JPH09318936A - ブラックマトリクス基板、カラーフィルター基板及び液晶パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂遮光層周縁部５とオーバーコート層１１
の上にシール樹脂１５を配置する構成の場合、液晶パネ
ルにかかる応力によってシール樹脂１５下のガラス基板
１と遮光層２の界面での剥離が発生しやすいという問題
があった。 【解決手段】 透明基板上に形成された遮光層２の表示
領域周縁部５の外周形状を凹領域と凸領域の集合した凹
凸形状に形成し、２枚の基板を貼りあわせるためシール
樹脂１５が遮光層２の外周の凹凸状に重なるように備え
ると、液晶層１３の層圧を均一に保持する事ができ、ま
た樹脂遮光層のない部分の寄与により密着力を向上させ
る事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラックマトリクス
基板、カラーフィルター基板及び液晶パネルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のブラックマトリクス基板及び、カ
ラーフィルター基板の概略図を図９、図１０に、従来の
カラーフィルター基板を用いた液晶パネルの概略図を図
１１、図１２、図１３に示す。

【０００３】図９に示すように、ガラス基板１上を遮光
層２によって、画像表示部４を構成する各ドット画素部
４ａ以外の部分を覆うブラックマトリクス基板３を形成
する。この時、画像表示部４周辺の遮光層２を遮光層周
縁部５とし、この遮光層周縁部５の外周辺５ａを直線と
する。そして、図１０にはブラックマトリクス基板３上
のドット画素部４ａにカラーフィルター層６、７、８を
載置したカラーフィルター基板９を示した。

【０００４】従来の液晶パネルは図１１、図１２に示す
ように、ガラス基板１０と、カラーフィルター基板９上
にオーバーコート層１１と透明電極１２を形成したもの
とを液晶層１３とスペーサー１４を挟んで張り合わせ
る。この時、シール樹脂１５は遮光層２の外側または一
部が遮光層周縁部５の外周辺５ａの外側に重ねるという
構成であったが、液晶パネルのコンパクト化を図るため
に近年は、図１３に示すようにシール樹脂１５全体を遮
光層２の上に形成間隔ｃを小さくした構成が主流となり
つつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１３に示すように、
シール樹脂１５全体を遮光層２上に形成する場合に、遮
光層周縁部５にシールに樹脂１５を遮光層周縁部５の外
周側まで載置している。このとき、遮光層２、オーバー
コート層１１等の樹脂層とガラス基板１との密着力は、
一般にシール樹脂１５と遮光層３又はオーバーコート層
１１の密着力よりも弱く、これらの樹脂層を積層すれば
するほど、熱収縮等の影響でシール樹脂１５とガラス基
板１との密着力は更に弱くなる。このため図１３にしめ
すような樹脂遮光層周縁部５とオーバーコート層１１の
上にシール樹脂１５を配置する構成の場合、液晶パネル
にかかる応力によってシール樹脂１５下のガラス基板１
と遮光層２の界面での剥離が発生しやすいという問題が
あった。

【０００６】また図１２に示すようにシール樹脂１５の
一部が遮光層２の上に配置されるという構成の場合、遮
光層２の厚みの影響でオーバーコート層１１の表面が傾
斜した領域にシール樹脂１５が形成される事になり、シ
ール樹脂１５近傍の液晶層１３のギャップが均一になら
ないという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の透明基板上に形成された遮光層の表示領域
周縁部の外周形状を凹領域と凸領域の集合した凹凸形状
に形成し、２枚の基板を貼りあわせるためのシール樹脂
が遮光層の外周の凹凸状に重なるように備えると、液晶
層の層厚を均一に保持する事ができ、また樹脂遮光層の
ない部分の寄与により密着力を向上させる事がてきる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の液晶パネルは液晶層を保
持する２枚の基板の少なくとも一方の透明基板上に形成
された遮光層の表示領域周縁部の外周形状を凹領域と凸
領域の集合した凹凸形状に形成しブラックマトリクス基
板または、遮光層の表示領域周縁部の外周形状を凹部領
域と凸領域の集合した凹凸形状に形成しカラーフィルタ
ー基板であり、この基板を張り合わせるためのシール樹
脂が遮光層の周縁部の凹凸形状部分に重ねたものであ
り、接着性及び安定性に優れる。

【０００９】また、液晶層を保持する２枚の基板の少な
くとも一方が遮光層の周縁部の凹凸形状ブラックマトリ
クス基板または遮光層の周縁部の凹凸形状カラーフィル
ター基板であり、基板を張り合わせるためのシール樹脂
が、樹脂遮光層の周縁部の凹凸形状部分を覆うように形
成するために、遮光層とガラス基板の界面が外部に露出
することはない。

【００１０】（実施の形態１）以下、本発明の液晶パネ
ルの一実施形態を図面を参照して説明する。なお、従来
例に対応する部分には、同一符号を付して説明する。

【００１１】図１、図２に示すように、本発明のブラッ
クマトリクス基板２０はガラス基板１上を遮光層２によ
って、各ドット画素部４ａ以外の部分を覆い形成する。
この時、遮光層２の遮光層周縁部２１、２２の外周辺２
１ａ、２２ａの形状は直線になっておらず、図１に示す
ように三角形状が連続的につながっている遮光層周縁部
２１や、図２に示すように櫛状になった遮光層周縁部２
２のような凹凸形状等がある。この時、画像表示部４の
端辺４ｂと、遮光層２の凹凸形状部の内辺２２ｂとの間
隔Ｅは２．００ｍｍ、櫛状の凹凸形状である凸部の長さ
Ｆを１．５ｍｍ、凸部の幅Ｇを１０〜１００μｍ好まし
くは３０μｍていど、凸部と隣接する凸部の間隔Ｈを１
０〜１００μｍ好ましくは８０μｍていどに設定する。
このようなブラックマトリクス基板２０を得るために、
黒色顔料を含有した樹脂遮光材料を１．０〜１．５μｍ
の膜厚でガラス基板に塗布した後、プリベーク、露光、
ポストエクスポージャーベーク、現像、ポストペークを
行って作成した。この時、露光工程では、本発明の遮光
層周縁部２１、２２が凹凸状になるようにパターンのマ
スクを作成した。

【００１２】そして、図３、図４に示すように、ブラッ
クマトリクス基板２０上にカラーフィルターを構成する
赤色、緑色、青色のカラーフィルター層６、７、８を形
成しカラーフィルター基板２０ｂとする。更に図５には
カラーフィルター層６、７、８上から全体をオーバーコ
ート膜１１で覆い、更にこのオーバーコート膜１１上の
表示領域に透明電極１２を形成する。

【００１３】そして、この透明電極１２を設けたカラー
フィルター基板２０ｂとガラス基板１０の間に液晶層１
３と平均粒径５．０μｍのスペーサ１４を挟むためにカ
ラーフィルター基板２０ｂとガラス基板１０をシール樹
脂１５によって固定する。この時、シール樹脂１５は遮
光層周縁部２２の上に重なるように配置する。

【００１４】この時、シール樹脂１５は図４、図５に示
すように櫛状の内辺２２ｂを中心線として、この中心線
がシール樹脂１５を３：８で分割するような位置にシー
ル樹脂１５を載置する。このような構成にすることによ
り、従来の液晶パネルが有する遮光層周縁部と同じだけ
の遮光部を有することができる。

【００１５】このようにして、シール樹脂１５をカラー
フィルター基板２０ｂの凹凸形状となす遮光層周縁部２
２の上に重なるように配置したことにより、同じ幅のシ
ール樹脂１５を載置した従来のカラーフィルター基板と
比較して、本発明の液晶パネルはシール樹脂１５はオー
バーコート膜１１とガラス基板１０が重なる層と、オー
バーコート膜１１、遮光層２とガラス基板１０が重なる
層とが交互に連続した部分に密着する。このような状態
では、界面形状が複雑なために、熱収縮による歪みや、
パネルにかかる応力が分散され、その結果密着強度を増
強ことができる。更に、シール樹脂の一部が遮光層の役
割をしているために遮光部としては十分に得られる。

【００１６】つぎに（表１）に示すような上記液晶パネ
ルと従来の液晶パネルについて、シール樹脂１５の近傍
の液晶ギャップの均一性を、測定と黙視により比較し
た。

【００１７】表１に示すように、本発明の遮光層周縁を
凹凸状である櫛状とした遮光層周縁部２２にシール樹脂
１５が重なるように配置した液晶パネルをパネルＡ。従
来の遮光層周縁が直線となるカラーフィルター基板にお
いて、シール樹脂１５を遮光層２の外部に配置した液晶
パネルをパネルＢ、シール樹脂１５を遮光層２上に配置
したパネルをパネルＤとした。また、遮光層周縁が直線
となり、シール樹脂１５の一部だけが遮光層２に重なる
ものをパネルＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３とする。そして、
液晶パネルの液晶ギャップを一定とするために、シール
樹脂の厚さであるスペーサ径をそれぞれで変えている。
このとき、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３においてはシール樹
脂の一部だけが重なるために、異なるスペーサ径を３種
類用いた。

【００１８】

【表１】

【００１９】これらのパネルについてシール近傍の液晶
層ギャップの均一性を、測定と目視により比較した。こ
の時の検査方法としては、測定器を用いた光学的測定に
よって行い、液晶ギャップのバラツキの大きさを標準偏
差によって現した。また、目視評価としては、液晶パネ
ルは基本的にはＢ／Ｗ表示であるが、偏光板角度を正規
の位置にずらした場合、複屈折性の為に青〜赤の着色が
見られる場合があり、この時の青〜赤の色目は液晶層厚
の違いによって生じ、微妙なギャップの違いも色目によ
って良く判別できる。今回の目視評価としては、従来製
品であるパネルＢ、Ｄと比較して、ギャップの違いが同
等以上なら○、やや劣るなら△、かなり劣るなら×とし
た。

【００２０】上記の評価方法によって得られた、評価結
果を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】次にこれらの液晶パネルをシール部分を含
む個片に切り出して、図６に示す様に剥離試験を行って
その密着強度を測定すると同時に剥離箇所を観察した。

【００２３】この剥離試験の方法として、シール樹脂１
５上方にかつ、ガラス基板１０上に接着剤２３によって
ハリガネ２４を取り付ける。そしてこのハリガネ２４を
バネ計２５を介して引っ張る。そして、ある一定以上の
力で引っ張った時に、上側基板は下側基板から剥がれ
る。この剥がれた時の力を記載すると供に、剥離箇所を
観察してどこでどのように剥がれているかを観察した。

【００２４】

【表３】

【００２５】（表３）に示すように、本発明のカラーフ
ィルター基板パネルＡは、シール樹脂１５が遮光層２上
に形成されているパネルＤよりもシール部分の密着強度
が強固である。これはシール領域において樹脂遮光層、
オーバーコート層の２層が積層されている部分の面積が
パネルＡがパネルＤよりも小さく、各層間の熱収縮によ
る歪が発生しにくいためと考えられる。

【００２６】しかしながらパネルＡは、このシール領域
の２層構造部分の面積が同程度であるパネルＣや、２層
構造部分のないパネルＢよりも更に強固である。剥離箇
所の観察をしてみると、パネルＢ，Ｃ，Ｄ，では全て各
樹脂層とガラス基板の界面であるのに対して、パネルＡ
の場合、剥離箇所はオーバーコート層でオーバーコート
層バルク又は、遮光層バルクとして剥がれる。（バルク
とは界面でなく、その層の内部で破壊している、つまり
層が引きちぎられている状態である。これらの事からパ
ネルＡの場合、各層の界面形状が複雑なために熱収縮に
よる歪やパネルにかかる応力か分散され、その結果とし
て密着強度が増したと考えられる。

【００２７】また、シール樹脂１５の近傍の液晶層のギ
ャップ均一性についても（表２）に示すように、本発明
の構成であるパネルＡは良好な結果を得た。パネルＣで
はオーバーコート表面が樹脂遮光層の影響により傾斜し
た領域にシール樹脂が形成されているために、液晶層厚
の均一性が低下している。これに対して、パネルＡでは
オーバーコート層表面の平坦性が向上して、シール樹脂
か平坦な層上に形成されたパネルＢ，Ｄと同等の均一性
を得ることができた。

【００２８】このように、本発明のカラーフィルター基
板を用いた液晶パネルは液晶ギャップが均一かつ、密着
強度が高いものとなる。

【００２９】（実施の形態２）図７に示すように、本発
明のカラーフィルター基板２０ｂはガラス基板１上を遮
光層２によって、各ドット画素部４ａ以外の部分を覆い
形成する。そして、カラーフィルターを構成する赤色、
緑色、青色のカラーフィルター層６、７、８をブラック
マトリクス基板５上に形成し、このブラックマトリクス
基板２０の表示領域を透明電極１２で覆うように設け
た。

【００３０】そして、透明電極１２を設けたカラーフィ
ルター基板２０ｂとガラス基板１０の間に液晶層１３と
平均粒径５．０μｍのスペーサ１４を挟むためにガラス
基板１０をシール樹脂１５によって固定する。この時、
シール樹脂１５はカラーフィルター基板２０ｂの遮光層
周縁部２２のを覆うように配置している。このように遮
光層周縁部２２をシール樹脂１５で覆っているために、
液晶層１３中にガラス基板が露出することはなく、液晶
層１３以外で遮光層周縁部２２を露出することもない。

【００３１】このようなカラーフィルター基板２０ｂで
も、オーバーコートを必要としないで、液晶パネルを構
成することができる。

【００３２】なお、上記記載の液晶パネルはＴＦＴ方式
の液晶パネルであるが、ＴＦＴ方式でなくとも、他のＳ
ＴＮ方式などにおいても使用可能である。また、カラー
フィルターを用いない、単色の液晶パネルにおいてもこ
の技術を用いることはできる。

【００３３】ここで、オーバーコートを必要としない液
晶パネルにおいて、遮光層周縁部２２の一部に重ねたパ
ネルＥと遮光層周縁２２部を全体的に覆ったパネルＦと
を比較した。

【００３４】カラーフィルター基板２０ｂの遮光層周縁
部２２が櫛状パターンの刃部の長さが、長いパターンと
短いパターンの２種類のブラックマトリクス基板２０を
準備し、これらのブラックマトリクス基板２０上にカラ
ーフィルター層６、７、８を形成し、図７、図８に示す
ようにシール樹脂１５が遮光層周縁部２２の一部しか覆
わない液晶パネルＥと完全に覆う液晶パネルＦを組み立
てた。

【００３５】この２種類の液晶パネルＥ，Ｆを図６に示
す方法で密着強度を測定した後に、８５℃、８５％の高
温高湿層内に２００時間放置して、放置後の密着強度を
再び測定した。高温高湿層に放置した前後の密着強度を
（表４）に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】（表４）より、シール樹脂１５が遮光層周
縁部２２を完全に覆うパネルＦでは、高温高湿放置前後
であまり密着強度に変化は見られないが、シール樹脂１
５が凹凸状の遮光層周縁部２２を完全に覆わない液晶パ
ネルＥでは密着力が著しく低下する事がわかる。これ
は、パネルＥではシール樹脂１５と樹脂遮光層の界面
と、樹脂遮光層とガラス基板の界面がパネルの外に露出
しており、これらの界面から水がパネル内に浸透して蜜
着強度を低下させているものと考えられる。

【００３８】このようにオーバーコート層を形成しない
ブラックマトリクス基板またはカラーフィルター基板を
用いる場合でも、シール樹脂が樹脂遮光層を完全に覆う
構成にする事によって湿中でも強固な液晶パネルを作成
する事ができた。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シール部
分でのパネル強度が強く、また液晶層厚が均一な表示品
位の高い液晶パネルを得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のブラックマトリクス基
板の主要部分のパターン図

【図２】本発明の一実施の形態のブラックマトリクス基
板の主要部分のパターン図

【図３】本発明の一実施の形態のカラーフィルター基板
の主要部分のパターン図

【図４】本発明の一実施の形態のカラーフィルター基板
の主要部分のパターン図

【図５】本発明の一実施の形態の液晶パネルの主要部分
の断面図

【図６】シール領域の剥離強度の測定方法の概念図

【図７】本発明の一実施の形態の液晶パネルの主要部分
の断面図

【図８】本発明の一実施の形態の液晶パネルの主要部分
の断面図

【図９】従来のブラックマトリクス基板の主要部分のパ
ターン図

【図１０】従来のカラーフィルター基板の主要部分のパ
ターン図

【図１１】従来の液晶パネルの主要部分の断面図

【図１２】従来の液晶パネルの主要部分の断面図

【図１３】従来の液晶パネルの主要部分の断面図

【符号の説明】 ２ 遮光層 ４ 画像表示部 ５ 遮光層周縁部 １１ オーバーコート層 １２ 透明電極 １５ シール樹脂 ２１ ブラックマトリクス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 庸恭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に形成された遮光層の表示領
   域周縁部を凹領域と凸領域の集合した凹凸形状に形成し
   た事を特徴とするブラックマトリクス基板。
2. 【請求項２】 透明基板上に形成された遮光層の表示領
   域周縁部の凹凸形状を櫛型とした事を特徴とする請求項
   １記載のブラックマトリクス基板。
3. 【請求項３】 透明基板上に形成された遮光層の表示領
   域周縁部を凹領域と凸領域の集合した凹凸形状に形成し
   た事を特徴とするカラーフィルター基板。
4. 【請求項４】 透明基板上に形成された遮光層の表示領
   域周縁部の凹凸形状を櫛型とした事を特徴とする請求項
   ３記載のカラーフィルター基板。
5. 【請求項５】 カラーフィルター基板表面にオーバーコ
   ート層を施した請求項３記載のカラーフィルター基板。
6. 【請求項６】 液晶層を保持する２枚の基板の少なくと
   も一方が請求項１又は請求項２記載のブラックマトリク
   ス基板または、請求項３、請求項４又は請求項５記載の
   カラーフィルター基板であり、基板を張り合わせるため
   のシール樹脂が遮光層周縁部の凹凸形状部分に重ねて形
   成した事を特徴とする液晶パネル。
7. 【請求項７】 液晶層を保持する２枚の基板の少なくと
   も一方が請求項１又は請求項２記載のブラックマトリク
   ス基板または請求項３、請求項４又は請求項５記載のカ
   ラーフィルター基板であり、基板を張り合わせるための
   シール樹脂が、樹脂遮光層の周縁部の凹凸形状部分を覆
   うように形成する事を特徴とする液晶パネル。