding frame portion as a non-display region outside the display region, and the other side which is not one side of the base material The outermost (observer side) is a color filter forming substrate used in a display unit of a mobile electronic device, wherein the pixel-segmenting light-shielding part or the frame part is composed mainly of chromium in order from the base material side. A laminated structure in which one or more low-reflective layers, a pure chrome layer, and one or more low-reflective layers mainly composed of chromium are laminated, and the pure chromium Layer is characterized in that a film thickness that can ensure the optical density.
本発明の表示装置は、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板を用いて、表示部を形成していることを特徴とするものである。 The display device of the present invention is characterized in that a display portion is formed using any of the color filter forming substrates described above.
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、請求項1〜請求項6のいずれかのカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、順に、前記基材側を低反射層としたクロムを主成分とする低反射膜を全面に成膜する成膜工程と、前記成膜工程により成膜された低反射膜上に、前記黒色の遮光性の樹脂遮光膜形成用の感光性組成物を用いて、フォトリソ法により、パターニングして、前記黒色の遮光性の樹脂遮光膜をパターン形成する、樹脂遮光膜パターン形成工程と、露出した低反射膜をエッチング除去するエッチング工程とを行い、基材側から、順に、基材側を低反射性としたクロムを主成分とする低反射膜と、光学濃度を確保できる黒色の遮光性の樹脂遮光膜とを、積層した積層構造を得ることを特徴とするものである。
A method for producing a color filter forming substrate according to the present invention is a method for producing a color filter forming substrate according to any one of
(作用)
請求項1の発明のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、カバーガラスを用いずに、透明基板からなる基材の一面側に、カラーフィルタ用の各色の着色層を表示用領域に配し、且つ、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するため遮光性の黒色の額縁部を配したカラーフィルタ形成基板を用い、前記基材の一面側ではない他面側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態のモバイル電子機器の表示装置において、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くして、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
特に、モバイル電子機器のように、屋内外で用いられもので、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
具体的には、画素区分用遮光部あるいは額縁部に、基材側から、順に、基材側を低反射性とするクロムを主成分とする低反射膜と、光学濃度を確保できる黒色の遮光性の樹脂遮光膜とを、積層した積層構造を有することにより、これを達成している。
基材側を低反射性としたクロムを主成分とする低反射膜としていることにより、外光の反射を抑制でき、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くしている。
低反射膜としては、正反射光の反射率を400nm〜700nmの範囲で10%以下のものが好ましく、且つ、400nm〜700nmの範囲で拡散反射率の極めて少ない、あるいは、拡散反射がほとんどないものが好ましい。
例えば、低反射性の酸化窒化クロム(CrOxNy)の層とピュアクロムの層を積層した2層構造のものが挙げられるが、これに限定はされない。
低反射性の層は、クロムの酸化度合や酸化窒化度合いや酸化炭化度合い等により調整でき、調整された層を複数層を基材側に配してピュアクロムの層と積層して、基材側が低反射性を有するようにした低反射膜でも良い。
尚、例えば、酸化窒化クロム(CrOxNy)の層の形成は、酸化窒化クロムをターゲットとしたアルゴンガスのスパッタリングや、アルゴンガスに酸素ガス、窒素ガスを混合したガスを用いたスパッタリングにより得ることができる。
また、黒色の樹脂遮光膜としては、樹脂中に、カーボンブラックを分散して含有するものが挙げられる。
黒色の樹脂遮光膜は、必要とされる光学濃度(通常は4以上)を確保でき、且つ、表示装置に用いられた際に、TFTの誤動作の原因ともなる内部反射の少ないものが好ましく、例えば、粒子径が小さいものを、あるいは、レアカーボンブラックに樹脂を被膜したものを、ピグメントとして樹脂中に分散させて含有するものが好ましい。
そして、光学濃度にあわせた厚さとする。
(Function)
The color filter forming substrate according to the first aspect of the present invention has such a structure, and without using a cover glass, a colored layer for each color filter color is displayed on one side of a substrate made of a transparent substrate. A color filter forming substrate provided with a light-shielding black frame portion is used to form a non-display region over the entire periphery of the display region and not on one side of the base material. In a display device of a mobile electronic device in which the other surface side is arranged on the outermost side (observer side) to form a non-display area, the frame portion as the non-display area and the reflection by external light in the display area Providing a color filter-formed substrate that improves the appearance and improves the quality of the product by improving the blackness of the light-shielding frame, especially indoors and outdoors, under indoor light, and even under sunlight. Is possible.
In particular, it is used indoors and outdoors like a mobile electronic device, and is effective for a display portion that requires high quality and design.
Specifically, a low-reflection film mainly composed of chromium having a low-reflective property on the base material side and a black light-shielding light that can secure an optical density in order from the base material side to the light-shielding portion or frame portion for pixel classification. This is achieved by having a laminated structure in which a transparent resin light-shielding film is laminated.
By using a low-reflective film with chromium as the main component that has low reflectivity on the base material side, reflection of external light can be suppressed, and the appearance of reflection by external light in the frame area and display area as a non-display area Is improving.
The low reflection film preferably has a reflectance of specularly reflected light of 10% or less in the range of 400 nm to 700 nm, and has a very low diffuse reflectance in the range of 400 nm to 700 nm or almost no diffuse reflection. Is preferred.
For example, a two-layer structure in which a low-reflective chromium oxynitride (CrOxNy) layer and a pure chromium layer are stacked is exemplified, but the present invention is not limited thereto.
The low-reflective layer can be adjusted according to the degree of oxidation of chromium, the degree of oxynitridation, the degree of carbonization of oxycarbon, etc. A low-reflection film whose side has low reflectivity may be used.
For example, the chromium oxynitride (CrOxNy) layer can be formed by sputtering argon gas with chromium oxynitride as a target, or sputtering using a gas obtained by mixing oxygen gas and nitrogen gas with argon gas. .
Moreover, as a black resin light-shielding film, what contains carbon black disperse | distributed in resin is mentioned.
The black resin light-shielding film is preferably one that can ensure the required optical density (usually 4 or more) and has less internal reflection that causes malfunction of the TFT when used in a display device. It is preferable to use a material having a small particle diameter or a material obtained by coating a resin on rare carbon black as a pigment dispersed in the resin.
The thickness is adjusted to the optical density.
低反射性の層は、クロムを主成分とする酸化窒化クロム(CrOxNy)の層等、クロムの酸化度合や酸化窒化度合いや酸化炭化度合い等により調整でき、調整された層であり、表示装置に用いられた際の観察者側からの外光の拡散反射をほとんどなくでき、且つ、観察者側からの正反射光の反射率を400nm〜700nmの範囲で10%以下とすることが容易であることに着目して、このような低反射膜を基材側に備え、且つ、樹脂遮光膜と積層して、好学濃度を確保することにより、光学濃度を確保して、外光反射の見た目を良くできることを見出し、本発明のカラーフィルタ形成基板を成したものです。
従来、画素区分用遮光膜や額縁部は、ピグメントとしてカーボンブラックを樹脂中に分散させて含有する黒色の樹脂遮光膜で形成されていたため、カーボンブラックからの反射による外光の拡散反射の影響で、表示装置に用いられた際の観察者側からの外光反射の見た目を良くなかった。
尚、図5に示すように、分光測色計では拡散反射成分を検出できる正反射光除去方式(Specular Components Exclude方式(以後はSCE方式と略す))による外光の反射光の反射率の分光特性の測定結果から計算により得られた、JISZ8701のXYZ表色系における明るさYの値の小さいほど良く、外光反射による見た目の評価方法として、SCE方式による測定による前記Y値の評価が目視評価に近いとものして用いられている。
本発明のカラーフィルタ形成基板を表示装置に用いた場合、図5に示すSCE方式の測定による前記Y値(D65光源)は、見た目が良いとされる0.01以下を確保することができる。
尚、図5においては、太線実線矢印は、光源62からの入射光62Lを示し、点線矢印は各点からの光の向きを示し、細線実線矢印は、検出器63へ入射する検出光63Lを示している。
また、分光測色計では正反射光と拡散反射光の合計を検出できる測定方式もあり、一般にはSCI方式(Specular Components Include方式の略)と呼ばれている。
SCI方式は物体色を測定する場合に広く用いられている。
The low-reflective layer can be adjusted according to the degree of oxidation, the degree of oxynitridation or the degree of carbonization of oxide, such as a layer of chromium oxynitride (CrOxNy) containing chromium as a main component. When used, the diffuse reflection of the external light from the observer side can be almost eliminated, and the reflectance of the regular reflection light from the observer side can be easily made 10% or less in the range of 400 nm to 700 nm. Paying attention to this, the low reflection film is provided on the base material side and laminated with the resin light-shielding film to secure the scholarly density, thereby securing the optical density and the appearance of the external light reflection. It was found that it can be improved, and formed the color filter forming substrate of the present invention.
Conventionally, the pixel-shading light-shielding film and the frame portion have been formed of a black resin light-shielding film containing carbon black dispersed in the resin as a pigment, and therefore due to the influence of diffuse reflection of external light due to reflection from the carbon black. The appearance of external light reflection from the observer side when used in a display device was not good.
As shown in FIG. 5, the spectrocolorimeter uses a specular reflection light removal method (special components exclusive method (hereinafter abbreviated as SCE method)) that can detect diffuse reflection components to reflect the reflectance of the reflected light of outside light. The smaller the value of brightness Y in the XYZ color system of JISZ8701 obtained by calculation from the measurement results of the characteristics, the better. As an appearance evaluation method by external light reflection, the evaluation of the Y value by the measurement by the SCE method is visually observed. It is used as being close to evaluation.
When the color filter-formed substrate of the present invention is used for a display device, the Y value (D65 light source) measured by the SCE method shown in FIG.
In FIG. 5, the thick solid line arrow indicates the incident light 62L from the light source 62, the dotted line arrow indicates the direction of light from each point, and the thin solid line arrow indicates the detection light 63L incident on the detector 63. Show.
The spectrocolorimeter also has a measurement method that can detect the sum of specular reflection light and diffuse reflection light, and is generally referred to as an SCI method (abbreviation of Special Components Include method).
The SCI method is widely used when measuring an object color.
また、黒色の樹脂遮光膜の幅が、前記低反射膜の幅よりも大きいことにより、抵抗値の高い樹脂遮光膜の領域が広くなることで、電気信頼性の向上が期待できる。 Also, since the width of the black resin light-shielding film is larger than the width of the low-reflection film, the region of the resin light-shielding film having a high resistance value is widened, so that improvement in electrical reliability can be expected.
また、額縁部としては、基材側から、順に、低反射膜、黒色の樹脂遮光膜、カラーフィルタ用の着色層、黒色の樹脂遮光膜を積層した積層構造が挙げられる。
あるいはまた、額縁部としては、基材側から、順に、カラーフィルタ用の着色層、低反射膜、黒色の樹脂遮光膜を積層した積層構造としたものや、これに加えて、表示用領域の画素区分用遮光部も、基材側から、順に、カラーフィルタ用の着色層、前記低反射膜(基材側を低反射層としたCrを主成分とするクロム膜)、前記黒色の樹脂遮光膜を積層した積層構造としたものが挙げられる。
Moreover, as a frame part, the laminated structure which laminated | stacked the low reflection film, the black resin light-shielding film, the colored layer for color filters, and the black resin light-shielding film in order from the base material side is mentioned.
Alternatively, as the frame portion, in order from the base material side, a layered structure in which a colored layer for a color filter, a low reflection film, and a black resin light shielding film are laminated, or in addition to this, a display area The pixel-shading light-shielding portion is also in order from the base material side, the color layer for the color filter, the low-reflection film (a chromium film mainly composed of Cr with the base-material side as a low-reflection layer), and the black resin light-shielding part. The thing made into the laminated structure which laminated | stacked the film | membrane is mentioned.
請求項7の発明は、前記画素区分用遮光部あるいは前記額縁部が、基材側から、順に、クロムを主成分とする1層以上の低反射性の層、ピュアクロムの層、クロムを主成分とする1層以上の低反射性の層とを積層した積層構造をしており、且つ、前記積層構造のピュアクロムの層は、光学濃度を確保できる膜厚であることにより、カバーガラスを用いずに、透明基板からなる基材の一面側に、カラーフィルタ用の各色の着色層を表示用領域に配し、且つ、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するため遮光性の黒色の額縁部を配したカラーフィルタ形成基板を用い、前記基材の一面側ではない他面側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態のモバイル電子機器の表示装置において、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くして、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
特に、モバイル電子機器のように、屋内外で用いられもので、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
ここでの低反射性の層も、正反射光の反射率を400nm〜700nmの範囲で10%以下のものが好ましく、且つ、400nm〜700nmの範囲で拡散反射率の極めて少ない、あるいは、拡散反射がほとんどないものが好ましい。
低反射性の層としては、低反射性の酸化窒化クロム(CrOxNy)の層とピュアクロムの層を積層した2層構造のものが挙げられるが、これに限定はされない。
また、低反射性の層は、クロムの酸化度合や酸化窒化度合いや酸化炭化度合い等により調整でき、調整された層を複数層を基材側に配してピュアクロムの層と積層して、基材側が低反射性を有するようにした低反射膜でも良い。
According to a seventh aspect of the present invention, the pixel section light-shielding portion or the frame portion includes, in order from the base material side, one or more low-reflective layers mainly composed of chromium, a pure chromium layer, and chromium. It has a laminated structure in which one or more low-reflective layers as components are laminated, and the pure chrome layer of the laminated structure has a film thickness that can secure an optical density. Without using, a colored layer of each color for the color filter is arranged in the display area on one side of the base material made of a transparent substrate, and a non-display area is formed over the entire periphery of the display area. Therefore, a non-display area is formed by using a color filter forming substrate provided with a light-shielding black frame portion and arranging the other surface side, not the one surface side, on the outermost side (observer side). Forehead as non-display area in mobile electronic device display devices Improves the appearance of reflections from outside light in the screen and display area, and improves the quality of the product by improving the blackness of the light-shielding frame, especially indoors, indoors and under sunlight. It is possible to provide a color filter forming substrate that can be provided.
In particular, it is used indoors and outdoors like a mobile electronic device, and is effective for a display portion that requires high quality and design.
The low-reflective layer here also preferably has a reflectance of specularly reflected light of 10% or less in the range of 400 nm to 700 nm, and has very little diffuse reflectance in the range of 400 nm to 700 nm, or diffuse reflection. Those having almost no are preferred.
Examples of the low-reflective layer include, but are not limited to, a two-layer structure in which a low-reflective chromium oxynitride (CrOxNy) layer and a pure chromium layer are stacked.
In addition, the low-reflective layer can be adjusted according to the degree of oxidation of chromium, the degree of oxynitridation, the degree of oxycarbonization, etc., and the adjusted layer is arranged on the substrate side and laminated with the pure chromium layer, A low reflective film in which the substrate side has low reflectivity may be used.
本発明の表示装置は、このような構成にすることにより、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くして、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができる表示部を有する表示装置の提供を可能としている。 By adopting such a configuration, the display device of the present invention improves the appearance of reflection due to external light in the frame portion as a non-display region and the display region. Even under light, it is possible to provide a display device having a display portion that can enhance the blackness of the light-shielding frame portion and give a product a high-class feeling.
本発明は、このように、カバーガラスを用いずに、透明基板を基材としてその一面側に、カラーフィルタ用の各色の着色層を表示用領域に配し、且つ、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域を形成するため遮光性の黒色の額縁部を配したカラーフィルタ形成基板を用い、前記基材の一面側でない他面側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態のモバイル電子機器の表示装置において、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くして、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
同時に、このようなカラーフィルタ形成基板を用いて、該カラーフィルタ形成基板の基材側を最も外側(観察者側)に配して非表示用領域を形成する形態のモバイル電子機器の表示装置の提供を可能とした。
In this way, the present invention is such that, without using a cover glass, a transparent substrate is used as a base material and a colored layer of each color for color filters is arranged on the display area on the one side, and the periphery of the display area Use a color filter forming substrate with a light-shielding black frame to form a non-display area over the entire circumference, and arrange the other side that is not one side of the base material on the outermost side (observer side) In the display device of the mobile electronic device in the form of forming the non-display area, the frame portion as the non-display area and the appearance of reflection by the external light in the display area are improved. Even under sunlight, it is possible to provide a color filter forming substrate that can enhance the blackness of the light-shielding frame portion and give the product a high-class feeling.
At the same time, using such a color filter forming substrate, a base device side of the color filter forming substrate is arranged on the outermost side (observer side) to form a non-display area. It was possible to provide.
先ず、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第1の例を、図1に基づいて説明する。
第1の例のカラーフィルタ形成基板は、モバイル機種のノートパソコンや多機能端末機器(高機能端末機器とも言う)等のモバイル電子機器の表示部(液晶表示装置)に用いられるカラーフィルタ形成基板であり、図1(a)に示すように、ガラス基板からなる透明基板を基材11として、該基材11の一面側において、表示用領域13Sにカラーフィルタ用の各色の着色層(13R、13G、13B)と画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)13Mを配し、且つ、該表示用領域13Sの外側に非表示用領域として遮光性の額縁部12を設けており、図1(b)、図1(c)に示すように、表示用領域13Sの着色層13と、額縁部12とを覆うように平坦状に保護層(オーバーコート層、あるいはOC層とも言う)14を配している。
そして、基材11の前記一面ではない他面側を最も外側(観察者側)として、図9(a)に示す形態、あるいは、図10(a)に示す形態のモバイル電子機器の表示部(表示装置)に用いられる。
そして、特に、図1(e)、図1(f)に示されるように、画素区分用遮光部13Mおよび額縁部12は、基材11側から、順に、基材11側を低反射性としたクロムを主成分とする低反射膜13Mbと、光学濃度を確保できる黒色の遮光性の樹脂遮光膜13Maとを、積層した積層構造をしている。
ここでは、低反射膜13Mbは、基材11側をクロムの酸化窒化膜の層(低反射性の層とも言う)13MC1とピュアなクロム層13MC2とを積層した構造である。
ここでの低反射膜13Mbは、基材11側の正反射光の反射率を400nm〜700nmの範囲で10%以下のものが好ましく、且つ、400nm〜700nmの範囲で基材11側の拡散反射率の極めて少ない、あるいは、拡散反射がほとんどないものが好ましい。 尚、本例では、画素区分用遮光部13Mにおける低反射膜13Mbと遮光性の樹脂遮光膜13Maとは、同じサイズで形成されている。
ここでは、酸化窒化クロム膜(CrOxNy)の層13C1とピュアなクロム層13C2の厚さは、それぞれ、810Å、800Åとしており、図5に示すSCE方式の測定から得られた反射光の分光反射率特性から計算されるJIS Z8701のXYZ表色系における明るさYを、0.01以下としている。
また、D65光源下でのJIS Z8701のXYZ表色系での色度座標(x、y)は(0.313、0.329)となる。
黒色の遮光性の樹脂遮光膜13Maは、樹脂成分にピグメントとしてカーボンブラック粒子を分散させた遮光性の樹脂層からなり、必要とされる光学濃度(通常は4以上)を確保できる光学濃度にあわせた膜厚としている。
ここでは、表示装置に用いられた際に、TFTの誤動作の原因ともなる内部反射を少なくするために、TFT側となる側を樹脂遮光膜としている。
First, the 1st example of embodiment of the color filter formation board | substrate of this invention is demonstrated based on FIG.
The color filter forming substrate of the first example is a color filter forming substrate used for a display unit (liquid crystal display device) of a mobile electronic device such as a mobile notebook computer or a multi-function terminal device (also referred to as a high-function terminal device). As shown in FIG. 1A, a transparent substrate made of a glass substrate is used as a
And the other surface side which is not the said one surface of the
In particular, as shown in FIGS. 1 (e) and 1 (f), the pixel-shading light-shielding portion 13M and the frame portion 12 are made to have a low reflectivity in order from the
Here, the low reflection film 13Mb has a structure in which a layer of a chromium oxynitride film (also referred to as a low reflection layer) 13MC1 and a pure chromium layer 13MC2 are laminated on the base 11 side.
Here, the low reflection film 13Mb preferably has a reflectance of specular reflection light on the
Here, the thicknesses of the chromium oxynitride film (CrOxNy) layer 13C1 and the pure chromium layer 13C2 are 810 mm and 800 mm, respectively, and the spectral reflectance of the reflected light obtained from the SCE measurement shown in FIG. The brightness Y in the XYZ color system of JIS Z8701 calculated from the characteristics is set to 0.01 or less.
The chromaticity coordinates (x, y) in the XYZ color system of JIS Z8701 under the D65 light source are (0.313, 0.329).
The black light-shielding resin light-shielding film 13Ma is made of a light-shielding resin layer in which carbon black particles are dispersed as a pigment in the resin component, and is adjusted to an optical density that can ensure the required optical density (usually 4 or more). The film thickness is as follows.
Here, in order to reduce internal reflection that causes malfunction of the TFT when used in a display device, the side that becomes the TFT side is made of a resin light-shielding film.
本例は、上記のように、JIS Z8701のXYZ表色系における明るさYを制御していることにより、ガラス基板からなる透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域にカラーフィルタ用の各色の着色層を配して表示用領域を形成し、該表示用領域の外側に遮光性の額縁部を形成し、前記基材側を最も外側(観察者側)として、モバイル電子機器の表示部(表示装置)に用いられた場合には、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射を抑制して見栄えを良くでき、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるものとしている。
特に、屋内外で用いられもので、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
In this example, as described above, the brightness Y in the XYZ color system of JIS Z8701 is controlled, so that a transparent substrate made of a glass substrate is used as a base material, and a display region is provided on one side of the base material. A colored region for each color filter is arranged to form a display region, a light-shielding frame portion is formed outside the display region, and the substrate side is the outermost side (observer side), When used in a display unit (display device) of a mobile electronic device, it is possible to improve the appearance by suppressing reflection due to external light in a frame part as a non-display area or a display area. Even under light and sunlight, it is possible to improve the blackness of the light-shielding frame and give the product a high-class feeling.
In particular, it is used indoors and outdoors, and is effective for display units that require high quality and design.
ここでは、分光測色計として、コニカミノルタ(株)製のCM−2500dを用いて、図5に示すようにして、320nm〜740nmの波長範囲で反射率の測定を行った。
以下の説明は、JIS Z 8722での表記(照射角/受光角度)でいうd/8°(dは拡散光)なる光学系に基づいて行うが、他の光学系を用いても差し支えない。
図5における角度θは、ここでは、8°である。
そして、これらの測定で得られた結果をもとに、D65光源を用いて測定したJIS
Z8701のXYZ表色系における色度座標(x、y)、明るさYにて表した。
Here, CM-2500d manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. was used as the spectrocolorimeter, and the reflectance was measured in the wavelength range of 320 nm to 740 nm as shown in FIG.
The following description is based on an optical system of d / 8 ° (d is diffused light) as expressed in JIS Z 8722 (irradiation angle / light reception angle), but other optical systems may be used.
Here, the angle θ in FIG. 5 is 8 °.
Based on the results obtained from these measurements, JIS was measured using a D65 light source.
This is represented by chromaticity coordinates (x, y) and brightness Y in the XYZ color system of Z8701.
また、ここでは、表示装置に用いられた際に、表示領域となる領域を表示用領域13Sとしており、図1(a)の額縁部12の内側の領域を意味する。
また、表示領域とはならない額縁部12の領域を非表示用領域としている。
また、着色部13は、カラーフィルタ用の赤色、緑色、青色の各色の着色層13R、13G、13Bと画素区分用遮光部13Mとを総称している。
また、表示用領域には、図1(d)に示すように、カラーフィルタ用の赤色、緑色、青色の各色の着色層13R、13G、13Bは、画素区分用遮光部13Mにより分離されるように所定の配列に形成されている。
画素区分用遮光部13Mの開口パターン形状や各色の着色層の配列は、図1(d)に示す形態に限定はされない。
画素区分用遮光部13Mの開口パターン形状がストライプ状の形状ものや、くの字形状や、デルタ配列などの様に着色層の配列を変えたものも挙げられる。
In addition, here, when used in a display device, an area that becomes a display area is a display area 13S, which means an area inside the frame portion 12 in FIG.
Further, a region of the frame portion 12 that does not become a display region is set as a non-display region.
The
In the display area, as shown in FIG. 1D, the colored layers 13R, 13G, and 13B for red, green, and blue for the color filter are separated by the pixel-partitioning light shielding portion 13M. Are formed in a predetermined arrangement.
The opening pattern shape of the pixel-partitioning light-shielding portion 13M and the arrangement of the colored layers of each color are not limited to the form shown in FIG.
There are also examples in which the shape of the opening pattern of the pixel-partitioning light-shielding portion 13M is a stripe shape, a shape in which the shape of the colored layer is changed, such as a dogleg shape or a delta arrangement.
次に各部の材料について述べる。
<基板11>
第1の例に用いられる透明基板からなる基材11としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものを用いることができ、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明な無機基板、および、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明な樹脂基板等を挙げることができるが、特に、無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。
さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。
無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに好適に用いることができるからである。
上記基板は、通常、透明な透明基板が用いられている。
Next, the material of each part will be described.
<
As the
Furthermore, it is preferable to use an alkali-free type glass substrate among the glass substrates.
The alkali-free type glass substrate is excellent in dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and does not contain an alkali component in the glass. Therefore, it is suitably used for a color filter for an active matrix type color liquid crystal display device. Because it can.
As the substrate, a transparent transparent substrate is usually used.
<画素区分用遮光部13Mおよび額縁部12>
(遮光性の樹脂遮光膜13Ma)
遮光性の樹脂遮光膜13Maとしては、例えば、ここでは、エポキシ樹脂等の樹脂で被覆したカーボンブラックをピグメント(顔料)としてバインダ樹脂中に分散させたものが用いられている。
カーボンブラックをピグメント(顔料)としてバインダ樹脂中に分散させたものは、膜厚を比較的薄くして遮光性の樹脂層を形成することができる。
ここでは、光学濃度(通常4.0以上)を確保できる膜厚とする。
ここでは、画素区分用遮光部13Mおよび額縁部12における遮光性の樹脂遮光膜13Maの形成をフォトリソグラフィー法を用いているが、この場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。
この場合、黒色着色剤および感光性樹脂を含有するブラックマトリクス形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
尚、ブラックマトリクスおよび額縁部の遮光性の着色層の両方を、あるいは、一方のみを印刷法やインクジェット法を用いて形成する場合もあるが、この場合には、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
(低反射膜13Mb)
基材側を低反射性としたクロムを主成分とする低反射膜13Mbとしては、図6(a)に示す、基材11側から、順に、低反射性の酸化窒化クロム(CrOxNy)13MC1の層とピュアクロム13MC2の層を積層した2層構造のものを、第1の例の積層構造として挙げているが、これに限定はされない。
低反射性は、クロムの酸化度合や酸化窒化度合いや酸化炭化度合い等により調整でき、調整された層を複数層、積層しても良い。
例えば、図6(b)に示すように、低反射性の層13MD1、13MD2を2層とピュアクロムの層13MD3を積層した構造で、基材11の屈折率をns、低反射性の層13MD1、13MD2、ピュアクロムの層13MD3の複素屈折率の実数部を、それぞれ、n1、n2、n3とした場合、ns<n1<n2<n3なる関係を満たすようにしても良い。
低反射膜としては、微量に酸素窒素以外の成分を含むものでも、基材側が低反射性としての機能を満たせば適用できる。
尚、例えば、酸化窒化クロム(CrOxNy)の層の形成は、酸化窒化クロムをターゲットとしたアルゴンガスのスパッタリングや、アルゴンガスに酸素ガス、窒素ガスを混合したガスを用いたスパッタリングにより得ることができる。
基材11側を低反射性としたクロムを主成分とする低反射膜としていることにより、外光の反射を抑制でき、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射の見栄えを良くしている。
<Pixel section light shielding portion 13M and frame portion 12>
(Light shielding resin light shielding film 13Ma)
As the light-shielding resin light-shielding film 13Ma, for example, here, carbon black coated with a resin such as an epoxy resin is used as a pigment (pigment) dispersed in a binder resin.
In the case where carbon black is dispersed as a pigment (pigment) in a binder resin, the light-shielding resin layer can be formed with a relatively thin film thickness.
Here, the film thickness is set such that an optical density (usually 4.0 or more) can be secured.
Here, the light-blocking resin light-shielding film 13Ma in the pixel-segmenting light-shielding portion 13M and the frame portion 12 is formed by a photolithography method. In this case, examples of the binder resin include acrylate-based, methacrylate-based, A photosensitive resin having a reactive vinyl group such as vinyl cinnamate or cyclized rubber is used.
In this case, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for forming a black matrix containing a black colorant and a photosensitive resin, and further, if necessary, a sensitizer, a coatability improver, A development improver, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant, and the like may be added.
In some cases, both the black matrix and the light-shielding colored layer in the frame portion, or only one of them may be formed by using a printing method or an inkjet method. In this case, as the binder resin, for example, Methyl methacrylate resin, polyacrylate resin, polycarbonate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin, hydroxyethyl cellulose resin, carboxymethyl cellulose resin, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, A maleic acid resin, a polyamide resin, etc. are mentioned.
(Low reflective film 13Mb)
As the low-reflection film 13Mb mainly composed of chromium whose base material side has low reflectivity, the low-reflection chromium oxynitride (CrOxNy) 13MC1 in order from the
Low reflectivity can be adjusted by the degree of oxidation of chromium, the degree of oxynitridation, the degree of oxycarbonization, etc., and a plurality of adjusted layers may be laminated.
For example, as shown in FIG. 6B, the low-reflective layers 13MD1 and 13MD2 are laminated in two layers and a pure chrome layer 13MD3, and the refractive index of the
As a low reflection film, even a small amount of a component containing components other than oxygen and nitrogen can be applied as long as the substrate side satisfies the function of low reflection.
For example, the chromium oxynitride (CrOxNy) layer can be formed by sputtering argon gas with chromium oxynitride as a target, or sputtering using a gas obtained by mixing oxygen gas and nitrogen gas with argon gas. .
By making the
<着色層13R、13G、13B>
本例では、カラーフィルタ形成用の各色の着色層は、赤色の着色層13R、緑色の着色層13G、青色の着色層13Bの3色の着色層である。
各色の着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであり、フォトリソ法(フォトリソグラフィー法とも言う)により形成されるものである。
上記着色層に用いられるバインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。
この場合、着色剤および感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
上記各色の着色層の膜厚は、通常、1μm〜5μm程度で設定される。
着色層の色としては、赤色、緑色、青色の3色を少なくとも含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、赤色、緑色、青色の3色、または、赤色、緑色、青色、黄色の4色、または、赤色、緑色、青色、黄色、シアンの5色等とすることもできる。
尚、赤色(Rとも記載)の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
緑色(Gとも記載)の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色(Bとも記載)の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
<Colored layers 13R, 13G, 13B>
In this example, the colored layers for forming the color filters are the three colored layers of the red colored layer 13R, the green colored layer 13G, and the blue colored layer 13B.
The colored layer of each color is obtained by dispersing or dissolving a colorant such as a pigment or dye of each color in a binder resin, and is formed by a photolithography method (also referred to as a photolithography method).
As the binder resin used in the colored layer, for example, a photosensitive resin having a reactive vinyl group such as acrylate, methacrylate, polyvinyl cinnamate, or cyclized rubber is used.
In this case, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for forming a colored part containing a colorant and a photosensitive resin, and further, a sensitizer, a coating property improver, and a development as necessary. You may add an improving agent, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant, etc.
The thickness of the colored layer of each color is usually set to about 1 μm to 5 μm.
The color of the colored layer is not particularly limited as long as it includes at least three colors of red, green, and blue. For example, three colors of red, green, and blue, or red, green, blue, and yellow Or five colors such as red, green, blue, yellow, and cyan.
Examples of the colorant used in the red (also referred to as R) colored layer include perylene pigments, lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, and isoindoline pigments. Can be mentioned.
These pigments may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the colorant used in the green (also referred to as G) colored layer include phthalocyanine pigments such as halogen polysubstituted phthalocyanine pigments or halogen polysubstituted copper phthalocyanine pigments, triphenylmethane basic dyes, and isoindoline pigments. Examples thereof include pigments and isoindolinone pigments.
These pigments or dyes may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the colorant used in the blue (also referred to as B) coloring layer include copper phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, indanthrene pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments, and the like. .
These pigments may be used alone or in combination of two or more.
<保護層14>
保護層用の材料としては、熱硬化性樹脂組成物と光硬化性樹脂組成物が挙げられる。
光硬化性樹脂組成物は、カラーフィルタ形成基板を面付けして作製後に、個片化する切断をするのに好ましい。
保護層用の光硬化性樹脂組成物としては、上記カラーフィルタ形成用の各色の着色層に用いられるバインダ樹脂と同様のもの、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。
この場合も、感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
尚、第1の例では、カラーフィルタ形成基板は面付けして赤色、緑色、青色の各着色層13R、13G、13B、及び、画素区分用遮光部13Mおよび、額縁部12を形成した後に、樹脂組成物をスピンコーテインング法により塗布するが、各カラーフィルタ基板間に保護層の切れ目を設けておき、該切れ目において分離して個片化するため、保護層用の樹脂組成物を光硬化性樹脂組成物として、塗布後、乾燥し、所定領域のみ選択的に光照射して、現像して形成しているが、保護層の形成方法はこれに限定はされない。
保護層用の熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ化合物を用いたもの、熱ラジカル発生剤をもちいたものがあげられる。
エポキシ化合物としては、カルボン酸やアミン系化合物などにより硬化しうる公知の多価エポキシ化合物を挙げることができ、このようなエポキシ化合物は、例えば、新保正樹編「エポキシ樹脂ハンドブック」日刊工業新聞社刊(昭和62年)等に広く開示されており、これらを用いることが可能である。
熱ラジカル発生剤としては過硫酸塩、ヨウ素等のハロゲン、アゾ化合物、および有機過酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であり、より好ましくは、アゾ化合物または有機過酸化物である。
アゾ化合物としては、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2’−アゾビス−[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、および2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)などが挙げられ、有機過酸化物としては、ジ(4−メチルゼンゾイル)ペーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルエキサネート、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルパーオキシベンゾネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカルボネート、t−ブチル−4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブタネート、およびジクミルパーオキサイドなどが挙げられる。
<
Examples of the material for the protective layer include a thermosetting resin composition and a photocurable resin composition.
The photo-curable resin composition is preferable for cutting into pieces after imposing the color filter-formed substrate on the surface.
The photo-curable resin composition for the protective layer is the same as the binder resin used for the colored layers for forming the color filters, for example, acrylate-based, methacrylate-based, polyvinyl cinnamate-based, or cyclized A photosensitive resin having a reactive vinyl group such as rubber is used.
In this case as well, a photopolymerization initiator may be added to the photosensitive resin composition for forming colored portions containing the photosensitive resin, and further, a sensitizer, a coating property improver, and a development improver as necessary. Further, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a flame retardant and the like may be added.
In the first example, the color filter forming substrate is impositioned and the red, green, and blue colored layers 13R, 13G, and 13B, the pixel-segmenting light-shielding portion 13M, and the frame portion 12 are formed. The resin composition is applied by a spin coating method. A protective layer cut is provided between each color filter substrate, and the resin composition for the protective layer is optically separated. The curable resin composition is formed by coating and drying, selectively irradiating only a predetermined region with light, and developing. However, the method for forming the protective layer is not limited thereto.
Examples of the thermosetting resin composition for the protective layer include those using an epoxy compound and those using a thermal radical generator.
Examples of the epoxy compound include known polyvalent epoxy compounds that can be cured by a carboxylic acid or an amine compound. Examples of such an epoxy compound include “Epoxy resin handbook” edited by Masaki Shinbo, published by Nikkan Kogyo Shimbun. (1987) and the like, and these can be used.
The thermal radical generator is at least one selected from the group consisting of persulfates, halogens such as iodine, azo compounds, and organic peroxides, more preferably azo compounds or organic peroxides.
Examples of the azo compound include 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile, 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 2,2′-azobis- [N- (2-propenyl). ) -2-methylpropionamide], 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2′-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide) and the like, Examples of the organic peroxide include di (4-methylzenzoyl) peroxide, t-butylperoxy-2-ethylexanate, 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-di ( t-butylperoxy) cyclohexane, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-butyl Examples include til-4,4-di- (t-butylperoxy) butanate and dicumyl peroxide.
次いで、第1の例のカラーフィルタ形成基板の作製方法の1例を、図7に基づいて簡単に説明しておく。
基材11(図7(a)の一面上全面に、低反射膜13Mbをスパッタリング形成した後に、該低反射膜13Mb上に遮光性の樹脂遮光膜13Ma形成用の感光性の硬化型樹脂組成物13Ma1を塗布形成して(図7(b))、フォトリソ法により、樹脂遮光膜13Maを、形成する画素区分用遮光膜13Mの形状に合わせてパターン形成し、更に、パターン形成された樹脂遮光膜13Maを耐エッチングレジストとして、露出している低反射膜13Mbをエッチングして、画素区分用遮光膜13Mを形成する。(図7(c))
次いで、カラーフィルタ用の赤色、緑色、青色の各着色層13R、13G、13Bを、それぞれ、感光性の硬化型樹脂組成物を用いて、フォトリソ法により形成する。(図7(d))
ここでは、表示用領域13Sにおける各部の形成を図7に示しているが、非表示用領域の額縁部12の形成も、基本的に図7(a)〜図7(c)と同じで、画素区分用遮光部13Mの形成と同時に行う。
Next, an example of a method for manufacturing the color filter forming substrate of the first example will be briefly described with reference to FIG.
After the low reflection film 13Mb is formed by sputtering on the entire surface of the substrate 11 (FIG. 7A), a light-shielding resin light-shielding film 13Ma is formed on the low-reflection film 13Mb. 13Ma1 is applied and formed (FIG. 7B), and the resin light-shielding film 13Ma is formed in accordance with the shape of the pixel-segmenting light-shielding film 13M to be formed by photolithography, and further, the patterned resin light-shielding film is formed. The exposed low-reflection film 13Mb is etched using 13Ma as an etching resistant resist to form a pixel-partitioning light-shielding film 13M (FIG. 7C).
Next, red, green, and blue colored layers 13R, 13G, and 13B for color filters are formed by a photolithography method using a photosensitive curable resin composition, respectively. (Fig. 7 (d))
Here, the formation of each part in the display area 13S is shown in FIG. 7, but the formation of the frame part 12 in the non-display area is basically the same as in FIGS. 7 (a) to 7 (c). This is performed simultaneously with the formation of the pixel-partitioning light-shielding portion 13M.
次に、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第2の例を挙げる。
第2の例は、第1の例において、画素区分用遮光部13Mにおける遮光性の樹脂遮光膜13Maの幅を低反射膜13Mbよりも大きくして、遮光性の樹脂遮光膜13Maで低反射膜13Mbを覆った形態としたものである。
それ以外は、第1の例と同じである
第2の例の場合も、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射を抑制して見栄えを良くでき、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるものとしている。
特に、屋内外で用いられもので、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
尚、第2の例の画素区分用遮光部13Mの形成は、第1の例の場合と異なり、先ず、基材11(図7(a))の一面上全面に低反射膜13Mbをスパッタリング形成した後(図7(e))、形成された低反射膜13Mb上の感光性レジストを塗布形成して、フォトリソ法により所定形状に耐エッチング性のレジストを形成し、エッチングして、低反射膜13Mbを、形成する画素区分用遮光膜13Mの形状に合わせて形成する。(図7(f)) 次いで、低反射膜13Mb上全面に、遮光性の樹脂遮光膜13Ma形成用の感光性の硬化型樹脂組成物13Ma1を塗布形成して、フォトリソ法により、樹脂遮光膜13Maを、形成する画素区分用遮光膜13Mの形状に合わせてパターン形成する。(図7(g)) 次いで、カラーフィルタ用の赤色、緑色、青色の各着色層13R、13G、13Bを、それぞれ、感光性の硬化型樹脂組成物を用いて、フォトリソ法により形成する。(図7(h))
第2の例の作製は、第1の例の作製に比べて手間がかかるものとなる。
Next, the 2nd example of embodiment of the color filter formation board | substrate of this invention is given.
The second example is the same as the first example, except that the width of the light-shielding resin light-shielding film 13Ma in the pixel-partitioning light-shielding portion 13M is larger than that of the low-reflection film 13Mb, and the light-shielding resin light-shielding film 13Ma is a low-reflection film. It is the form which covered 13Mb.
Other than that, it is the same as the first example. Also in the case of the second example, it is possible to improve the appearance by suppressing reflection by external light in the frame portion and the display region as the non-display region. Even under indoor light or sunlight, the black color of the light-shielding frame can be improved to give the product a high-class feeling.
In particular, it is used indoors and outdoors, and is effective for display units that require high quality and design.
The formation of the pixel classification light-shielding portion 13M in the second example is different from that in the first example. First, the low reflection film 13Mb is formed by sputtering on the entire surface of the substrate 11 (FIG. 7A). (FIG. 7 (e)), a photosensitive resist on the formed low reflection film 13Mb is applied and formed, an etching resistant resist is formed into a predetermined shape by a photolithographic method, and the low reflection film is etched. 13Mb is formed in accordance with the shape of the pixel-segmenting light-shielding film 13M to be formed. (FIG. 7F) Next, a photosensitive curable resin composition 13Ma1 for forming a light-shielding resin light-shielding film 13Ma is applied and formed on the entire surface of the low-reflection film 13Mb, and the resin light-shielding film 13Ma is formed by photolithography. Are formed in accordance with the shape of the pixel-segmenting light-shielding film 13M to be formed. (FIG. 7 (g)) Next, red, green, and blue colored layers 13R, 13G, and 13B for color filters are respectively formed by a photolithography method using a photosensitive curable resin composition. (Fig. 7 (h))
The production of the second example takes more time than the production of the first example.
次に、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第3の例を挙げる。
第3の例は、表示用領域13Sは、第1の例と同じ構造で、額縁部12の積層構造を変えたもので、それ以外は、第1の例と同じである。
第3の例の額縁部12は、額縁部領域全体に、表示用領域13Sと同じ構造の上に遮光性の樹脂遮光膜13Maを配したものである。
第3の例の場合も、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射を抑制して見栄えを良くでき、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるものとしている。
特に、屋内外で用いられもので、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
尚、第3の例の場合は、額縁部領域まで表示用領域と同様に、画素区分用遮光膜13M、各色の着色層13R、13G、13Bを形成した後、更に、遮光性の樹脂遮光膜13Ma形成用の感光性の硬化型組成物を用いて、全面塗布し、フォトリソ法により、額縁部領域のみに、遮光性の樹脂遮光膜13Maを形成して得ることができる。
Next, the 3rd example of embodiment of the color filter formation board | substrate of this invention is given.
In the third example, the display area 13S has the same structure as that of the first example, and the laminated structure of the frame portion 12 is changed. Otherwise, the display area 13S is the same as the first example.
The frame portion 12 of the third example is obtained by arranging a light-shielding resin light-shielding film 13Ma on the same structure as the display region 13S in the entire frame region.
Also in the case of the third example, it is possible to improve the appearance by suppressing the reflection by the external light in the frame portion as the non-display area or the display area, and in particular, the light-shielding property even in the indoor / outdoor, indoor light and sunlight. It is possible to improve the blackness of the picture frame part to give the product a high-class feeling.
In particular, it is used indoors and outdoors, and is effective for display units that require high quality and design.
In the case of the third example, similarly to the display area up to the frame area, after forming the pixel-segmenting light-shielding film 13M and the colored layers 13R, 13G, and 13B for each color, the light-shielding resin light-shielding film is further formed. It can be obtained by coating the entire surface using a photosensitive curable composition for forming 13Ma and forming a light-shielding resin light-shielding film 13Ma only in the frame region by photolithography.
次に、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第4の例を挙げる。
第4の例は、第1の例において、画素区分用遮光部13Mおよび額縁部12の積層構造を変え、各色の着色層で全体を覆うようにしたもので、それ以外は、第1の例と同じである。
画素区分用遮光部13M、額縁部12の断面を、それぞれ、図4(a)、図4(b)に示すように、基材11側から、順に、カラーフィルタ用の各色の着色層(13R、13G、13B)、低反射膜13Mb、黒色の樹脂遮光膜13Maを積層した積層構造としている。
第4の例の場合も、非表示用領域としての額縁部や表示用領域における外光による反射を抑制して見栄えを良くでき、特に、屋内外、室内光下、太陽光下でも、遮光性の額縁部の黒色の締りを良くして、製品に高級感を持たせることができるものとしている。
特に、屋内外で用いられもので、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
変形例としては、図4(a1)に示すように、第4の例において、その画素区分用遮光部(図4(a))において、低反射膜13Mb、黒色の樹脂遮光膜13Maの幅を変えて、黒色の樹脂遮光膜13Maの幅を低反射膜13Mbの幅より大とした形態も挙げられる。
Next, the 4th example of embodiment of the color filter formation board | substrate of this invention is given.
The fourth example is different from the first example in that the laminated structure of the pixel-segmenting light-shielding part 13M and the frame part 12 is changed so as to cover the whole with colored layers of each color. Otherwise, the first example Is the same.
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the cross sections of the pixel-segmenting light-shielding portion 13M and the frame portion 12 are respectively colored layers (13R) for color filters in order from the
In the case of the fourth example as well, it is possible to improve the appearance by suppressing the reflection by the external light in the frame portion as the non-display area and the display area. It is possible to improve the blackness of the picture frame part to give the product a high-class feeling.
In particular, it is used indoors and outdoors, and is effective for display units that require high quality and design.
As a modification, as shown in FIG. 4A1, in the fourth example, the width of the low reflection film 13Mb and the black resin light-shielding film 13Ma is changed in the pixel-partitioning light-shielding portion (FIG. 4A). In other words, a mode in which the width of the black resin light-shielding film 13Ma is made larger than the width of the low-reflection film 13Mb can be cited.
本発明のカラーフィルタ形成基板は、上記形態に限定はされない。
例えば、上記第1の例〜第4の例の各例や変形例において、保護層14上の表示用領域に更に所定高さのスペーサを複数配した形態のものも挙げられる。
尚、液晶表示装置は、透明基板の一面に、遮光性の着色層からなるブラックマトリックス層と各色の着色層とを配設しているカラーフィルタ形成基板と、対向電極基板(TFT基板とも言う)とを所定の間隙をもたせて向かい合わせて配し、該隙部に液晶を封止した構造で、各色の着色層の画素の光透過率の制御を液晶の配向を電気的に制御するが、カラーフィルタ形成基板と、対向電極基板(TFT基板とも言う)とを所定の間隙に制御するために、カラーフィルタ形成基板の保護層14上に所定高さのスペーサを複数配した形態としている。
各例において、基材側を低反射性としたクロムを主成分とする低反射膜をクロム系の層で3層以上とした形態も挙げられる。
第1の例〜第4の例の各例や変形例は、液晶表示装置用であるが、これに限定はされない。
例えば、有機EL表示装置用も挙げられる。
また、第1の例〜第4の例の各例や変形例では、四角形状であるが、場合によっては、コーナー部を丸くした形状としても良い。
また、第1の例において、画素区分用遮光部13Mあるいは額縁部12が、基材11側から、順に、クロムを主成分とする1層以上の低反射性の層、ピュアクロムの層、クロムを主成分とする1層以上の低反射性の層とを積層した積層構造をしており、且つ、前記積層構造のピュアクロムの層は、光学濃度を確保できる膜厚である形態も挙げることができる。
The color filter forming substrate of the present invention is not limited to the above form.
For example, in each of the first to fourth examples and modifications, the display area on the
The liquid crystal display device includes a color filter forming substrate in which a black matrix layer made of a light-shielding colored layer and a colored layer of each color are disposed on one surface of a transparent substrate, and a counter electrode substrate (also referred to as a TFT substrate). Are arranged facing each other with a predetermined gap, and the liquid crystal is sealed in the gap, and the light transmittance of the pixels of the colored layer of each color is electrically controlled by controlling the orientation of the liquid crystal. In order to control the color filter forming substrate and the counter electrode substrate (also referred to as TFT substrate) to a predetermined gap, a plurality of spacers having a predetermined height are arranged on the
In each example, a mode in which the low-reflection film containing chromium as a main component and having a base material side having low reflectivity as a main component is formed of three or more chromium-based layers is also included.
Each example and modification of the first to fourth examples is for a liquid crystal display device, but is not limited thereto.
For example, an organic EL display device is also included.
Moreover, in each example and modification of the first example to the fourth example, a quadrangular shape is used, but in some cases, a corner portion may be rounded.
In the first example, the pixel-segmenting light-shielding portion 13M or the frame portion 12 is, in order from the
[実施例]
実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
(実施例1)
実施例1は、図1に示す第1の例のカラ−フィルタ形成基板を作製したもので、以下のように、光硬化性の硬化性樹脂組成物Aを調製して作製し、作製された硬化性樹脂組成物Aを用いて、カラーフィルタ形成用の赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物、青色硬化性樹脂組成物、画素区分用遮光部および額縁部における遮光性の樹脂遮光膜形成用の硬化性樹脂組成物を作製し、これらを用いて、各硬化性樹脂組成物毎にフォトリソ法を行い、カラーフィルタ用の各着色層、画素区分用遮光部および額縁部を形成したものです。
ここでは、画素区分用遮光部13Mおよび額縁部12を形成した後、表示用領域13Sのカラーフィルタ用の赤色の着色層13R、緑色の着色層13G、青色の着色層13Bを、それぞれフォトリソ工程で形成した。
尚、表示領域13Sの画素区分用遮光部の低反射膜13Mbの幅は22μmで、樹脂遮光膜13Maの幅は22μmで、開口率は、60%とした。
[Example]
The present invention will be further described with reference to examples.
Example 1
Example 1 was prepared by preparing the color filter forming substrate of the first example shown in FIG. 1, and preparing and preparing a photocurable curable resin composition A as follows. Using the curable resin composition A, a red curable resin composition for forming a color filter, a green curable resin composition, a blue curable resin composition, a light-shielding resin light-shielding in a pixel-partitioning light-shielding part and a frame part A curable resin composition for film formation was prepared, and using these, a photolithography method was performed for each curable resin composition to form each colored layer for a color filter, a light-blocking portion for pixel division, and a frame portion. Thing.
Here, after forming the pixel-segmenting light-shielding portion 13M and the frame portion 12, the red colored layer 13R, the green colored layer 13G, and the blue colored layer 13B for the color filter in the display region 13S are respectively subjected to a photolithography process. Formed.
The width of the low-reflection film 13Mb of the light-shielding portion for pixel division in the display area 13S is 22 μm, the width of the resin light-shielding film 13Ma is 22 μm, and the aperture ratio is 60%.
(硬化性樹脂組成物Aの調製)
重合槽中にメタクリル酸メチル(MMA)を63重量部、アクリル酸(AA)を12重量部、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)を6重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を88重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2、2’ーアゾビス(2−メチルブチロニトリル)を7重量部添加し、均一に溶解させた。
その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、更に100℃で1時間反応させた。
得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル(GMA)を7重量部、トリエチルアミンを0.4重量部、及びハイドロキノンを0.2重量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。
次に下記の材料を室温で攪拌、混合して硬化性樹脂組成物とした。
・ 上記共重合樹脂溶液(固形分50%) :16重量部
・ ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(サートマー社 SR399)
:24重量部
・ オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社 エピコート180S70) :4重量部
・ 2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン :4重量部
・ ジエチレングリコールジメチルエーテル :52重量部
(Preparation of curable resin composition A)
The polymerization tank is charged with 63 parts by weight of methyl methacrylate (MMA), 12 parts by weight of acrylic acid (AA), 6 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and 88 parts by weight of diethylene glycol dimethyl ether (DMDG). After stirring and dissolving, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was added and dissolved uniformly.
Then, it stirred at 85 degreeC under nitrogen stream for 2 hours, and also was made to react at 100 degreeC for 1 hour.
7 parts by weight of glycidyl methacrylate (GMA), 0.4 parts by weight of triethylamine, and 0.2 parts by weight of hydroquinone were further added to the resulting solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 5 hours to obtain a copolymer resin solution ( A solid content of 50%) was obtained.
Next, the following materials were stirred and mixed at room temperature to obtain a curable resin composition.
-Copolymer resin solution (solid content 50%): 16 parts by weight-Dipentaerythritol pentaacrylate (Sartomer SR399)
: 24 parts by weight-Orthocresol novolak type epoxy resin (Epicoat Shell Epoxy Co., Ltd. Epicoat 180S70): 4 parts by weight-2-Methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one: 4 weights Parts ・ Diethylene glycol dimethyl ether: 52 parts by weight
(画素区分用遮光部13Mおよび額縁部12の形成)
先ず、予め、スパッタリングによりガラス基板(旭硝子社製、AN材)上に、基材11側から、順に、低反射性の酸化窒化クロム(CrOxNy)層13MC1、ピュアクロムの層13MC2を積層形成した構造の低反射膜13Mbを準備しておく。
クロムターゲットを用い、アルゴンガスに酸素ガス、窒素ガスを混合したガスを用いたスパッタリングにより,低反射性の酸化窒化クロム(CrOxNy)層13MC1を形成し、更に、アルゴンガス雰囲気下でのスパッタリングにより、ピュアクロムの層13MC2を形成して、低反射膜13Mbを得た。
低反射の酸化窒化クロム層13MC1は、以下の工程より作製される。
第一にアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスを用いて反応性直流スパッタリング法により成膜したもので、原子百分率としてクロムが約45%、酸素が55%の膜であり、波長550nmで、複素屈折率の実数部n1=2.2、虚数部である消衰係数k1=0.1を示す半透明膜を形成し、膜厚は430Åである。
第二に、アルゴンガスと窒素ガスとの混合ガスを用いて反応性直流スパッタリング法により成膜したもので、原子百分率としてクロムが約60%、窒素が約40の膜であり、波長550nmで、複素屈折率の実数部n2=2.8、消衰係数k2=1.1を示す半遮光性膜を形成する。膜厚は380Åである。
低反射の酸化窒化クロム層13MC1の膜厚は810Åとなる。
続いてピュアクロムの層13MC2は、アルゴンガスを用いて成膜し、波長550nmで、複素屈折率の実数部n1=3.3、消衰係数k3=2.5を示す遮光性膜である。膜厚は800Åである。
ここで、組成分析は通常よく行われるオージエ電子分析法により行った。分光屈折率は、各膜を上記と同様の方法でシリコンウエハ基板上に成膜し、それらをSOPRA社(仏国)製の分光エリプソメータMOSSES−4Gを用いて測定した。
またSCE方式の測定から得られた反射光の分光反射率特性から計算されるJIS Z8701のXYZ表色系における明るさYは、0.01となった。
次に、下記分量の成分を混合し、ビーズミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調整した。
・ 樹脂被覆カーボンブラック(三菱化学社製MS18E) :20重量部
・ 高分子分散材(ビックケミー・ジャパン株式会社 Disperbyk 163) :5重量部
・ 溶剤(ジエチレングリコールジメチルエーテル) :75重量部
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光性の樹脂遮光膜形成用の組成物を得た。
・ 上記黒色顔料分散液 :43重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :19重量部
・ ジエチレングリコールジメチルエーテル :38重量部
基材11上に形成された低反射膜13Mb上に、上記遮光性の樹脂遮光膜形成用の組成物13Ma1をスピンコーターで塗布し、100℃で3分間乾燥させ、遮光性の着色樹脂層を形成した。
当該遮光性の着色樹脂層を塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより、2.0kWの超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、0.05wt%水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を230℃の雰囲気下に30分間放置することにより加熱処理を施し、更に、露出した低反射膜13Mbをエッチングして、画素区分用遮光部13Mと額縁部12を形成した。
画素区分用遮光部13Mと額縁部12における樹脂遮光膜の膜厚は1.3μmとなった。
尚、上記の樹脂被覆カーボンブラック(三菱化学社製MS18E)は、平均粒径25nmである。
粒径は、例えば、日機装社製のレーザードップラー散乱光解析粒度分析計(商品名「Microtrac934UPA」)を用い、通常は、着色組成物に含まれる溶剤(希釈溶剤と呼ぶ)で希釈し、着色組成物の顔料粒径の累積が50%を占める粒径を50%平均粒径とし、その値を測定して求める。
(Formation of the pixel-shading light-shielding portion 13M and the frame portion 12)
First, a structure in which a low-reflective chromium oxynitride (CrOxNy) layer 13MC1 and a pure chromium layer 13MC2 are sequentially laminated on a glass substrate (Asahi Glass Co., Ltd., AN material) in order from the
Using a chromium target, a low-reflective chromium oxynitride (CrOxNy) layer 13MC1 is formed by sputtering using a gas obtained by mixing oxygen gas and nitrogen gas in argon gas, and further, by sputtering in an argon gas atmosphere, A pure chrome layer 13MC2 was formed to obtain a low reflective film 13Mb.
The low-reflection chromium oxynitride layer 13MC1 is manufactured by the following process.
First, a film formed by a reactive direct current sputtering method using a mixed gas of argon gas and nitrogen gas. The atomic percentage is a film of about 45% chromium and 55% oxygen, and has a wavelength of 550 nm and is complex. A translucent film having a real part n1 = 2.2 of refractive index and an extinction coefficient k1 = 0.1 which is an imaginary part is formed, and the film thickness is 430 mm.
Second, it is a film formed by a reactive direct current sputtering method using a mixed gas of argon gas and nitrogen gas. The atomic percentage is a film of about 60% chromium and about 40% nitrogen, and has a wavelength of 550 nm. A semi-light-shielding film having a real part n2 = 2.8 of complex refractive index and an extinction coefficient k2 = 1.1 is formed. The film thickness is 380 mm.
The film thickness of the low reflection chromium oxynitride layer 13MC1 is 810 mm.
Subsequently, the pure chrome layer 13MC2 is a light-shielding film formed using argon gas and having a wavelength of 550 nm and a real part n1 = 3.3 of a complex refractive index and an extinction coefficient k3 = 2.5. The film thickness is 800 mm.
Here, the composition analysis was performed by the usual Auger electron analysis method. The spectral refractive index was measured using a spectroscopic ellipsometer MOSSES-4G manufactured by SOPRA (France) by depositing each film on a silicon wafer substrate by the same method as described above.
Further, the brightness Y in the XYZ color system of JIS Z8701 calculated from the spectral reflectance characteristics of the reflected light obtained from the SCE measurement was 0.01.
Next, the following components were mixed and sufficiently dispersed with a bead mill to prepare a black pigment dispersion.
Resin-coated carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation MS18E): 20 parts by weight Polymer dispersion (Bic Chemie Japan, Ltd. Disperbyk 163): 5 parts by weight Solvent (diethylene glycol dimethyl ether): 75 parts by weight The components were sufficiently mixed to obtain a light-shielding composition for forming a resin light-shielding film.
-Black pigment dispersion: 43 parts by weight-Curable resin composition A: 19 parts by weight-Diethylene glycol dimethyl ether: 38 parts by weight On the low-reflection film 13Mb formed on the
A photomask is placed on the light-shielding colored resin layer at a distance of 100 μm from the coating film and exposed to a light-shielding pattern with a 2.0 kW ultra-high pressure mercury lamp by a proximity aligner, and then a 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution Then, the substrate is left to stand in an atmosphere of 230 ° C. for 30 minutes to perform heat treatment, and the exposed low reflection film 13Mb is etched to form the pixel-segmenting light-shielding portion 13M and the frame portion 12. did.
The film thickness of the resin light-shielding film in the pixel-partitioning light-shielding part 13M and the frame part 12 was 1.3 μm.
The resin-coated carbon black (MS18E manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) has an average particle size of 25 nm.
The particle size is, for example, a laser Doppler scattered light analysis particle size analyzer (trade name “Microtrac 934UPA”) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. The particle diameter in which the cumulative pigment particle diameter of the product occupies 50% is defined as 50% average particle diameter, and the value is measured and determined.
(赤色の着色層13Rの形成)
ブラックマトリックス上に、下記組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布し、その後、70℃のオーブン中で3分間乾燥した。
次いで、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kwの超高圧水銀ランプを用いて着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を10秒間照射した。
次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を230℃の雰囲気下に15分間放置することにより、加熱処理を施して赤色画素パターンを表示用領域13Sに形成した。
形成膜厚は2.0μmとなった。
<赤色硬化性樹脂組成物の組成>
・ C.I.ピグメントレッド177 :3重量部
・ C.I.ピグメントレッド254 :4重量部
・ ポリスルホン酸型高分子分散剤 :3重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :23重量部
・ 酢酸−3−メトキシブチル :67重量部
(Formation of red colored layer 13R)
On the black matrix, a red curable resin composition having the following composition was applied by spin coating, and then dried in an oven at 70 ° C. for 3 minutes.
Next, a photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the red curable resin composition, and ultraviolet rays are applied only to the region corresponding to the colored layer formation region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Irradiated for 10 seconds.
Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali development was carried out, and only the uncured part of the coating film of a red curable resin composition was removed.
Thereafter, the substrate was left in an atmosphere at 230 ° C. for 15 minutes to perform heat treatment, thereby forming a red pixel pattern in the display region 13S.
The formed film thickness was 2.0 μm.
<Composition of red curable resin composition>
C. I. Pigment Red 177: 3 parts by weight C.I. I. Pigment Red 254: 4 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition A: 23 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 67 parts by weight
(緑色の着色層13Gの形成)
次に、下記組成の緑色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、塗布膜厚を変えて、形成膜厚が2.0μmとなるようにして、緑色画素を表示用領域に緑色の着色層からなるレリーフパターンを形成した。
<緑色硬化性樹脂組成物の組成>
・ C.I.ピグメントグリーン58 :7重量部
・ C.I.ピグメントイエロー138 :1重量部
・ ポリスルホン酸型高分子分散剤 :3重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :22重量部
・ 酢酸ー3−メトキシブチル :67重量部
(Formation of green colored layer 13G)
Next, using the green curable resin composition having the following composition, in the same process as the formation of the red relief pattern, the coating film thickness is changed so that the formed film thickness becomes 2.0 μm. A relief pattern composed of a green colored layer was formed in the display area.
<Composition of green curable resin composition>
C. I. Pigment Green 58: 7 parts by weight C.I. I. Pigment Yellow 138: 1 part by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition A: 22 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 67 parts by weight
(青色の着色層13Bの形成)
更に、下記組成の青色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、塗布膜厚を変えて、形成膜厚が2.0μmとなるようにして、表示用領域に青色のレリーフパターンを形成した。
<青色硬化性樹脂組成物の組成>
・ C.I.ピグメントブルー15:6 :5重量部
・ ポリスルホン酸型高分子分散剤 :3重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :25重量部
・ 酢酸−3−メトキシブチル :67重量部
(Formation of blue colored layer 13B)
Further, using the blue curable resin composition having the following composition, in the same process as the formation of the red relief pattern, the coating film thickness is changed so that the formed film thickness becomes 2.0 μm. A blue relief pattern was formed.
<Composition of blue curable resin composition>
C. I. Pigment Blue 15: 6: 5 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition A: 25 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 67 parts by weight
(保護膜14の形成)
上記のようにして着色層13を形成した基板上に、前述の硬化性樹脂組成物Aをスピンコーティング法により塗布、乾燥し、乾燥塗膜2μmの塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物Aの塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いて保護層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を10秒間照射した。
次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液23℃)中に1 分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後基板を230℃の雰囲気中に15分間放置することにより加熱処理を施して保護膜を形成した。
このようにして、図1に示す第1の例のカラーフィルタ形成基板10を作製した。
(Formation of protective film 14)
On the board | substrate in which the
A photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the curable resin composition A, and an ultraviolet ray is applied only to the region corresponding to the protective layer formation region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner for 10 seconds. Irradiated.
Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid 23 degreeC) for 1 minute, and alkali image development was carried out, and only the uncured part of the coating film of curable resin composition was removed.
Thereafter, the substrate was left to stand in an atmosphere at 230 ° C. for 15 minutes to perform heat treatment to form a protective film.
Thus, the color
次に、以下のようにして、作製された第1の例のカラーフィルタ形成基板10の保護層14上に所定高さのスペーサを配設し、液晶表示装置を作製した。
( スペーサの形成)
上記のようにして着色層及び保護層を形成したカラーフィルタ形成基板10の保護層14上に、硬化性樹脂組成物Aをスピンコーティング法により塗布、乾燥し塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物Aの塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置して、プロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いてスペーサの形成領域のみに紫外線を10秒間照射した。
次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物Aの塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後基板を230℃の雰囲気中30分間放置することにより加熱処理を施して所定の個数密度となるように形成した。
(液晶表示装置の作成)
上記のようにして得られたカラーフィルタ形成基板の着色層形成側の表面に、配向膜(日産化学社製、SE−6210)を形成した。
次いでTFTを形成したガラス基板(TFT基板)上にIPS液晶を必要量滴下し、上記カラーフィルタを重ね合わせ、UV硬化性樹脂( スリーボンド社製、Three Bond 3025)をシール材として用い、常温で0.3kgf/cm2 の圧力をかけながら400mJ/cm2 の照射量で露光することにより接合してセル組みし、偏光板、バックライトユニット、カバーを設置し、液晶表示装置を得た。
Next, a spacer having a predetermined height was disposed on the
(Spacer formation)
On the
A photomask was placed at a distance of 100 μm from the coating film of the curable resin composition A, and only a spacer formation region was irradiated with ultraviolet rays for 10 seconds using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner.
Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali development was carried out, and only the uncured part of the coating film of the curable resin composition A was removed.
Thereafter, the substrate was left to stand in an atmosphere at 230 ° C. for 30 minutes to perform a heat treatment to form a predetermined number density.
(Creation of liquid crystal display device)
An alignment film (SE-6210, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was formed on the surface of the color filter forming substrate obtained as described above on the colored layer forming side.
Next, a necessary amount of IPS liquid crystal is dropped on the glass substrate (TFT substrate) on which the TFT is formed, the color filters are overlaid, and a UV curable resin (Three Bond Co., Ltd., Three Bond 3025) is used as a sealing material. A cell was assembled by exposing at a dose of 400 mJ / cm 2 while applying a pressure of 3 kgf / cm 2 to form a cell, and a polarizing plate, a backlight unit, and a cover were installed to obtain a liquid crystal display device.
(実施例2)
実施例2は、図2に示す第2の例のカラーフィルタ形成基板を作製したもので、基本的に実施例1と同じ材料を用い、図7(a)、図7(e)〜図7(h)の工程にて作製した。
尚、低反射膜13Mbのパターニングには、市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を用いた、それ以外は、実施例1と同じである。
表示領域13Sの画素区分用遮光部13Mの低反射膜13Mbの幅は22μmで、樹脂遮光膜13Maの幅は23μmで、開口率は、59%とした。
(Example 2)
In Example 2, the color filter forming substrate of the second example shown in FIG. 2 was produced, and basically the same material as that of Example 1 was used, and FIGS. 7A and 7E to FIG. It was produced in the step (h).
The patterning of the low reflection film 13Mb is the same as in Example 1 except that a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka) was used.
The width of the low reflection film 13Mb of the light shielding portion 13M for pixel classification in the display region 13S is 22 μm, the width of the resin light shielding film 13Ma is 23 μm, and the aperture ratio is 59%.
(実施例3)
実施例3は、図3に示す第3の例のカラーフィルタ形成基板を作製したもので、基本的に実施例1と同じ材料、方法により作製した。
実施例1と同様に、表示領域13Sの画素区分用遮光部の幅(低反射膜13Mbの幅と同じ)を22μmとし、開口率は、60%とした。
(Example 3)
In Example 3, the color filter forming substrate of the third example shown in FIG. 3 was produced, and basically produced by the same material and method as in Example 1.
Similarly to Example 1, the width of the pixel-partitioning light-shielding portion in the display region 13S (same as the width of the low reflective film 13Mb) was 22 μm, and the aperture ratio was 60%.
(比較例1)
実施例1において、黒色顔料分散液の材料を以下のように変更し、黒色顔料分散液を得た。
・ カーボンブラック(R−1060 コロンビヤン社製) :30重量部
・ 高分子分散材(ビックケミー・ジャパン株式会社 Disperbyk 163) :7重量部
・ 溶剤(ジエチレングリコールジメチルエーテル) :63重量部
そして、下記の成分を十分混合して、遮光性着色組成物を得た
得られた遮光性着色組成物を用いて、フォトリソ法により、画素区分用遮光部と額縁部を形成した。
それ以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタ形成基板を作製したものです。
・ 上記黒色顔料分散液 :39重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :19重量部
・ ジエチレングリコールジメチルエーテル :42重量部
尚、上記のカーボンブラック(R−1060 コロンビヤン社製)は、平均粒径30nmである。
実施例1と同様に、表示領域13Sの画素区分用遮光部の幅(低反射膜13Mbの幅と同じ)を22μmとし、開口率は、60%とした。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the material of the black pigment dispersion was changed as follows to obtain a black pigment dispersion.
Carbon black (R-1060 Colombian Co., Ltd.): 30 parts by weight Polymer dispersing agent (Big Chemie Japan, Ltd. Disperbyk 163): 7 parts by weight Solvent (diethylene glycol dimethyl ether): 63 parts by weight Mixing to obtain a light-shielding colored composition Using the obtained light-shielding colored composition, a pixel-partitioned light-shielding portion and a frame portion were formed by photolithography.
Other than that, a color filter forming substrate was produced in the same manner as in Example 1.
-Black pigment dispersion: 39 parts by weight-Curable resin composition A: 19 parts by weight-Diethylene glycol dimethyl ether: 42 parts by weight The carbon black (R-1060 manufactured by Colombian) has an average particle size of 30 nm. .
Similarly to Example 1, the width of the pixel-partitioning light-shielding portion in the display region 13S (same as the width of the low reflective film 13Mb) was 22 μm, and the aperture ratio was 60%.
(比較例2)
実施例1と同じ遮光性の樹脂遮光膜形成用の組成物(遮光性着色組成物)を用いて、フォトリソ法により、画素区分用遮光部と額縁部を形成した。
それ以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタ形成基板を作製したものです。
実施例1と同様に、表示領域13Sの画素区分用遮光部の幅(低反射膜13Mbの幅と同じ)を22μmとし、開口率は、60%とした。
(Comparative Example 2)
Using the same light-shielding resin light-shielding film forming composition (light-shielding colored composition) as in Example 1, the pixel-partitioning light-shielding part and the frame part were formed by photolithography.
Other than that, a color filter forming substrate was produced in the same manner as in Example 1.
Similarly to Example 1, the width of the pixel-partitioning light-shielding portion in the display region 13S (same as the width of the low reflective film 13Mb) was 22 μm, and the aperture ratio was 60%.
(比較例3)
実施例1において、黒色顔料分散液の材料を以下のように変更して、黒色顔料分散液を得た。
・ チタンブラック(三菱化学社製) :60重量部
・ 高分子分散材(ビックケミー・ジャパン株式会社 Disperbyk 163) :7重量部
・ 溶剤(ジエチレングリコールジメチルエーテル) :33重量部
そして、下記の成分を十分混合して、遮光性着色組成物を得た。
得られた遮光性着色組成物を用いて、フォトリソ法により、画素区分用遮光部と額縁部を形成した。
それ以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタ形成基板を作製したものです。
・ 上記黒色顔料分散液 :40重量部
・ 硬化性樹脂組成物A :22重量部
・ ジエチレングリコールジメチルエーテル :38重量部
実施例1と同様に、表示領域13Sの画素区分用遮光部の幅(低反射膜13Mbの幅と同じ)を22μmとし、開口率は、60とした。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the material of the black pigment dispersion was changed as follows to obtain a black pigment dispersion.
-Titanium black (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.): 60 parts by weight-Polymer dispersion (Big Chemie Japan Co., Ltd. Disperbyk 163): 7 parts by weight-Solvent (diethylene glycol dimethyl ether): 33 parts by weight Thus, a light-shielding coloring composition was obtained.
Using the obtained light-shielding coloring composition, a pixel-segmenting light-shielding portion and a frame portion were formed by photolithography.
Other than that, a color filter forming substrate was produced in the same manner as in Example 1.
-Black pigment dispersion: 40 parts by weight-Curable resin composition A: 22 parts by weight-Diethylene glycol dimethyl ether: 38 parts by weight As in Example 1, the width of the light-shielding part for pixel division in the display area 13S (low reflection film) The same as the width of 13 Mb) was 22 μm, and the aperture ratio was 60.
上記実施例1〜実施例3、比較例1〜比較例3のようにして作製されたカラーフィルタ形成基板を、それぞれ、サンプルS1〜S6として、各サンプルについて、遮光部を形成した側とは反対側の基材面側から、図5に示す分光測色計を用いたSCE測定方法およびSCI測定により、320nm〜740nmの波長範囲で分光反射率の測定を行い、得られた測定結果から計算により、D65光源におけるJIS Z8701のXYZ表色系での、額縁部の色度(x、y)と明るさYを求めたが、表1のようになった。
尚、分光測色計としては、コニカミノルタ(株)製のCM−2500dを用いた。
<測定条件:顕微分光測光装置>
測定器 : OLYMPUS(株)製、顕微分光測光装置
照明範囲 : 直径60μmの円形
<測定条件:分光測色計>
測定器 : コニカミノルタ( 株) 製、分光測色計「CM−2500d」
照明の受光条件 : d/8°( JIS Z8722条件c)
第1の照射領域 : 測定径=直径11mmの円形
第2の照射領域 : 第1の照射領域と同じ測定径=直径11mmの円形
測定領域 : 照射領域中の8mmの円形(重心位置は照射領域、直径11mmの円形と同じ)
そして、上記実施例1〜実施例3、比較例1〜比較例3のようにして作製されたカラーフィルタ形成基板(S1〜S6)について、額縁部の黒色の締りについて視認性の合否判定を行った。
判定結果は、表1のようになった。
Note that CM-2500d manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. was used as the spectrocolorimeter.
<Measurement conditions: microspectrophotometer>
Measuring instrument: OLYMPUS Co., Ltd., microspectrophotometric device Illumination range: circular with a diameter of 60 μm <Measuring condition: spectrophotometer>
Measuring instrument: Konica Minolta Co., Ltd., spectral colorimeter "CM-2500d"
Light reception condition: d / 8 ° (JIS Z8722 condition c)
First irradiation area: circular with measurement diameter = 11 mm diameter Second irradiation area: same measurement diameter as first irradiation area = circular with
And about the color filter formation board | substrate (S1-S6) produced like the said Examples 1- Example 3 and the comparative examples 1- Comparative example 3, the pass / fail judgment of visibility is performed about the black tightening of a frame part. It was.
The determination results are shown in Table 1.
尚、額縁部の黒色の締りについて視認性の評価は、遮光部を形成した側とは反対側ガラス基板面側から、GENTOS SuperFire X((株)サンジェルマン製)を光源として照射して、その反射散乱光を、目視し、目視による視認性で額縁部の黒色の締りを判断したもので、良いとされるものを○印で、良くないとされるものを×印で示している。
光源は上記のものに限定されるものではなく、太陽光下と同じ結果が得られるものであればよい。
前記遮光性の額縁部をガラス面側から分光測色計によりSCE方式(拡散反射測定方式)で測定して得られた反射率の分光特性から求めたXYZ表色系における明るさYが、0.01以下で、且つ、SCI方式で測定して得られた反射率の分光特性から求めたXYZ表色系における明るさYが、5.5以下であるものが、額縁部の黒色の締りが良いと判断される。
比較例2は、SCE方式にて測定して得られた反射率の分光特性から求めたXYZ表色系における明るさYの値が0.01となっているが、SCI方式で測定して得られた反射率の分光特性から求めたXYZ表色系における明るさYの値が5.5よりも大きいため、目視評価にて黒の締まりが悪い。
In addition, the visibility of the black tightening of the frame part is evaluated by irradiating GENTOS SuperFire X (manufactured by Saint-Germain Co., Ltd.) as a light source from the side of the glass substrate opposite to the side where the light-shielding part is formed. The scattered light is visually observed, and the black tightening of the frame portion is judged by visual visibility, and those that are considered good are indicated by ◯ and those that are not good are indicated by ×.
The light source is not limited to the above, and any light source can be used as long as the same result as that obtained under sunlight is obtained.
The brightness Y in the XYZ color system determined from the spectral characteristics of the reflectance obtained by measuring the light-shielding frame portion from the glass surface side with a spectrocolorimeter using the SCE method (diffuse reflection measurement method) is 0. .01 or less and the brightness Y in the XYZ color system obtained from the spectral characteristics of the reflectance obtained by measuring with the SCI method is 5.5 or less. Judged to be good.
In Comparative Example 2, the value of brightness Y in the XYZ color system obtained from the spectral characteristics of reflectance obtained by measurement using the SCE method is 0.01. Since the value of the brightness Y in the XYZ color system obtained from the spectral characteristics of the reflectance obtained is greater than 5.5, black tightening is poor in visual evaluation.
10 カラーフィルタ形成基板
11 基材(透明基板)
12 額縁部
13 着色部
13R 赤色の着色層
13G 緑色の着色層
13B 青色の着色層
13M 画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)
13Ma 樹脂遮光膜
13Mb 低反射膜
13MC1 酸化窒化クロム膜の層(低反射性の層ともいう)
13MC2 ピュアなクロムの層
13MD1 低反射性の層
13MD2 低反射性の層
13MD3 ピュアなクロムの層
13S 表示用領域
13A (測定用の)膜部
14 保護槽(オーバーコート層、あるいはOC層とも言う)
15 遮光層
15a クロム膜
15b クロムの酸化窒化膜
20 屈折率調整用オイル
30 黒色の板
40 検出器
45 検査光
61 積分球
62 光源
62L 入射光
63 検出器
63L 検出光
64 トラップ
θ 角度
110 カラーフィルタ形成基板
110a (カラーフィルタ形成基板の額縁部)
111 基材(透明基板)
112 額縁部
113 着色層
113R 赤色の着色層
113G 緑色の着色層
113B 青色の着色層
113M 画素区分用遮光部(ブラックマトリクスとも言う)
113S 表示用領域
114 保護槽(オーバーコート層、あるいはOC層とも言う)
130 カバーガラス
130a (カバーガラスの)額縁部
140 タッチパネル
150 TFT基板
10 Color
12
13Ma Resin light shielding film 13Mb Low reflection film 13MC1 Layer of chromium oxynitride film (also referred to as low reflection layer)
13MC2 Pure chrome layer 13MD1 Low reflective layer 13MD2 Low reflective layer 13MD3 Pure chrome layer 13S Display region 13A (for measurement)
15 Light shielding layer 15a Chrome film 15b
111 Base material (transparent substrate)
112
113S Display area 114 Protection tank (also referred to as overcoat layer or OC layer)
130 cover glass 130a (cover glass) frame part 140
Claims (7)
前記積層構造の前記黒色の樹脂遮光膜の幅が、前記低反射膜の幅よりも大きいことを特徴とするカラーフィルタ形成基板。 On one side of the base material made of a transparent substrate, a colored layer for each color filter is arranged in a region divided by the pixel-dividing light-shielding portion to form a display region. A color filter forming substrate having a light-shielding frame portion as a display area, and the other surface side which is not one surface side of the base material being the outermost side (observer side) on the display portion of the mobile electronic device A color filter forming substrate to be used, wherein a low-reflection film mainly composed of chromium having a low-reflectivity on the base material side in order from the base material side to the light-shielding portion for pixel division or the frame portion, and an optical and a light shielding resin light shielding film of black that ensures concentration, have a laminated layered structure,
The color filter forming substrate , wherein a width of the black resin light-shielding film of the laminated structure is larger than a width of the low reflection film .
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