JP2006243171A - 表示装置用基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 樹脂膜がバンクにより仕切られた構造を基板上に有する表示装置用基板であって、上記表示装置用基板は、バンクよりも大きな幅を有する遮光層が少なくともバンク上に設けられた構造を有する表示装置用基板である。
【選択図】 図2
Description
これに対し、特許文献1〜4で提案されるような製造方法を適用してIPS方式のCF基板を製造した場合には、着色層の形状を規定するバンクが着色層よりも先に形成され、IPSスリットを含んで形成されるバンクにより着色層が複雑な形状に仕切られることから、着色層の形状を充分に制御して混色等のリーク不良を抑制することが極めて困難となる。また、インクの塗布領域も複雑になるため、IJ装置による描画データが煩雑になり、生産性が低下するおそれもあった。
すなわち、IJ法を利用した大型・高精細のIPS方式のCF基板の製造方法について、技術的な解が見つかっていないのが現状であった。
以下に、このような構造を有することで得られる本発明の作用効果について説明する。
上記樹脂膜の表面形状は、当該膜が形成される領域の濡れ性(表面特性)パターンに依存するが、IJ法等により樹脂膜を形成する場合には、液状の樹脂膜材料(インク)の均一な濡れ広がりの実現及び混色等のリーク不良を防止するべく、通常、基板表面に親液性、バンク表面に撥液性が付与される。その結果、インクはバンクに囲まれた領域全体に広がろうとするものの、バンクの表面では弾かれるため、樹脂膜は、縁部やバンクの近傍では膜厚不足や未充填になる傾向にある。そこで、膜厚不足又は未充填になりやすいバンクの周辺部上に遮光層を形成することにより、当該部位からの光抜けや色抜けを効果的に抑制することができる。また、本発明によれば、表示装置の大型化に伴う画素ピッチの拡張により、光抜けや色抜けが懸念される部位が広がった場合においても、表示品位の低下を抑制することができる。なお、バンクの周辺部上の遮光層は、樹脂膜の形成後に形成されることから、樹脂膜を形成した後に遮光層を設ける部位が決定することができる。
なお、バンク上の遮光層の形成は、少なくともバンクの形成後に行う限り、バンクの周辺部上とは別に樹脂膜の形成前に行うことも可能であるが、遮光層材料の現像時の残渣による樹脂膜の色ムラや光抜け等を抑制するべく、樹脂膜の形成後に行うことが好ましい。
なお、上記遮光層は、電極に接していてもよいし、接していなくてもよい。
なお、上述の形態において、遮光層により分割された樹脂膜の開口領域は、「く」の字形等のジグザグ形状により構成されることがより好ましい。これにより、いわゆるSuper−IPS方式に適用することができる。
1.カラーフィルタ基板の製造
図1は、実施例1のカラーフィルタ(CF)基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図2及び3はそれぞれ、図1に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
(1)撥水樹脂バンク14の形成(図1〜3の(a))
まず、ガラス基板10上に密着性を上げるためにシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行った。続いて、ポジ型の感光性−撥水性樹脂フィルム(着色層形成用インクに対して略60°の接触角を示す。)を100℃前後に昇温しながらガラス基板10上にラミネートし、樹脂(膜厚:略2800nm)を転写した。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含む紫外線(UV光)を略70mJ/cm2(検査波長:365nm)照射し、樹脂を現像した。最後に、220℃で略1時間のベークを行うことにより、撥水樹脂バンク14を形成した。なお、撥水樹脂バンク14の幅は、5〜12μmとした。
なお、撥水樹脂バンク14は、遮光性を有する必要がなく、材質選択の自由度が高いことから、(1)遮光性樹脂材料(ネガ型)を用いた場合の熱重合残渣を少なくすること、(2)高いバンクを形成すること、(3)パターン解像度を高くすること等が可能である。
次に、インクジェット(IJ)法を用いて着色層形成用インク(赤・緑・青)の塗り分けを行った後、減圧乾燥、80℃で15分間の仮焼成ベーク、240℃で1時間の本焼成ベークを順に行うことにより、着色層13(13a〜13c)を形成した。なお、着色層13の色の組み合わせとしては特に限定されず、例えば、シアン・イエロー・マゼンタからなる組み合わせであってもよいし、それ以外の3色からなる組み合わせであってもよいし、4色以上からなる組み合わせであってもよい。また、着色層13のパターン配列としては特に限定されず、例えば、ドット配列、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等が挙げられる。
なお、着色層13の形成に際し、撥水樹脂バンク14を利用することで、(1)バンクを高くして、リークに対するマージンを大きくすること、(2)バンクによりTFT遮光部を形成する必要がないので、着色層13形状を安定化させること等が可能となる。
次に、撥水樹脂バンク14上及び着色層13上にシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行った後、UV硬化性及び熱硬化性の両特性を有し、かつ遮光性を有する樹脂フィルムを100℃前後に昇温しながら撥水樹脂バンク14上及び着色層13上にラミネートし、樹脂(膜厚:略1600nm)を転写した。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含むUV光を略70mJ/cm2(検査波長:365nm)照射し、樹脂を現像した。続いて、220℃で略1時間のベークを行うことにより、BM11のパターンを形成した。このとき、BM11は、図2(c)に示すように、撥水樹脂バンク14を被覆し、かつ各着色層13の縁部とオーバーラップ(オーバーラップ幅:片側7.5μm)するように形成した。また、図1(c)に示すように、各着色層13の隅部(各着色層13の右上、右下、左下の隅部)の上や、薄膜トランジスタ(TFT)と対向する領域(各着色層13の左上の隅部)にも形成した。
次に、スパッタ法により、ITO透明導電膜15(膜厚:略150nm)を成膜した。続いて、ITO透明導電膜15上にシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行った後、ポジ型の感光性樹脂フィルムを100℃前後に昇温しながらITO透明導電膜15上にラミネートし、樹脂(膜厚:略1400nm)を転写した。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含むUV光を略70mJ/cm2(検査波長:365nm)照射し、樹脂を現像した。続いて、220℃で略1時間のベークを行うことにより、配向制御用突起16及びフォトスペーサ(PS)17を形成した。
また、本実施例によれば、撥水樹脂バンク14の近傍の着色層13にBM11をオーバーラップさせるため、画素ピッチの幅が広く、光抜けが起こりやすい機種のCF基板についても、撥水樹脂バンク14やBM11の幅を変更することにより、インク材料等を変更することなく、すなわち生産性を損なうことなく作製することができた。
図4(a)は、実施例1で作製したCF基板のPS周辺部の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図4(b)に示すCF基板100は、図4(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルは、高品質なCF基板を有するため、高表示品位を実現することができた。
撥水樹脂バンク14の形成方法としては上述したものに限定されず、例えば、以下の(i)〜(iii)の方法等を用いてもよい。
(i)撥水樹脂バンク14の形成例1(図1〜3の(a))
まず、ガラス基板10上に密着性を上げるためにシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行う。続いて、液状のポジ型感光性−撥水性樹脂材料(着色層形成用インクに対して略60°の接触角を示す。)をスピンコート法、ダイコート法、又はノズルコート法等の手法を用いて、略2800nmの膜厚で成膜した後、120℃で略5分間のベークを行う。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含むUV光を略70mJ/cm2(検査波長:365nm)照射し、樹脂を現像する。最後に、200℃で略1時間のベークを行うことにより、撥水樹脂バンク14を形成する。
まず、ガラス基板10上に密着性を上げるためにシランカップリング剤を塗布し、略200℃のベークを行う。続いて、ポジ型の感光性樹脂フィルム(着色層形成用インクに対して撥水性を示す必要はない。)を100℃前後に昇温しながら、ガラス基板10上にラミネートし、樹脂(膜厚:略2800nm)を転写する。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含むUV光を略70mJ/cm2(検査波長:365nm)照射し、樹脂を現像する。続いて、220℃で略1時間のベークを行うことにより、樹脂バンクを形成する。最後に、下記(1)に示す条件で、フッ素プラズマ処理を行い、樹脂バンクの表面に撥水性を付与することにより、着色層形成用インクに対して略60°の接触角を示す撥水樹脂バンク14を形成する。
まず、ガラス基板10上に密着性を上げるためにシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行う。続いて、液状のポジ型感光性樹脂フィルム(着色層形成用インクに対して撥水性を示す必要はない。)をスピンコート法、ダイコート法、ノズルコート法等の手法を用いて略2800nmの膜厚で成膜した後、120℃で略5分間のベークを行う。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含むUV光を略100mJ/cm2(検査波長:365nm)照射し、樹脂を現像する。続いて、略220℃で略1時間のベークを行うことにより、樹脂バンクを形成する。最後に、下記(1)に示す条件で、フッ素プラズマ処理を行い、樹脂バンクの表面に撥水性を付与することにより、着色層形成用インクに対して略60°の接触角を示す撥水樹脂バンク14を形成する。
上記(ii)及び(iii)で行うフッ素プラズマ処理の方法としては、例えば、図41(a)に示すような真空排気系のドライエッチング装置を用いる方法(導入ガス流量:CF4/He=150〜300/0〜500sccm、ガス圧力:50〜150mTorr、処理電力:200〜300W、処理時間:20〜90sec、処理温度:40℃)や、図41(b)に示すようなダイレクトタイプの大気圧プラズマ装置を用いる方法(導入ガス流量:CF4/N2=5.0〜15slm/20〜50slm、処理電力:300〜800W、基板搬送速度:0.5〜3.0m/min、処理温度:25〜35℃)等が挙げられる。なお、使用するガスとしては、SF6、CHF3、C2F6等のCF4以外のフッ素系のガスを用いてもよく、それらのガスにHeやN2等の不活性ガスを混合したものを用いてもよい。
上記(1)の処理でより強い撥液性を付与するべく、(1)の処理を行う前に、樹脂バンクの表面に対し、導入ガスにO2を含むガスを用いてアッシング処理を行ってもよい。アッシング処理の方法としては、例えば、図41(a)に示すような真空排気系のドライエッチング装置を用いる方法(導入ガス流量:O2/He=50〜300/0〜500sccm、ガス圧力:50〜500mTorr、処理電力:300〜500W、処理時間:10〜30sec、処理温度:40℃)や、図41(b)に示すようなダイレクトタイプの大気圧プラズマ装置を用いる方法(導入ガス流量:O2/N2=1.0〜3.0slm/20〜50slm、処理電力:300〜800W、搬送速度:0.5〜3.0m/min)、図41(c)に示すようなリモートタイプの大気圧プラズマ装置を用いる方法(導入ガス流量:O2/N2=1.0〜3.0slm/20〜50slm、処理電力:300〜800W、搬送速度:0.5〜3.0m/min)等が挙げられる。
撥水樹脂バンク14の膜厚について、本実施例のように、撥水樹脂材料を利用して、セル厚(T)を制御する場合には、撥水樹脂バンク14の膜厚(T1)、BM11の膜厚(T2)、PS17の膜厚(T3)、ITO透明導電膜15の膜厚(T4)及び着色層13が形成された開口部の平均膜厚(T5)について、下記式を満足するように、それぞれの膜厚を選定すればよい。
設定セル厚(T)≒(T1+T2+T3+T4)−T5
なお、本実施例においては、撥水樹脂バンク14の膜厚(T1)を2.8μm、BM11の膜厚(T2)を1.6μm、PS17の膜厚(T3)を1.4μm、ITO透明導電膜15の膜厚(T4)を0.15μmとし、設定セル厚(T)を略3.7μmとした。
液晶の配向性を考慮すると、BM11の膜厚(T2)は、略1.0μm以上、1.6μm以下であることが好ましい。また、撥水性を有しない樹脂材料を用いて、撥水樹脂バンク14を形成する場合には、着色層形成用インクの塗り分け時における混色等のリーク不良の発生、図4(b)に示すような液晶表示パネルにおいて懸念されるITO透明導電膜15と対向TFTアレイ基板300とのリーク(漏電)、及び、液晶の配向不良等を防止するために、樹脂バンクの膜厚(T1’≒T1)は1600Å以上、3500Å以下であることが好ましい。
なお、撥水樹脂バンク14及び樹脂バンクの材料としては、有色、無色のいずれであってもよく、遮光性を有していてもよい。また、BM11、配向制御用突起16及びPS17も、撥水樹脂バンク14等と同様、液状の感光性樹脂を用いて形成してもよい。その他、撥水樹脂バンク14及び樹脂バンクは、レーザ転写法で形成してもよい。
1.カラーフィルタ基板の製造
図5は、実施例2のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図6及び7はそれぞれ、図5に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
本実施例の製造プロセスフローは、BM11とITO透明導電膜15との形成順序を逆にしたこと以外は、実施例1の製造プロセスフローと同様である。従って、本実施例で作製したCF基板によっても、実施例1と同様の作用効果を得ることができた。
図8(a)は、実施例2で作製したCF基板のPS周辺部の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図8(b)に示すCF基板100は、図8(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
実施例1で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルでは、図4(b)に示すように、PS17の形成領域におけるITO透明導電膜15と対向TFTアレイ基板300との間隔がPS17の高さ分しかなかったのに対し、本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルでは、図8(b)に示すように、PS17の高さ分にBM11の膜厚分を合わせた距離になっている。従って、ITO透明電導膜15と対向TFTアレイ基板300との上下リークをより効果的に回避することができた。
なお、本実施例で作製されるCF基板では、BM11の溶出による液晶の焼き付きを抑制するべく、BM11の材料はポジ型の感光性樹脂であることが好ましい。
1.カラーフィルタ基板の製造
図9は、実施例3のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図10及び11はそれぞれ、図9に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。なお、図10(c)の白抜き矢印は、ガラス基板10側から露光してBM11を形成している様子を示している。
本実施例の製造プロセスフローは、BM11の樹脂材料の露光工程において裏面露光法を用いたこと、このような裏面露光法を用いるために、撥水樹脂バンク14の材料として波長365nmのUV光を透過する樹脂材料を用いたこと以外は、実施例1と同様である。
図12(a)は、実施例3で作製したCF基板のPS周辺部の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図12(b)に示すCF基板100は、図12(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルは、図12(a)及び(b)に示すように、実施例1の液晶表示パネルとほぼ同様の構成を有する。
1.カラーフィルタ基板の製造
図13は、実施例4のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図14及び15はそれぞれ、図13に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
本実施例の製造プロセスフローは、BM11とITO透明導電膜15との形成順序を逆にしたこと以外は、実施例4の製造プロセスフローと同様である。従って、本実施例によれば、実施例3と同様の作用効果が得ることができた。
図16(a)は、実施例4で作製したCF基板のPS周辺部の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図16(b)に示すCF基板100は、図16(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルは、図16(a)及び(b)に示すように、実施例2の液晶表示パネルと同様の構成を有する。従って、ITO透明電導膜15と対向TFTアレイ基板300との上下リークを回避することができた。
1.カラーフィルタ基板の製造
図17は、実施例5のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図18及び19はそれぞれ、図17に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
本実施例の製造プロセスフローは、図17(a)に示すように、撥水樹脂バンク14を単純なストライプ状に形成したこと以外は、実施例1の製造プロセスフローと同様である。従って、実施例1と同様の作用効果を得ることができた。
本実施例で作製したCF基板は、撥水樹脂バンク14が単純なストライプ状に形成されていることから、IJ装置の描画ムラ防止や着色層13の形状安定性において極めて有利な構成であり、実施例1で作製したCF基板に比べ、着色層13における色ムラや混色等の発生を抑えることができた。また、着色層形成用インクの塗り分けを行った際、当該インクが渇く速度が領域によって異なり、その結果、特に着色層13の額縁領域で膜厚の偏りが見られたが、図17(c)に示すように、BM11の形成時にそのような額縁領域をBM11で隠すことができた。
図20(a)は、実施例5で作製したCF基板のPS周辺部の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図20(b)に示すCF基板100は、図20(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
実施例1〜4で作製した液晶表示パネルは、図4(b)、8(b)、12(b)及び16(b)に示すように、ガラス基板10と対向TFTアレイ基板300との間隔が、撥水樹脂バンク14とBM11とITO透明導電膜15とPS17とによって規定されている。これに対し、本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルは、図20(b)に示すように、ガラス基板10と対向TFTアレイ基板300の間隔が、第2色層(着色層)13bとBM11とITO透明導電膜15とPS17とによって規定されている。すなわち、実施例1等で作製した液晶表示パネルのPS17形成部における撥水樹脂バンク14が、第2色層13bに入れ替わっている。第2色層13bは、撥水樹脂バンク14よりも膜厚が安定であることから、実施例1等で作製した液晶表示パネルに比べ、PS17の高さばらつき及びその形成位置の面内ばらつきを減少させることができた。
なお、本実施例においては、BM11の膜厚を2.15μm、PS17の膜厚を1.4μm、ITO透明導電膜15の膜厚を0.15μmとし、設定セル厚(T)を略3.7μmとした。
1.カラーフィルタ基板の製造
図21は、実施例6のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図22及び23はそれぞれ、図21に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
本実施例の製造プロセスフローは、BM11とITO透明導電膜15との形成順序を逆にしたこと以外は、実施例5と同様である。従って、実施例5と同様の作用効果を得ることができた。
図24(a)は、実施例6で作製したCF基板のPS周辺領域の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図24(b)に示すCF基板100は、図24(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
実施例5で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルでは、図20(b)に示すように、PS17形成部におけるITO透明導電膜15と対向TFTアレイ基板300との間隔がPS17の高さしかなかったのに対し、本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルでは、図24(b)に示すように、PS17の高さにBM11の膜厚を合わせた距離になっている。従って、ITO透明電導膜15と対向TFTアレイ基板300との上下リークをより効果的に回避することができた。
なお、本実施例で作製されるCF基板では、BM11の溶出による液晶の焼き付きを抑制するべく、BM11の材料はポジ型の感光性樹脂であることが好ましい。
1.カラーフィルタ基板の製造
図25は、実施例7のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図26及び27はそれぞれ、図25に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
本実施例の製造プロセスフローは、図25(c)及び26(c)に示すように、配向制御用突起16をBM11の形成時に同時に形成したこと、PS17の代わりに平均粒子径3.7μmの球状のスペーサ(ガラスビーズ)17’をIJ方式により所定の位置に配置したこと以外は、実施例6と同様である。
従って、本実施例によれば、実施例6と同様の作用効果を得ることができた。更に、BM11の形成時に同時に配向制御用突起16を形成することにより、露光工程が一工程減ったため、生産性を向上させることができた。
図28(a)は、実施例7で作製したCF基板のPS周辺領域の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図28(b)に示すCF基板100は、図28(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
本実施例で作製したCF基板を搭載した液晶表示パネルでは、図28(b)に示すように、ガラスビーズ17’によりセル厚を保持することから、実施例6の液晶表示パネルに比べ、基板全面に渡って、セル厚を安定に保持することができた。
なお、本実施例で作製されるCF基板では、BM11の溶出による液晶の焼き付きを抑制するべく、BM11の材料はポジ型の感光性樹脂であることが好ましい。
図29は、比較例1のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図である。図30及び31はそれぞれ、図29に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
1.カラーフィルタ基板の製造
(1)撥水BMバンク54の形成(図29〜31の(a))
まず、ガラス基板50上に密着性を上げるためにシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行った。続いて、液状の撥水性を発現する基(例えば、フルオロアルキルシラン等)を有するBM材料(着色層形成用のインクに対して略60°の接触角を示す。)をスピンコート法、ダイコート法又はノズルコート法等の手法を用いて、略1600nmの膜厚でガラス基板50上に成膜し、120℃で略5分のベークを行った。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含む紫外線を略100mJ/cm2(検出波長:365nm)照射し、樹脂の現像を行った。最後に、220℃で略1時間のベークを行うことにより、撥水BMバンク54を形成した。なお、撥水BMバンク54の幅は、5〜12μmとした。
次に、インクジェット(IJ)法を用いて着色層形成用インク(赤・緑・青)の塗り分けを行った後、減圧乾燥、80℃で15分間の仮焼成ベーク、240℃で1時間の本焼成ベークを順に行うことにより、着色層53(53a〜53c)を形成した。なお、着色層53の色の組み合わせとしては特に限定されず、例えば、シアン・イエロー・マゼンタからなる組み合わせであってもよいし、それ以外の3色からなる組み合わせであってもよいし、4色以上からなる組み合わせであってもよい。
次に、スパッタ法により、ITO透明導電膜55(膜厚:略150nm)を成膜した。続いて、シランカップリング剤を塗布し、略200℃のベークを行った。続いて、ポジ型の感光性樹脂フィルムを100℃前後に昇温しながら、ITO透明導電膜55上にラミネートし、樹脂(膜厚:略400nm)を転写した。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含む紫外線を略70mJ/cm2(検出波長:365nm)照射し、樹脂の現像を行った。続いて、220℃で略1時間のベークを行うことにより、配向制御用突起56を形成した。
続いて、ポジ型の感光性樹脂フィルムを100℃前後に昇温しながら、ITO透明導電膜55上にラミネートし、樹脂(膜厚:略4200nm)を転写した。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から365nmの光を含む紫外線を略70mJ/cm2(検出波長:365nm)照射し、樹脂の現像を行った。最後に、220℃で略1時間のベークを行うことにより、セルギャップ制御用のPS57を形成した。
(i)光抜けの発生、画素ピッチが広い機種への適用が困難
比較例1で作製したCF基板では、撥水BMバンク54がインクを弾き、撥水BMバンク54近傍の着色層53の膜厚が薄くなるか、又は、エッジ部にインクが充填されず、色抜けや光抜けが発生した。
図32(a)は、図29(b)に示すCF基板の画素ピッチを拡張したものの構成を示す平面模式図であり、(b)は、(a)に示すCF基板の線分A−Bにおける切断面を示す断面模式図である。
特に、画素ピッチが200μmを超えるような機種のCF基板では、図32(b)に示すように、撥水BMバンク54近傍の各着色層53の膜厚が更に薄くなるため、画素ピッチが狭い機種に比べて光抜け等が更に発生し、色純度が低下した。
図33(a)は、比較例1のCF基板の製造プロセスフローにおいて、着色層形成用インクの塗り分け時に混色不良を起こした様子を示す平面模式図であり、(b)は、(a)に示すCF基板の線分A−Bにおける切断面を示す断面模式図である。
比較例1の製造プロセスフローでは、撥水BMバンク54の材料として遮光性を有するBM材料を用いることが必要とされ、撥水BMバンク54の厚膜化が困難である(膜厚:略1000〜1500μm)ため、図33(a)及び(b)に示すように、混色等のリーク不良が発生した。また、着色層形成用インクが撥水BMバンク51に乗り上がり、着色層53の色ムラも発生していた。
図34(a)は、比較例1で作製したCF基板のPS周辺部の構成を示す平面模式図であり、(b)は、当該CF基板を搭載した液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。なお、図34(b)に示すCF基板200は、図34(a)に示すCF基板の線分E−Fにおける切断面に相当する。
本実施例で作製した液晶表示パネルは、各着色層53の形状が不安定であったため、ITO透明電導膜55と対向TFTアレイ基板400とのリーク(短絡)が発生した。
なお、本比較例においては、BM54の膜厚を1.6μm、PS57の膜厚を4.2μm、ITO透明導電膜55の膜厚を0.15μmとし、設定セル厚(T)を略3.7μmとした。
撥水BMバンク54の形成方法としては、例えば、以下の方法を用いることも考えられる(図29〜31の(a))。
まず、ガラス基板50上に密着性を上げるためにシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行う。続いて、液状のBM材料(着色層形成用のインクに対して撥水性を示す必要はない。)をスピンコート法、ダイコート法又はノズルコート法等の手法を用いて略1600nmに成膜し、120℃で略5分のベークを行う。続いて、フォトマスクを用いて、樹脂側(表側)から波長365nmの光を含む紫外線を約100mJ/cm2(検出波長:365nm)程度照射し、樹脂を現像する。続いて、220℃で略1時間のベークを行うことにより、BMバンクを形成する。続いて、実施例1中の3.(2)記載の条件で、プラズマ処理を行い、樹脂バンクの表面に撥水性を付与することにより、着色層形成用のインクに対して略60°の接触角を示す撥水BMバンク54を形成する。
しかしながら、この方法により、撥水BMバンク54を形成した場合であっても、上述の問題点(i)及び(ii)を有することとなる。
図35は、比較例2のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図であり、図36は、図35に示すCF基板の線分A−B及びC−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
まず、図35(a)及び36(a)に示すように、ガラス基板50上に、IJ法にて赤(R)、緑(G)、青(B)の着色層形成用インクを塗布した後、焼成を行うことによって、着色層53をライン形状に形成した。続いて、図35(b)及び36(b)に示すように、各着色層53の縁部上にBM61を形成した。続いて行ったITO透明導電膜55の形成及び配向制御用突起56等の形成方法については、比較例1の(3)及び(4)の方法と同様である。
図37は、比較例3のCF基板の製造プロセスフローを示す平面模式図であり、図38は、図37に示すCF基板の線分A−Bにおける切断面を示す断面模式図である。
まず、図37(a)及び38(a)に示すように、ガラス基板50上にBM51を形成した。続いて、図37(b)及び38(b)に示すように、BM51上に撥水樹脂バンク64を形成した後、図37(c)及び38(c)に示すように、IJ法により、撥水樹脂バンク64間に着色層53を形成した。続いて行ったITO透明導電膜55の形成及び配向制御用突起56等の形成方法については、比較例1の(3)及び(4)の方法と同様である。
(i)光抜けの発生
図39は、比較例3のCF基板において、光抜けが発生している様子を示す平面模式図である。
比較例3で作製したCF基板は、バンクとして、BM51の上に撥水樹脂バンク64を重ねた構成であるため、図39に示すように、特にBM51の近傍で、BM51現像時の残渣によるインクの弾きが起こり、光抜けが発生した。
図40は、図37(c)に示す比較例3のCF基板の線分C−Dにおける切断面を示す断面模式図である。
比較例3で作製したCF基板では、着色層53の形状が下地のBM51の形状に影響を受けるため、図40に示すように、着色層53の形状がばらつき、混色等のリーク不良、液晶のセル厚不良の原因となった。
11、51(黒塗り部):遮光性樹脂膜(ブラックマトリクス、BM)
13、53:着色層
13a、53a(ドット部):第1色層(赤)
13b、53b(ドット部):第2色層(緑)
13c、53c(ドット部):第3色層(青)
14、64:撥水樹脂バンク
15、55:酸化インジウム錫(ITO)透明導電膜
16、56:配向制御用突起
17、57:フォトスペーサ(PS)
17’:球状スペーサ
20:高周波電源
21:真空チャンバ
22a:上(左)部電極
22b:下(右)部電極
23:被エッチング(プラズマ処理)部材
24:排気ポンプ
25:試料台(ステージ)
40:液晶層
54:撥水BMバンク
59(斜線部):混色層
60:未充填領域(気泡等)
100、200:カラーフィルタ基板
300、400:対向TFTアレイ基板
Claims (16)
- 樹脂膜がバンクにより仕切られた構造を基板上に有する表示装置用基板であって、
該表示装置用基板は、バンクよりも大きな幅を有する遮光層が少なくともバンク上に設けられた構造を有することを特徴とする表示装置用基板。 - 前記バンクは、撥水性樹脂により形成されたものであることを特徴とする請求項1記載の表示装置用基板。
- 前記樹脂膜は、インク固化物からなることを特徴とする請求項1又は2記載の表示装置用基板。
- 前記遮光層は、樹脂膜の隅部を直線又は曲線で面取りしていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記表示装置用基板は、遮光層よりも下層側に電極を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記表示装置用基板は、遮光層よりも上層側に電極を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記バンクは、紫外線透過性樹脂からなり、前記樹脂膜は、紫外線非透過性樹脂からなり、かつ、前記遮光層は、紫外線硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記遮光層は、バンクにより仕切られた各領域を複数に分割していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記樹脂膜は、ストライプ状に配置されていることを特徴とする請求項1〜8記載の表示装置用基板。
- 前記表示装置用基板は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の表示装置用基板を備えてなることを特徴とする液晶表示パネル。
- 前記液晶表示パネルの駆動方式は、面内スイッチング方式であることを特徴とする請求項11記載の液晶表示パネル。
- 請求項11又は12記載の液晶表示パネルを備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の表示装置用基板を備えてなることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の表示装置用基板を製造する方法であって、
該表示装置用基板の製造方法は、基板上にバンクをパターン形成する工程と、インクジェット装置を用いて樹脂膜材料をバンク間に吐出する工程と、樹脂膜材料を硬化させる工程と、遮光層をフォトリソグラフィ法によりパターン形成する工程とを含む
ことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。 - 前記遮光層をパターン形成する工程は、樹脂膜をフォトマスクとして代用し、紫外線硬化性樹脂からなる遮光層材料を基板側から露光する処理を含むことを特徴とする請求項15記載の表示装置用基板の製造方法。
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