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JP2009229801A - Liquid crystal panel - Google Patents

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Publication number
JP2009229801A
JP2009229801A JP2008075088A JP2008075088A JP2009229801A JP 2009229801 A JP2009229801 A JP 2009229801A JP 2008075088 A JP2008075088 A JP 2008075088A JP 2008075088 A JP2008075088 A JP 2008075088A JP 2009229801 A JP2009229801 A JP 2009229801A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color filter
liquid crystal
black matrix
crystal panel
transparent substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008075088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Hara
孝志 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epson Imaging Devices Corp
Original Assignee
Epson Imaging Devices Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epson Imaging Devices Corp filed Critical Epson Imaging Devices Corp
Priority to JP2008075088A priority Critical patent/JP2009229801A/en
Publication of JP2009229801A publication Critical patent/JP2009229801A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a color filter from chipping or peeling by improving the adhesive strength of a color filter of a liquid crystal panel, and to make it easy to set conditions of spinning being a manufacturing step of the color filter. <P>SOLUTION: The liquid crystal panel includes a transparent substrate 11, a black matrix 12 formed on the transparent substrate 11 to have vacant portions, and color filters 14, a transparent resin layer 13 being provided at the vacant portions of the black matrix 12 between the transparent substrate 11 and color filters 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタを有する液晶パネルに関する。   The present invention relates to a liquid crystal panel having a color filter.

従来より、液晶パネルは軽量、薄型、低消費電力という特徴があり、多くの電子機器に
使用されている。液晶パネルは横方向のゲート線(走査線)と縦方向のソース線(データ
線)で分けられ、マトリクス状に配設されたサブ画素を有する。通常、R(赤色)・G(
緑色)・B(青色)の3つサブ画素で1つの画素を構成し、夫々のサブ画素の輝度を調整
することにより混色を行う。
Conventionally, liquid crystal panels are characterized by light weight, thinness, and low power consumption, and are used in many electronic devices. The liquid crystal panel is divided into horizontal gate lines (scanning lines) and vertical source lines (data lines), and has sub-pixels arranged in a matrix. Usually, R (red) and G (
One pixel is constituted by three sub-pixels of green) and B (blue), and color mixing is performed by adjusting the luminance of each sub-pixel.

液晶パネルは液晶素子を有する液晶層と、液晶層の下方に位置して液晶素子の配向を変
化させることにより輝度を変化させるアレイ基板と、液晶層の上方に位置して有色を行う
カラーフィルタ基板を有する。通常、カラーフィルタ基板5は、図4に示す如く、ガラス
などの透明基板11上にブラックマトリクス12が形成される。このブラックマトリクス
12は金属や樹脂の遮光材であり、ゲート線、ソース線およびTFT素子部分の遮光を行
い、表示領域は空部になって光の通過を許容する。このブラックマトリクス12を覆うよ
うにR・G・Bのカラーフィルタ51が形成される(特許文献1の図2参照)。このカラ
ーフィルタ51は1色の感光性のカラーレジストをブラックマトリクス12を覆って塗布
し、スピン(回転)させて厚みを均一にし、カラーフィルタ51が不要な領域を露光し、
現像で露光した部分を除去する。この工程をR・G・Bの3色行う。
特開平8−43621公報
The liquid crystal panel includes a liquid crystal layer having a liquid crystal element, an array substrate that changes brightness by changing the orientation of the liquid crystal element located below the liquid crystal layer, and a color filter substrate that is colored above the liquid crystal layer. Have Usually, as shown in FIG. 4, the color filter substrate 5 has a black matrix 12 formed on a transparent substrate 11 such as glass. The black matrix 12 is a light shielding material made of metal or resin, and shields the gate line, the source line, and the TFT element portion, and the display area becomes an empty portion to allow the passage of light. R, G and B color filters 51 are formed so as to cover the black matrix 12 (see FIG. 2 of Patent Document 1). The color filter 51 is formed by applying a photosensitive color resist of one color so as to cover the black matrix 12, and spinning (rotating) it to make the thickness uniform, and exposing the area where the color filter 51 is unnecessary,
The part exposed by development is removed. This process is performed in three colors of R, G, and B.
JP-A-8-43621

しかしながら、従来のカラーフィルタの形成方法では、表示領域のカラーフィルタはガ
ラス基板などの透明基板に接着することになる。透明基板は表面が鏡面であり、顕微鏡レ
ベルでみたときに凹凸が少ないのでカラーフィルタとの接着面積が少なくて接着力が弱い
。また、透明基板がガラスであったときは、有機材料(アクリル樹脂、エポキシ樹脂など
)のカラーフィルタが無機材料のガラスへの接着となるために、分子間結合による接着力
が弱い。このために、カラーフィルタが欠けたり、剥がれたりするという問題があった。
However, in the conventional color filter forming method, the color filter in the display region is bonded to a transparent substrate such as a glass substrate. The transparent substrate has a mirror surface, and since there are few irregularities when viewed at the microscope level, the adhesive area with the color filter is small and the adhesive force is weak. Further, when the transparent substrate is made of glass, an organic material (acrylic resin, epoxy resin, etc.) color filter is bonded to the glass of an inorganic material, so that the adhesive force due to intermolecular bonding is weak. For this reason, there is a problem that the color filter is chipped or peeled off.

また、厚みを均一にするためのスピンは回転の立上がりステップ、保持ステップ、立下
りステップの夫々の回転数と時間の最適条件となる設定が各色毎に必要であるが、ブラッ
クマトリクスの壁が障害となって、膜厚ムラが少なく且つ放射ムラが少ない最適条件の設
定に苦労するという問題があった。
In addition, for the spin to make the thickness uniform, it is necessary for each color to set the optimum rotation speed and time for each of the rising step, holding step, and falling step, but the black matrix wall is an obstacle. Thus, there is a problem that it is difficult to set an optimum condition with less film thickness unevenness and less radiation unevenness.

本発明は、係る問題に鑑みなされたもので、カラーフィルタの接着強度を向上させて、
欠けたり、剥がれたりすることを防止するものである。また、カラーフィルタの製造工程
であるスピンの条件設定を容易にするものである。
The present invention has been made in view of such problems, and improves the adhesive strength of the color filter,
It prevents chipping or peeling. Further, it is intended to facilitate the setting of spin conditions, which is a color filter manufacturing process.

上記課題を解決するために、本発明の液晶パネルは、透明基板と、該透明基板上に空部
を有して形成されたブラックマトリクスと、カラーフィルタとを有する液晶パネルであっ
て、
前記ブラックマトリクスの空部において前記透明基板とカラーフィルタの間に透明樹脂
層を設ける。
In order to solve the above problems, a liquid crystal panel of the present invention is a liquid crystal panel having a transparent substrate, a black matrix formed with a void on the transparent substrate, and a color filter,
A transparent resin layer is provided between the transparent substrate and the color filter in the empty space of the black matrix.

これにより、カラーフィルタは鏡面の透明基板と比較して、表面の凹凸がある透明樹脂
との接着となるので、実質的な接着面積が広くなり、接着強度が高い。また、共に透明基
板への接着力を有する材料であることから、分子間結合による接着力が高い。このように
、接着力が高くなるので、カラーフィルタが欠けたり、剥がれたりすることを防止するこ
とができる。また、カラーフィルタの接着面の凹凸が減少するために、カラーフィルタの
製造工程であるスピンの条件設定が容易になる。
As a result, the color filter is bonded to a transparent resin having irregularities on the surface as compared with a mirror-like transparent substrate, so that the substantial bonding area is widened and the bonding strength is high. Further, since both are materials having an adhesive force to the transparent substrate, the adhesive force due to intermolecular bonding is high. As described above, since the adhesive strength is increased, the color filter can be prevented from being chipped or peeled off. In addition, since the unevenness of the adhesion surface of the color filter is reduced, it is easy to set the spin condition, which is the color filter manufacturing process.

また、前記透明樹脂層は前記ブラックマトリクスを覆って形成される。   The transparent resin layer is formed to cover the black matrix.

これにより、カラーフィルタがブラックマトリクスにも接着することなく透明樹脂に接
着するので、接着強度が高くなる。また、表示領域の透明樹脂が全サブ画素に渡ってつな
がって形成されるために、透明樹脂も剥がれにくくなる。
As a result, the color filter adheres to the transparent resin without adhering to the black matrix, thereby increasing the adhesive strength. In addition, since the transparent resin in the display area is formed over all the sub-pixels, the transparent resin is also difficult to peel off.

また、前記ブラックマトリクスは樹脂材料で形成される。樹脂材料は金属材料と比較し
てブラックマトリクスの厚みが厚くなるために、本発明の作用効果が大きい。
The black matrix is made of a resin material. Since the thickness of the black matrix is larger in the resin material than in the metal material, the effect of the present invention is great.

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶パネルを例示するものであって、本発明を
この液晶パネルに特定することを意図するもではなく、特許請求の範囲に含まれるその他
の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies a liquid crystal panel for embodying the technical idea of the present invention, and is not intended to specify the present invention to this liquid crystal panel. Other embodiments within the scope are equally applicable.

液晶パネルは横方向のゲート線(走査線)と縦方向のソース線(データ線)で分けられ
、マトリクス状に配設されたサブ画素(図示せず)を有する。通常、R(赤)・G(緑)
・B(青)の3つサブ画素で1つの画素を構成し、夫々のサブ画素の輝度を調整すること
により混色を行う。
The liquid crystal panel is divided into horizontal gate lines (scanning lines) and vertical source lines (data lines), and has sub-pixels (not shown) arranged in a matrix. Usually, R (red) and G (green)
A single pixel is composed of three B (blue) sub-pixels, and color mixing is performed by adjusting the luminance of each sub-pixel.

液晶パネルは液晶素子を有する液晶層(図示せず)と、液晶層の下方に位置して液晶素
子の配向を変化させることにより輝度を変化させるアレイ基板(図示せず)と、液晶層の
上方に位置して有色を行うカラーフィルタ基板1を有する。図1は実施例1におけるカラ
ーフィルタ基板1の要部を示す断面図である。ガラスなどの透明基板11上にブラックマ
トリクス12が形成される(図2の(b))。このブラックマトリクス12は金属や樹脂
の遮光材であり、ゲート線(図示せず)、ソース線(図示せず)およびTFT素子部分(
図示せず)の遮光を行い、表示領域は空部になって光の通過を許容する。このブラックマ
トリクス12の空部にブラックマトリクス12の面一に透明樹脂層13を充填する(図2
の(c))。透明樹脂層13の材料は顔料を含まない無色透明の樹脂であり、たとえば、
アクリル樹脂やエポキシ樹脂からなる。そして、ブラックマトリクス12と透明樹脂層1
3に重畳してカラーフィルタ14が形成される(図2の(d))。
The liquid crystal panel includes a liquid crystal layer (not shown) having a liquid crystal element, an array substrate (not shown) that is located below the liquid crystal layer and changes the luminance by changing the orientation of the liquid crystal element, and an upper part of the liquid crystal layer. And a color filter substrate 1 that performs coloration. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of the color filter substrate 1 in the first embodiment. A black matrix 12 is formed on a transparent substrate 11 such as glass (FIG. 2B). This black matrix 12 is a light shielding material such as metal or resin, and includes a gate line (not shown), a source line (not shown), and a TFT element portion (not shown).
(Not shown) is shielded, and the display area becomes empty to allow the passage of light. A transparent resin layer 13 is filled in the empty space of the black matrix 12 so as to be flush with the black matrix 12 (FIG. 2).
(C)). The material of the transparent resin layer 13 is a colorless and transparent resin containing no pigment,
Made of acrylic resin or epoxy resin. The black matrix 12 and the transparent resin layer 1
The color filter 14 is formed so as to be superimposed on 3 (FIG. 2D).

カラーフィルタ14の形成方法について詳細に述べる。形成された透明樹脂層13の表
面を洗浄・乾燥し、G(緑色)のカラーレジストを塗布する。厚みを均一にするためのス
ピンを行う。スピンは膜厚ムラが少なく且つ放射ムラが少なくなるように、回転の立上が
りステップ、保持ステップ、立下りステップの夫々の回転数と時間が各色毎に設定される
。乾燥後、カラーフィルタが不要な領域を露光する。現像で露光した部分を除去する。次
に、B(青色)、R(赤色)の順で同様にカラーフィルタを形成する。
A method for forming the color filter 14 will be described in detail. The surface of the formed transparent resin layer 13 is washed and dried, and a G (green) color resist is applied. Spin to make the thickness uniform. The rotation speed and time of the rising step, holding step, and falling step are set for each color so that the spin has less film thickness unevenness and radiation unevenness. After drying, an area where the color filter is unnecessary is exposed. The part exposed by development is removed. Next, color filters are similarly formed in the order of B (blue) and R (red).

上述の如く、本発明は、透明基板とカラーフィルタの間に透明樹脂層を設けるために、
従来と比較して、実質的な接着面積が広くなり、接着強度が高くなる。また、共に透明基
板への接着力を有する材料であることから、分子間結合による接着力が高くなる。このよ
うに、接着力が高くなるので、カラーフィルタが欠けたり、剥がれたりすることを防止す
ることができる。また、カラーフィルタの接着面の凹凸が減少するために、カラーフィル
タの製造工程であるスピンの条件設定が容易になる。尚、ブラックマトリクス12を金属
でなく樹脂にすれば、ブラックマトリクス12の高さが高くなるので、従来と比較したス
ピンの条件設定が容易性の効果が大きくなる。
As described above, the present invention provides a transparent resin layer between the transparent substrate and the color filter.
Compared with the conventional case, the substantial bonding area is increased and the bonding strength is increased. Further, since both are materials having an adhesive force to the transparent substrate, the adhesive force due to intermolecular bonding is increased. As described above, since the adhesive strength is increased, the color filter can be prevented from being chipped or peeled off. In addition, since the unevenness of the adhesion surface of the color filter is reduced, it is easy to set the spin condition, which is the color filter manufacturing process. If the black matrix 12 is made of a resin instead of a metal, the height of the black matrix 12 is increased, so that the effect of the ease of setting the spin condition compared to the conventional case is increased.

図3は本発明の実施例2のカラーフィルタ基板1’の要部を示す断面図である。実施例
1の構成と同様の実施例2の構成については同一の番号を付して説明を省略する。図3に
示す如く、実施例2の透明樹脂層13’はブラックマトリクス12を覆って形成される。
この透明樹脂層13’にカラーフィルタ14’が形成される。したがって、実施例2では
、全サブ画素の透明樹脂層13’がつながっており、カラーフィルタ14’はブラックマ
トリクス12と接着していない。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part of the color filter substrate 1 ′ according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the second embodiment that is the same as the configuration of the first embodiment is denoted by the same reference numeral and description thereof is omitted. As shown in FIG. 3, the transparent resin layer 13 ′ of Example 2 is formed so as to cover the black matrix 12.
A color filter 14 ′ is formed on the transparent resin layer 13 ′. Therefore, in Example 2, the transparent resin layers 13 ′ of all the sub-pixels are connected, and the color filter 14 ′ is not bonded to the black matrix 12.

このように、カラーフィルタ14’がブラックマトリクス12に接着することなく透明
樹脂に接着するので、接着強度が高くなる。また、表示領域の透明樹脂が全サブ画素に渡
ってつながって形成されるために、透明樹脂も剥がれにくくなる。
In this way, the color filter 14 'adheres to the transparent resin without adhering to the black matrix 12, so that the adhesive strength is increased. In addition, since the transparent resin in the display area is formed over all the sub-pixels, the transparent resin is also difficult to peel off.

本発明の実施例1のカラーフィルタ基板の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the color filter substrate of Example 1 of this invention. 実施例1のカラーフィルタ基板の製造工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the color filter substrate of Example 1. 本発明の実施例2のカラーフィルタ基板の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the color filter substrate of Example 2 of this invention. 従来のカラーフィルタ基板の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the conventional color filter substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1、1’ カラーフィルタ基板
11 透明基板
12 ブラックマトリクス
13、13’ 透明樹脂層
14、14’ カラーフィルタ
1, 1 'color filter substrate 11 transparent substrate 12 black matrix 13, 13' transparent resin layer 14, 14 'color filter

Claims (3)

透明基板と、該透明基板上に空部を有して形成されたブラックマトリクスと、カラーフ
ィルタとを有する液晶パネルであって、
前記ブラックマトリクスの空部において前記透明基板とカラーフィルタの間に透明樹脂
層を設けたことを特徴とする液晶パネル。
A liquid crystal panel having a transparent substrate, a black matrix formed with a void on the transparent substrate, and a color filter,
A liquid crystal panel, wherein a transparent resin layer is provided between the transparent substrate and the color filter in an empty portion of the black matrix.
前記透明樹脂層は前記ブラックマトリクスを覆って形成されることを特徴とする請求項
1に記載の液晶パネル。
The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the transparent resin layer is formed to cover the black matrix.
前記ブラックマトリクスは樹脂材料で形成されることを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の液晶パネル。
The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the black matrix is formed of a resin material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013020744A (en) * 2011-07-08 2013-01-31 Seiko Epson Corp Organic electroluminescent device and electronic apparatus
WO2019087468A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-09 株式会社ジャパンディスプレイ Display device

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