JP2017040678A - Color filter - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の画素上を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆し、白色画素をオーバーコート樹脂層で充填して形成したカラーフィルタの白色画素上のオーバーコート樹脂層の凹みを小さくする。【解決手段】格子状の第1のブラックマトリクスの矩形開口部に、着色レジストを充填する着色画素と白色画素を規則的に割り当てて形成し、前記白色画素を割り当てた矩形開口部に、その端部が前記第1のブラックマトリクスに繋がった第2のブラックマトリクスパターンを形成し、前記着色画素を形成した上に、前記着色画素と前記白色画素を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆することで前記オーバーコート樹脂層を前記白色画素に充填したカラーフィルタを製造する。【選択図】図1A color filter formed by coating a plurality of pixels with a transparent overcoat resin layer in common and filling the white pixels with the overcoat resin layer to reduce recesses of the overcoat resin layer on the white pixels. Colored pixels filled with a colored resist and white pixels are regularly assigned to rectangular openings of a grid-like first black matrix, and the rectangular openings to which the white pixels are assigned are formed at their edges. forming a second black matrix pattern in which portions are connected to the first black matrix, forming the colored pixels, and then covering the colored pixels and the white pixels with a transparent overcoat resin layer in common; to manufacture a color filter in which the white pixels are filled with the overcoat resin layer. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、液晶表示装置や有機EL表示装置等の平面型カラー表示装置に用いるカラーフィルタに関する。 The present invention relates to a color filter used in a flat color display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device.
平面型カラー表示装置、例えば液晶表示装置は、液晶を対向するTFT基板とカラーフィルタ基板(以下、カラーフィルタと記す)との間隙に注入し、シール剤によってこれら基板を貼り合わせることにより構成される。カラーフィルタは液晶表示装置をカラー表示するために必要な部材であり、赤色画素、緑色画素、青色画素の3色画素が微細にパターンニングされているものが一般的である。 A flat color display device, such as a liquid crystal display device, is configured by injecting liquid crystal into a gap between an opposing TFT substrate and a color filter substrate (hereinafter referred to as a color filter) and bonding the substrates together with a sealant. . The color filter is a member necessary for color display of the liquid crystal display device, and generally has three color pixels of red, green, and blue pixels finely patterned.
近年では、液晶表示装置等の平面型カラー表示装置の透過率を向上する方法として、4色のカラーフィルタが提案されている。例えば、特許文献1で、赤、緑、青色画素に加えて、白色画素を有する4色カラーフィルタ基板が提案されている。白色画素には着色剤は含まれておらず透明であり、光源の白色光をそのまま利用することで表示画像を明るく見える様にするものである。
In recent years, four color filters have been proposed as a method for improving the transmittance of a flat color display device such as a liquid crystal display device. For example,
また、特許文献1では、白色画素を有するカラーフィルタを、赤色着色画素R、緑色着色画素G、青色着色画素Bを形成した後に、白色画素の占めるべき空間を、白色画素を兼ねる透明なオーバーコート樹脂層の一括形成で埋める技術が提案されている。
Moreover, in
しかし、オーバーコート樹脂層の一括形成で白色画素を埋める場合に、白色画素上のオーバーコート樹脂層に凹みが発生する問題があった。その凹みのあるカラーフィルタを表示装置に組み込むと、アレイ基板との距離が一定でなくなり、表示特性が低下するという問題があった。 However, when the white pixels are filled by batch formation of the overcoat resin layer, there is a problem that a depression is generated in the overcoat resin layer on the white pixels. When the color filter having the dent is incorporated in a display device, there is a problem that the distance from the array substrate is not constant and the display characteristics are deteriorated.
本発明の課題は、上記の問題を解決し白色画素上のオーバーコート樹脂層に発生する凹みを小さくしたカラーフィルタを得ることを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and to obtain a color filter in which a dent generated in an overcoat resin layer on a white pixel is reduced.
本発明は、上記課題を解決するために、カラー表示を行うため格子状の第1のブラックマトリクスの矩形開口部に、着色レジストを充填する着色画素と白色画素を規則的に割り当てて形成したカラーフィルタであって、前記白色画素を割り当てた矩形開口部に、その端部が前記第1のブラックマトリクスに繋がった第2のブラックマトリクスパターンを形成し、前記着色画素を形成した上に、前記着色画素と前記白色画素を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆することで前記オーバーコート樹脂層を前記白色画素に充填したことを特徴とするカラーフィルタである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a color formed by regularly assigning colored pixels and white pixels filled with a colored resist to rectangular openings of a grid-like first black matrix for color display. A second black matrix pattern having an end connected to the first black matrix is formed in a rectangular opening to which the white pixel is assigned, and the coloring pixel is formed. The color filter is characterized in that the white pixel is filled with the overcoat resin layer by commonly covering the pixel and the white pixel with a transparent overcoat resin layer.
本発明は、この構成により、オーバーコート樹脂層の白色画素の領域での凹み量を小さくできる効果がある。 With this configuration, the present invention has an effect of reducing the amount of dent in the white pixel region of the overcoat resin layer.
また、本発明は、上記のカラーフィルタであって、前記白色画素を割り当てた矩形開口内に形成した第2のブラックマトリクスパターンの面積が、前記白色画素を割り当てた矩形開口の面積の10分の1以下、50分の1以上の面積を有することを特徴とするカラーフィルタである。 Further, the present invention is the color filter described above, wherein the area of the second black matrix pattern formed in the rectangular opening to which the white pixel is assigned is 10 minutes of the area of the rectangular opening to which the white pixel is assigned. The color filter has an area of 1 or less and 1/50 or more.
また、本発明は、上記のカラーフィルタであって、前記白色画素上のオーバーコート樹脂層の凹み量が、オーバーコート樹脂層の膜厚の十分の一以下であることを特徴とするカラーフィルタである。 Further, the present invention is the color filter according to the above-described color filter, wherein the amount of depression of the overcoat resin layer on the white pixel is not more than one tenth of the thickness of the overcoat resin layer. is there.
本発明は、白色画素を割り当てた領域に第2のブラックマトリクスパターンを形成することで、オーバーコート樹脂層の白色画素の領域での凹み量を少なくする効果と、第2のブラックマトリクスパターンが第1のブラックマトリクスパターンに接続しているため、工程中にブラックマトリクスパターンが剥離し、カラーフィルタ上に残存して異物不良になる問題を低減できるという効果がある。 According to the present invention, the second black matrix pattern is formed in the area to which the white pixel is allocated, thereby reducing the amount of depression in the white pixel area of the overcoat resin layer, and the second black matrix pattern is Since the black matrix pattern is connected to one black matrix pattern, there is an effect that the black matrix pattern is peeled off during the process and remains on the color filter to cause a foreign matter defect.
<第1の実施形態>
以下、図1と図2を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は本実施形態のカラーフィルタ10の部分拡大平面図であり、図2は本実施形態のカラーフィルタ10の製造方法を説明するための部分拡大側断面図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a partially enlarged plan view of a
図1の平面図のように、カラーフィルタ10は、格子状の第1のブラックマトリクス2と、その第1のブラックマトリクス2の矩形開口部に、第1の着色画素R(赤色)と第2の着色画素G(緑色)と第3の着色画素B(青色)と白色画素Wを規則的に配列する。
As shown in the plan view of FIG. 1, the
また、図1のように、格子状の第1のブラックマトリクス2を形成する際に、同時に、白色画素Wを割り当てた第1のブラックマトリクス2の矩形開口部に細線状の第2のブラックマトリクスパターン2Bを形成する。
Further, as shown in FIG. 1, when forming the first
白色画素Wを割り当てた矩形開口部内に形成する第2のブラックマトリクスパターン2Bは、図1のように十字線状の細線パターンで形成することが好ましい。その理由は、連結した細線パターンで形成することで第2のブラックマトリクスパターン2Bの強度が強くなり、また、十字線状のパターンに形成することで細線の横方向からのストレスに対しても強度を強くできるからである。
The second
また、白色画素W内に形成する第2のブラックマトリクスパターン2Bの面積は、白色画素Wの領域の面積の10分の1を超えず、50分の1以上であることが望ましい。第2のブラックマトリクスパターン2Bの面積が、白色画素Wの領域の面積の10分の1を超えるほど大きいと、白色画素Wによる明るさ向上の効果が小さくなり、暗くなってしまう。
The area of the second
一方、第2のブラックマトリクスパターン2Bの面積が、白色画素Wの領域の面積の50分の1未満であると、オーバーコート樹脂層3の凹み量がオーバーコート樹脂層3の膜厚の10分の1を超えてしまう。
On the other hand, when the area of the second
この第2のブラックマトリクスパターン2Bを形成することで、図2(d)のようにオーバーコート樹脂層3を白色画素Wに充填する場合に、オーバーコート樹脂層3の白色画素W上の凹み量を小さくできる効果がある。
By forming the second
第1のブラックマトリクス2の格子状パターンで仕切られた矩形開口部には、白色画素W用の矩形開口部以外の矩形開口部に、第1の着色画素Rと第2の着色画素Gと第3の着色画素Bを、それぞれの色相を有する着色透明樹脂材料で均一に充填する。
In the rectangular openings partitioned by the grid pattern of the first
そして、それらの着色画素と、未だ着色透明樹脂材料が充填されていない白色画素Wの全面を透明なオーバーコート樹脂層3で共通に被覆する。オーバーコート樹脂層3は、白色画素Wの領域を埋める着色画素パターンを兼ねる。 Then, the colored pixels and the entire surface of the white pixels W that are not yet filled with the colored transparent resin material are commonly covered with the transparent overcoat resin layer 3. The overcoat resin layer 3 also serves as a colored pixel pattern that fills the area of the white pixel W.
(カラーフィルタの製造方法)
本発明の第1の実施形態のカラーフィルタ10の製造方法を図2(a)から(d)の部分拡大側断面図を参照して説明する。
(Color filter manufacturing method)
A method for manufacturing the
(工程1)
まず、図2(a)のように、ガラス等の透明なカラーフィルタ用透明基板1上に、画素部に対応する矩形開口部を画定する第1のブラックマトリクス2を形成する。この第1のブラックマトリクス2の幅は3〜30μmの範囲が好ましい。
(Process 1)
First, as shown in FIG. 2A, a first
第1のブラックマトリクス2は、黒色感光性樹脂組成物をカラーフィルタ用透明基板1に塗布・乾燥して黒色感光性樹脂層を形成する。
The first
次に、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて、黒色感光性樹脂層を露光する。次に、炭酸ナトリウム水溶液等の現像液で現像し、乾燥し、次に加熱処理を行うことで第1のブラックマトリクス2のパターンを硬化させる。
Next, the black photosensitive resin layer is exposed using a photomask having a predetermined pattern. Next, the pattern of the first
こうして、カラーフィルタ用透明基板1の上に、表示領域を画定する額縁状の外周遮光部と、その外周遮光部に連設した格子状の遮光部とで囲まれた矩形開口部のパターンを持つ第1のブラックマトリクス2を形成する。
In this way, on the color filter
次に、第1のブラックマトリクス2の矩形開口部の予め設計された位置に感光性の各色相で着色した透明材料をフォトリソグラフィ法により第1の着色画素R、第2の着色画素G、第3の着色画素Bのパターンをそれぞれ形成する。
Next, a transparent material colored with a photosensitive hue at a predesigned position of the rectangular opening of the first
(工程2)第1の着色画素Rの形成
先ず、以下の様にして、図2(b)のように、第1のブラックマトリクス2の所定の矩形開口部に、赤色顔料を分散した感光性樹脂組成物から成る顔料分散透明樹脂をカラーフィルタ用透明基板1に塗布・乾燥して赤色の感光性の顔料分散透明樹脂層を形成する。
(Step 2) Formation of First Colored Pixel R First, as shown in FIG. 2B, a photosensitive material in which a red pigment is dispersed in a predetermined rectangular opening of the first
その顔料分散透明樹脂層にフォトマスクのパターンを露光・現像するフォトリソグラフィ法で、第1のブラックマトリクス2の所定の矩形開口部に第1の着色画素Rを形成する。
A first colored pixel R is formed in a predetermined rectangular opening of the first
(工程3)第2の着色画素Gの形成
次に、同様のフォトリソグラフィ法で、図2(c)のように、第1のブラックマトリクス2の所定の矩形開口部に第2の着色画素Gを形成する。
(Step 3) Formation of Second Colored Pixel G Next, by the same photolithography method, as shown in FIG. 2C, the second colored pixel G is formed in a predetermined rectangular opening of the first
(工程4)第3の着色画素Bの形成
次に、同様のフォトリソグラフィ法で、第3の着色画素Bを形成する。これにより、図1の平面図のように、透明基板1上にRGBの着色画素で形成したカラーフィルタ層が形成される。
(Step 4) Formation of Third Colored Pixel B Next, the third colored pixel B is formed by the same photolithography method. As a result, a color filter layer formed of RGB colored pixels is formed on the
(工程5)
次に、図2(d)の様に、RGBの着色画素で形成したカラーフィルタ層と、未だ着色透明樹脂材料が充填されていない白色画素Wの全面を透明なオーバーコート樹脂層3(平坦化層)で共通に被覆する。
(Process 5)
Next, as shown in FIG. 2D, a transparent overcoat resin layer 3 (flattened) is formed on the entire surface of the color filter layer formed of RGB colored pixels and the white pixels W not yet filled with the colored transparent resin material. Layer).
その際に、白色画素Wの領域を、オーバーコート樹脂層3が充填する。即ち、オーバーコート樹脂層3が白色画素Wの領域を埋める着色画素用の充填材料を兼ねる。 At that time, the region of the white pixel W is filled with the overcoat resin layer 3. That is, the overcoat resin layer 3 also serves as a filling material for a colored pixel that fills the region of the white pixel W.
白色画素W内のオーバーコート樹脂層3の凹み量は、オーバーコート樹脂層3の膜厚の10分の1以下であることが望ましい。すなわち、白色画素W内のオーバーコート樹脂層3の凹み量がオーバーコート樹脂層3の膜厚の10分の1以下であれば、カラーフィルタ10としての平坦性が一定のレベル以上に保たれ、このカラーフィルタ10を組込んだ液晶表示セルの表示品位に及ぼす影響が少なくなるので望ましい。
The amount of depression of the overcoat resin layer 3 in the white pixel W is desirably 1/10 or less of the film thickness of the overcoat resin layer 3. That is, if the amount of depression of the overcoat resin layer 3 in the white pixel W is 1/10 or less of the film thickness of the overcoat resin layer 3, the flatness as the
ここで、図1と図2(d)のように白色画素Wの領域には第2のブラックマトリクスパターン2Bが形成されているため、白色画素Wに充填したオーバーコート樹脂層3の表面に発生する凹み量がオーバーコート樹脂層3の膜厚の10分の1以下に小さくできる効果がある。
Here, since the second
(工程6)
次に、カラーフィルタ10のオーバーコート樹脂層3の上に透明電極パターンを形成する。例えば真空蒸着法により、導電性の透明電極、具体的には金属酸化物、例えば通常、ITOの透明電極パターンを形成する。
(Step 6)
Next, a transparent electrode pattern is formed on the overcoat resin layer 3 of the
尚、本発明のカラーフィルタ10を用いて、液晶表示装置や有機EL表示装置等の平面型カラー表示装置を提供することができる。高品質で容易に提供できる本発明のカラーフィルタ10を用いることにより、平面型カラー表示装置の表示品位を向上することができる。
It should be noted that a flat color display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device can be provided by using the
1・・・透明基板
2・・・第1のブラックマトリクス
2B・・・第2のブラックマトリクスパターン
3・・・オーバーコート樹脂層
10・・・カラーフィルタ
R・・・第1の着色画素(赤色)
G・・・第2の着色画素(緑色)
B・・・第3の着色画素(青色)
W・・・白色画素
DESCRIPTION OF
G ... Second colored pixel (green)
B ... Third colored pixel (blue)
W ... White pixel
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