JP4592448B2 - Substrate for display device - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置用基板、液晶表示パネル、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置、及び、表示装置用基板の製造方法に関する。より詳しくは、高精細な画像表示が可能な大型の画面を備える表示装置に好適に搭載される表示装置用基板、それを備えた液晶表示パネル、液晶表示装置及び有機エレクトロルミネセンス表示装置、並びに、表示装置用基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a display device substrate, a liquid crystal display panel, a liquid crystal display device, an organic electroluminescence display device, and a method for manufacturing a display device substrate. More specifically, a display device substrate suitably mounted on a display device having a large screen capable of high-definition image display, a liquid crystal display panel including the same, a liquid crystal display device and an organic electroluminescence display device, and The present invention relates to a method for manufacturing a display device substrate.
液晶表示装置は、薄型・軽量・低消費電力といった特長を活かし、様々な分野で利用されている。特に、液晶テレビ（ＴＶ）は、デジタル放送時代に相応しい表示デバイスとして、本格的な普及期を迎えており、その市場は急速に拡大している。この液晶ＴＶには、カラー表示を実現するべく、通常、カラーフィルタ（ＣＦ）基板が搭載されている。一般に、ＣＦ基板は、背面側から入射した白色光のうち、所定の波長範囲の可視光のみを選択的に透過させる機能を有する膜（以下、「着色層」ともいう。）が基板上に配列され、その上に保護膜や電極等が積層配置された構造を有するものである。 Liquid crystal display devices are used in various fields, taking advantage of their thinness, light weight, and low power consumption. In particular, a liquid crystal television (TV) has entered a full-fledged period as a display device suitable for the age of digital broadcasting, and its market is rapidly expanding. The liquid crystal TV is usually mounted with a color filter (CF) substrate in order to realize color display. In general, in a CF substrate, a film having a function of selectively transmitting only visible light in a predetermined wavelength range out of white light incident from the back side (hereinafter also referred to as a “colored layer”) is arranged on the substrate. And a structure in which a protective film, an electrode, and the like are laminated.
近年、液晶ＴＶの大型化・高精細化が進むにつれ、ＣＦ基板の製造コストを下げる方策として、インクジェット（ＩＪ）法を利用した着色層の形成技術が注目されつつある。このＩＪ法によれば、特性の異なる薄膜をそれぞれ所定のパターンに形成することが可能であり、生産性や材料の利用効率等の点で優れた方法である。しかしながら、高精細な着色層をＩＪ法により形成する場合には、インク塗布時にインク間の混色等のリーク不良が発生するおそれがあるというプロセス面での弱点も抱えている。一方で、液晶ＴＶに搭載されるＣＦ基板には、液晶ＴＶにおいて高い表示特性を実現するために、高色純度や広い色再現範囲（ＮＴＳＣ規格比：７２％以上）等が要求されている。 In recent years, as liquid crystal TVs have become larger and higher in definition, a technique for forming a colored layer using an inkjet (IJ) method is drawing attention as a measure for reducing the manufacturing cost of a CF substrate. According to this IJ method, thin films having different characteristics can be formed in predetermined patterns, respectively, which is an excellent method in terms of productivity and material utilization efficiency. However, when a high-definition colored layer is formed by the IJ method, there is a process weak point that there is a possibility that leakage defects such as color mixing between inks may occur during ink application. On the other hand, the CF substrate mounted on the liquid crystal TV is required to have high color purity, a wide color reproduction range (NTSC standard ratio: 72% or more), etc. in order to realize high display characteristics in the liquid crystal TV.
これに対し、ＩＪ法による着色層の形成技術に関し、例えば、プラズマ処理等の撥液化処理が施されたバンクで囲まれる領域に、薄膜材料液を充填して薄膜層（着色層）を形成する表示装置の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。これによれば、撥水性を付与されたバンク（撥水バンク）により、インク塗布時における混色等のリーク不良を抑制することができる。しかしながら、撥水バンク内に充填された薄膜材料液（インク）は、撥水バンクの表面全体で弾かれてしまうため、バンクの近傍で着色層の膜厚が薄くなって色抜けが発生してしまい、更にひどいときには、端部（エッジ部）にインクが充填されずに光抜けが発生してしまう点で改善の余地があった。また、液晶ＴＶの大型化に合わせて、画素ピッチを拡張した場合には、着色層の膜厚が全体的に薄くなるため、上述した光抜け等による表示品位の低下が益々ひどくなってしまう。 On the other hand, with respect to the technology for forming a colored layer by the IJ method, for example, a thin film layer (colored layer) is formed by filling a region surrounded by a bank subjected to a liquid repellent treatment such as a plasma treatment with a thin film material solution. A method for manufacturing a display device is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to this, it is possible to suppress leakage defects such as color mixing at the time of ink application by the bank (water repellent bank) provided with water repellency. However, since the thin film material liquid (ink) filled in the water-repellent bank is repelled on the entire surface of the water-repellent bank, the color layer is thinned near the bank and color loss occurs. However, there is room for improvement in that when lighter, the end portion (edge portion) is not filled with ink and light leakage occurs. Further, when the pixel pitch is increased in accordance with the increase in the size of the liquid crystal TV, the thickness of the colored layer becomes thinner as a whole, and the deterioration of display quality due to the above-described light omission becomes increasingly severe.
また、遮光性のバンクとして２層構成のブラックマトリクス（ＢＭ）を設けた構成や、ＢＭ上にバンクを形成した構成のＣＦ基板も開示されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。これらによれば、バンクにより囲まれる領域にＩＪ法等により着色層を形成する際に、混色等のリーク不良の抑制に加え、着色層形成用のインクを下層のＢＭに乗り上げさせることで、バンクの近傍からの光抜けについても抑制することができる。しかしながら、着色層の形状が下層のＢＭの形状や材質の影響を受けやすく、着色層の形状の安定化に有利なＢＭ材料の選択範囲も限られるため、着色層の形状バラツキによる色ムラの発生を回避することが困難であった。また、着色層の形状バラツキにより、着色層上の電極と対向電極とのリーク（短絡）不良も懸念される。更に、ＢＭを着色層よりも先に形成するため、ＢＭ現像時の残渣に起因する色ムラや光抜けが発生するおそれもあった。 Also disclosed are a structure in which a two-layer black matrix (BM) is provided as a light-shielding bank, and a CF substrate in which a bank is formed on the BM (see, for example, Patent Documents 1 to 4). According to these, when forming the colored layer in the region surrounded by the bank by the IJ method or the like, in addition to suppressing leakage defects such as color mixing, the ink for forming the colored layer is placed on the BM in the lower layer. The light leakage from the vicinity can be suppressed. However, since the shape of the colored layer is easily affected by the shape and material of the underlying BM and the selection range of the BM material that is advantageous for stabilizing the shape of the colored layer is limited, color unevenness occurs due to variations in the shape of the colored layer. It was difficult to avoid. Moreover, there is a concern about leakage (short circuit) failure between the electrode on the colored layer and the counter electrode due to variation in the shape of the colored layer. Furthermore, since the BM is formed before the colored layer, there is a possibility that color unevenness and light leakage due to a residue during BM development may occur.
ところで、近年、液晶ＴＶ等で行われる動画表示に好適な液晶駆動モード（表示方式）として、横電界（面内スイッチング；ＩＰＳ）方式や、その発展形である、いわゆるＳｕｐｅｒ−ＩＰＳ方式が注目されている。これらのＩＰＳ方式は、従来のツイステッド・ネマチック（ＴＮ）方式等の縦電界方式よりも優れた広視野角特性を生み出すことが可能である。しかしながら、ＩＰＳ方式では、通常、ＴＦＴアレイ基板上の電極が櫛歯形状をとるため、これに対向するＣＦ基板の絵素は、ＩＰＳスリットを有した複雑な形状をとることになる。
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。
By the way, in recent years, as a liquid crystal driving mode (display method) suitable for moving image display performed on a liquid crystal TV or the like, a lateral electric field (in-plane switching; IPS) method and a so-called Super-IPS method, which is a developed form thereof, have attracted attention. ing. These IPS systems can produce a wide viewing angle characteristic superior to a longitudinal electric field system such as a conventional twisted nematic (TN) system. However, in the IPS method, since the electrodes on the TFT array substrate usually have a comb shape, the picture element on the CF substrate facing the electrode has a complicated shape having an IPS slit.
On the other hand, when an IPS CF substrate is manufactured by applying the manufacturing method proposed in Patent Documents 1 to 4, a bank that defines the shape of the colored layer is formed before the colored layer. Since the colored layer is partitioned into a complicated shape by the bank formed including the IPS slits, it is extremely difficult to sufficiently control the shape of the colored layer and suppress leakage defects such as color mixing. Further, since the ink application area is complicated, drawing data by the IJ apparatus becomes complicated, and there is a possibility that productivity may be reduced.
これに対し、ＩＪ法により透明基板上に着色層を形成した後、ＢＭを画素の境界部に形成するカラーフィルタ（ＣＦ基板）の製造方法が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。また、受像層に対してＩＪ法により着色インクを付与して形成したパターン状着色層を透明基板上に有し、更にパターン状着色層の間やその外周上にパターン状遮光層を積層した構成を有するカラーフィルタ（ＣＦ基板）が開示されている（例えば、特許文献６参照。）。しかしながら、これらによれば、異なる色の着色層同士を隔離するバンクがないため、着色層を複雑なパターンにすることはできず、混色等のリーク不良も発生しやすいという点で改善の余地があった。
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。
That is, the present situation is that no technical solution has been found for a method of manufacturing a large-sized, high-definition IPS CF substrate using the IJ method.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高い生産性を確保しつつ、光抜け、混色、表示ムラ等の不良を抑制して良好な表示特性を実現することができ、遮光層（ブラックマトリクス）の形状の高精細化にも対応することができる表示装置用基板、それを備えた液晶表示パネル、液晶表示装置及び有機エレクトロルミネセンス表示装置、並びに、表示装置用基板の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described present situation, and can achieve high display characteristics by suppressing defects such as light loss, color mixing, display unevenness, and the like while ensuring high productivity. (Black Matrix) Display Device Substrate that can Support High Definition, Liquid Crystal Display Panel, Liquid Crystal Display Device, Organic Electroluminescence Display Device, and Display Device Substrate Manufacturing Method Is intended to provide.
本発明者らは、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の構成について検討したところ、バンクと樹脂膜との境界領域における光抜けにまず着目した。すなわち、樹脂膜を形成するに際し、インクジェット装置を用いてバンク間に液状の樹脂膜材料（インク）を塗布する方法を用いる場合等では、通常、混色等のリーク不良を防止するべく、バンクの表面に撥水性が付与されるため、塗布されたインクは基板上に拡がる際にバンクの表面で弾かれ、バンクの近傍で光抜けや色抜けが発生することに着目した。これに対し、本発明者らは、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を覆うように設けられることにより、主にバンク近傍に形成される樹脂膜の未充填部位の遮光が可能となり、光抜けや色抜けを抑制して、良好な表示特性を実現することができることを見いだした。また、画素ピッチの異なる場合であっても、遮光層やバンクの幅を変更することにより、インク材料の変更等を必要最小限に抑えることができ、高い生産性を実現することができることを見いだした。更に、少なくともバンク上に遮光層を設けることにより、バンクには遮光性が要求されなくなって、バンクの材料やパターンの自由度が向上するため、インクの形状（樹脂膜の形状）の安定化やリーク不良の抑制により有利なバンク材料やパターンを選択することが可能となり、表示品位をより向上させることができることを見出した。加えて、これらの遮光層を形成するに際し、樹脂膜上の適切な位置にＩＰＳスリットを形成することにより、生産性を損なうことなく、ＩＰＳ方式に対応したカラーフィルタ基板の製造も可能となることも見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The inventors of the present invention have examined the configuration of a display device substrate having a structure in which a resin film is partitioned by a bank on the substrate, and first focused attention on light leakage in a boundary region between the bank and the resin film. That is, when forming a resin film, when using a method of applying a liquid resin film material (ink) between banks using an inkjet device, the surface of the bank is usually used to prevent leakage defects such as color mixing. Since water repellency is imparted to the ink, it is noted that the applied ink is repelled on the surface of the bank when spreading on the substrate, and light leakage and color loss occur near the bank. On the other hand, the present inventors can shield the unfilled portion of the resin film mainly formed near the bank by providing a light shielding layer having a width larger than that of the bank so as to cover at least the bank. The present inventors have found that excellent display characteristics can be realized by suppressing light loss and color loss. In addition, even when the pixel pitch is different, it has been found that changing the light shielding layer and bank width can minimize the change in ink material and achieve high productivity. It was. Further, by providing a light shielding layer on at least the bank, the bank is not required to have light shielding properties, and the degree of freedom of the material and pattern of the bank is improved, so that the shape of the ink (shape of the resin film) can be stabilized. It has been found that advantageous bank materials and patterns can be selected by suppressing leakage defects, and display quality can be further improved. In addition, when these light shielding layers are formed, by forming IPS slits at appropriate positions on the resin film, it is possible to manufacture a color filter substrate corresponding to the IPS system without impairing productivity. As a result, the present inventors have reached the present invention by conceiving that the above-mentioned problems can be solved brilliantly.
すなわち、本発明は、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。本発明においては、このような構造が、少なくとも一部の画素領域に形成されていればよく、全部の画素領域に形成されていてもよい。上記バンク（土手）としては、樹脂膜を仕切る構造物（仕切り部材）のことであり、ＩＪ法、ディスペンサ法等の塗布法を用いて樹脂膜を形成するに際し、樹脂膜間の混合（混色）等のリーク不良を防止するものである。また、上記樹脂膜としてはバンク間に形成される樹脂材料からなる膜であれば特に限定されず、例えば、液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の着色層や、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置における発光層等の有機層等が挙げられる。なお、上記樹脂膜がバンクにより仕切られた構造としては、例えば、バンクが格子状に形成され、バンク間の四角形の点状開口部毎に樹脂膜が配置された構造、バンクがストライプ状（縞状）に形成され、バンク間のストライプ状開口部毎に樹脂膜が配置された構造等が挙げられる。 That is, the present invention is a display device substrate having a structure in which a resin film is partitioned by a bank on the substrate, and the display device substrate includes at least a light shielding layer having a width larger than the bank. A display device substrate having the above structure. In the present invention, such a structure may be formed in at least a part of the pixel region, or may be formed in the entire pixel region. The bank (bank) is a structure (partitioning member) that partitions the resin film. When the resin film is formed using a coating method such as the IJ method or the dispenser method, mixing (color mixing) between the resin films is performed. Etc. to prevent a leak failure. The resin film is not particularly limited as long as it is a film made of a resin material formed between banks. For example, a colored layer of a color filter substrate in a liquid crystal display device or light emission in an organic electroluminescence (EL) device. Examples thereof include an organic layer such as a layer. As the structure in which the resin film is partitioned by the bank, for example, the bank is formed in a lattice shape, and the resin film is disposed for each square dot-shaped opening between the banks. And a structure in which a resin film is arranged for each stripe-shaped opening between banks.
本発明の表示装置用基板は、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。遮光層としては、遮光性を有するものであれば特に限定されず、例えば、黒色顔料を含有するアクリル樹脂からなる層等が好適である。また、遮光層は、バンクを覆うように配置されていれば、バンクや樹脂膜に接していてもよいし、接していなくてもよい。
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。
The display device substrate of the present invention has a structure in which a light shielding layer having a width larger than that of the bank is provided on at least the bank. The light shielding layer is not particularly limited as long as it has light shielding properties, and for example, a layer made of an acrylic resin containing a black pigment is suitable. Further, as long as the light shielding layer is disposed so as to cover the bank, the light shielding layer may be in contact with the bank or the resin film or may not be in contact therewith.
Below, the effect of this invention obtained by having such a structure is demonstrated.
The surface shape of the resin film depends on the wettability (surface characteristics) pattern of the region where the film is formed. However, when the resin film is formed by the IJ method or the like, the liquid resin film material (ink) In order to achieve uniform wetting and spread and to prevent leakage defects such as color mixing, lyophilicity is usually imparted to the substrate surface and liquid repellency is imparted to the bank surface. As a result, the ink tends to spread over the entire area surrounded by the bank, but is repelled on the surface of the bank, so that the resin film tends to be insufficient or unfilled near the edge or the bank. Therefore, by forming a light-shielding layer on the periphery of the bank that tends to be insufficient or unfilled, light leakage and color loss from the portion can be effectively suppressed. In addition, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration in display quality even when a region where light leakage or color loss is a concern is expanded due to the expansion of the pixel pitch accompanying an increase in the size of the display device. In addition, since the light shielding layer on the peripheral part of the bank is formed after the resin film is formed, a portion where the light shielding layer is provided after the resin film is formed can be determined.
また、本発明の表示装置用基板は、バンク上に遮光層を有するものであることから、バンクには遮光性が要求されなくなり、バンクの材料やパターンの自由度が向上するため、インクの形状（樹脂膜の形状）の安定化や、リーク不良の抑制に有利なバンク材料やパターンを選択することができる。その結果、色ムラや混色等を効果的に防止することができるとともに、厚膜化による高色純度化等といった表示品位の向上を図ることも可能となる。
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。
In addition, since the substrate for a display device of the present invention has a light shielding layer on the bank, the bank is not required to have light shielding properties, and the degree of freedom of the material and pattern of the bank is improved. It is possible to select a bank material and a pattern that are advantageous for stabilizing the shape of the resin film and suppressing leakage defects. As a result, it is possible to effectively prevent color unevenness, color mixing, and the like, and it is also possible to improve display quality such as high color purity by thickening the film.
The formation of the light shielding layer on the bank can be performed before the resin film is formed separately from the periphery of the bank as long as it is performed at least after the bank is formed. In order to suppress color unevenness and light leakage of the resin film, it is preferably performed after the resin film is formed.
なお、遮光層は、上述した部位のみならず、配線や薄膜トランジスタと対向する部位等の光抜けが危惧される部位に設けられることが好ましい。更に、樹脂膜上の適切な位置に遮光層を設けることでＩＰＳスリットを形成することができ、生産性を損なうことなく、ＩＰＳ方式のカラーフィルタ（ＣＦ）基板を製造することも可能である。 Note that the light-shielding layer is preferably provided not only at the above-described site but also at a site where there is a risk of light leakage, such as a site facing a wiring or a thin film transistor. Further, an IPS slit can be formed by providing a light shielding layer at an appropriate position on the resin film, and an IPS color filter (CF) substrate can be manufactured without impairing productivity.
上記バンクは、撥水性樹脂により形成されたものであることが好ましい。これにより、ＩＪ法等の塗布法により樹脂膜を形成する際に、各樹脂膜を塗り分けすることが容易となり、混色等のリーク不良を抑制することができる。また、バンクの形成に際し、当該バンクに撥液性を付与する工程を省略することができ、製造コストを削減することができる。なお、本発明においては、遮光層が少なくともバンクを覆うように形成された構成を有することから、従来のようにバンクが撥水性を有していても、バンク近傍等における光抜けや色抜けを充分に防止することが可能である。 The bank is preferably formed of a water repellent resin. Thereby, when forming the resin film by a coating method such as the IJ method, it becomes easy to paint each resin film separately, and leakage defects such as color mixing can be suppressed. Further, when forming the bank, a step of imparting liquid repellency to the bank can be omitted, and the manufacturing cost can be reduced. In the present invention, since the light-shielding layer is formed so as to cover at least the bank, even if the bank has water repellency as in the prior art, light leakage or color loss in the vicinity of the bank or the like is prevented. This can be sufficiently prevented.
上記樹脂膜は、インク固化物からなることが好ましい。樹脂膜をＩＪ法により形成することで、生産性や材料の利用効率等の点で有利な効果を得ることができ、表示装置の大型化・高精細化に生産性を損なうことなく対応することができる。また、ＩＪ法により樹脂膜を形成する場合には、混色等のリーク不良を防止するためにバンクに撥水性を付与することが好ましいが、これにより、インクがバンクの表面で弾かれるため、インク固化物は、中央部では充分な膜厚を有するものの、バンクの近傍では膜厚不足や未充填になる傾向にある。従って、この形態においては、バンクの近傍上に遮光層が設けられることにより、本発明の作用効果をより効果的に発揮することができる。 The resin film is preferably made of an ink solidified product. By forming the resin film by the IJ method, it is possible to obtain advantageous effects in terms of productivity, material utilization efficiency, etc., and respond to the increase in size and definition of display devices without impairing productivity. Can do. In addition, when the resin film is formed by the IJ method, it is preferable to impart water repellency to the bank in order to prevent leakage defects such as color mixing, but this causes the ink to be repelled on the surface of the bank. The solidified product has a sufficient film thickness in the central portion, but tends to be insufficient or unfilled in the vicinity of the bank. Therefore, in this embodiment, the function and effect of the present invention can be exhibited more effectively by providing the light shielding layer near the bank.
上記遮光層は、樹脂膜の隅部を直線又は曲線で面取りしていることが好ましい。これにより、樹脂膜の隅部で発生しやすい光抜け等が効果的に抑制され、表示品位を向上させることができる。例えば、樹脂膜がバンクにより四角形に仕切られたものであれば、四角形の頂点部分の面取りを行うことになる。なお、樹脂膜の面取り後の輪郭形状は、樹脂膜の等高線パターンの形状と相似していることがより好ましい。 It is preferable that the light shielding layer be chamfered with a straight line or a curve at the corner of the resin film. Thereby, the light leakage etc. which are easy to generate | occur | produce in the corner part of a resin film are suppressed effectively, and display quality can be improved. For example, if the resin film is divided into quadrangles by banks, the crest of the quadrangular apex portion is performed. The contour shape after chamfering of the resin film is more preferably similar to the shape of the contour line pattern of the resin film.
上記表示装置用基板の好ましい形態としては、遮光層よりも下層側に電極を有する形態、遮光層よりも上層側に電極を有する形態等が挙げられる。なお、電極を構成要素として含む表示装置用基板は、ツイスト・ネマチック（ＴＮ）方式等のいわゆる縦電界方式の液晶表示パネルに好適に用いられるものである。遮光層よりも下層側に電極を有する形態によれば、本発明の表示装置用基板を液晶表示パネルに搭載した場合において、液晶層の両側に位置する駆動用電極間での上下リークを効果的に抑制することができる。また、この形態においては、遮光層は、ポジ型の感光性樹脂からなることが好ましい。これにより、液晶層への遮光層のイオン成分の溶出を抑制し、液晶の焼き付きを抑制することができる。更に、遮光層よりも上層側に電極を有する形態によれば、本発明の表示装置用基板を液晶表示パネルに搭載した場合において、遮光層よりも上層側に電極を有する形態においては、液晶の焼き付きを防止することができる。
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。
Preferred forms of the display device substrate include a form having an electrode on the lower layer side than the light shielding layer, a form having an electrode on the upper layer side than the light shielding layer, and the like. Note that a display device substrate including an electrode as a constituent element is preferably used for a so-called vertical electric field type liquid crystal display panel such as a twisted nematic (TN) type. According to the embodiment having the electrode on the lower layer side than the light shielding layer, when the display device substrate of the present invention is mounted on the liquid crystal display panel, the vertical leakage between the driving electrodes located on both sides of the liquid crystal layer is effectively prevented. Can be suppressed. In this embodiment, the light shielding layer is preferably made of a positive photosensitive resin. Thereby, elution of the ionic component of the light shielding layer to the liquid crystal layer can be suppressed, and image sticking of the liquid crystal can be suppressed. Further, according to the embodiment having the electrode on the upper layer side of the light shielding layer, when the display device substrate of the present invention is mounted on the liquid crystal display panel, the liquid crystal display panel has an electrode on the upper layer side of the light shielding layer. Burn-in can be prevented.
In addition, the said light shielding layer may be in contact with the electrode and does not need to be in contact.
本発明において、上記バンクは、紫外線透過性樹脂からなり、上記樹脂膜は、紫外線非透過性樹脂からなり、かつ、上記遮光層は、紫外線硬化性樹脂からなることが好ましい。遮光層の形成方法としては、フォトマスクを用いて露光した後、現像を行うフォトリソグラフィ法が一般的に利用されるが、上述の材料の組み合わせにより本発明が構成される場合には、樹脂膜をマスクとして代替利用して露光（裏面露光）を行うことにより、遮光層をセルフアライン（自己整合）により形成することができる。従って、フォトマスクの位置ずれ等に伴う遮光層の位置ずれを防止することができるとともに、通常の露光工程で用いられる高価な露光装置が必要なくなるため、表示装置用基板の製造関連の設備投資額を大幅に削減することができる。 In the present invention, it is preferable that the bank is made of an ultraviolet transmissive resin, the resin film is made of an ultraviolet opaque resin, and the light shielding layer is made of an ultraviolet curable resin. As a method for forming the light shielding layer, a photolithography method in which development is performed after exposure using a photomask is generally used. However, when the present invention is configured by a combination of the above-described materials, a resin film As a mask, the light shielding layer can be formed by self-alignment (self-alignment). Accordingly, it is possible to prevent the displacement of the light shielding layer due to the displacement of the photomask and the like, and the need for an expensive exposure apparatus used in the normal exposure process is eliminated. Can be greatly reduced.
上記遮光層の好ましい形態としては、バンクにより仕切られた各領域を複数に分割している形態が挙げられる。このような形態を有する表示装置用基板は、ＩＰＳ方式等の横電界方式の液晶表示パネルに好適に用いられるものであり、樹脂膜の形成後に遮光層を形成する際、樹脂膜上の適切な位置に遮光層によりＩＰＳスリットを形成することで、樹脂膜により形成される絵素領域の分割を行うことができる。これにより、樹脂膜を形成するに際し、ＩＰＳスリットに対応する遮光性のバンクを形成する必要がなく、樹脂膜の形状が縦電界方式の場合以上に複雑化することを防止することができるため、ＩＰＳスリット部分の遮光性のバンクに機能膜が乗り上げることに起因するセルばらつきを防止することができる。また、ＩＪ装置の描画データの煩雑化といった不具合も回避することができるため、生産性を維持しながらＩＰＳ方式のＣＦ基板を製造することができる。
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。
A preferable form of the light shielding layer is a form in which each region partitioned by the bank is divided into a plurality of parts. The display device substrate having such a form is suitably used for a liquid crystal display panel of a horizontal electric field method such as an IPS method. When a light shielding layer is formed after the resin film is formed, an appropriate substrate on the resin film is used. By forming the IPS slit at the position by the light shielding layer, the pixel region formed by the resin film can be divided. Thereby, when forming the resin film, it is not necessary to form a light-shielding bank corresponding to the IPS slit, and the shape of the resin film can be prevented from becoming more complicated than in the case of the vertical electric field method. It is possible to prevent cell variations caused by the functional film riding on the light-shielding bank of the IPS slit portion. In addition, since troubles such as complicating drawing data of the IJ apparatus can be avoided, an IPS CF substrate can be manufactured while maintaining productivity.
In the above-described embodiment, the opening region of the resin film divided by the light shielding layer is more preferably configured in a zigzag shape such as a “<” shape. Thereby, it can apply to what is called a Super-IPS system.
上記樹脂膜の好ましい形態としては、ストライプ状（縞状）に配置されている形態が挙げられる。なお、上記ストライプ状とは、細長形状の樹脂膜が同一方向に多数並設された配列を意味し、例えば、絵素の長辺よりも長い長辺を有する矩形状の樹脂膜が行方向又は列方向に配列された形態等が挙げられる。このような形態によれば、バンクにより仕切られる個々の樹脂膜の面積を大きくすることができるので、特に樹脂膜がＩＪ法により形成されるような場合に、混色等のリーク不良、樹脂膜形状の不安定化、描画ムラ等を低減することができる。また、樹脂膜がストライプ状に配置された場合には、通常、樹脂膜の膜厚は短辺側の縁部において膜厚過剰になり、長辺側の縁部（特に中央）において膜厚不足や未充填になりやすい傾向にあるが、本発明においては、それらの領域を遮光層により遮光することができるため、表示品位を効果的に向上させることができる。 As a preferable form of the resin film, a form in which the resin film is arranged in a stripe shape (stripe shape) is exemplified. The striped shape means an array in which a large number of elongated resin films are arranged in parallel in the same direction.For example, a rectangular resin film having a long side longer than the long side of the picture element is arranged in the row direction or Examples include a form arranged in a column direction. According to such a configuration, since the area of each resin film partitioned by the bank can be increased, particularly when the resin film is formed by the IJ method, leakage defects such as color mixing, the shape of the resin film Destabilization, uneven drawing, and the like can be reduced. In addition, when the resin film is arranged in stripes, the film thickness of the resin film is usually excessive at the edge on the short side, and insufficient at the edge on the long side (especially in the center). However, in the present invention, since these areas can be shielded by the light shielding layer, the display quality can be improved effectively.
本発明の表示装置用基板の構成としては、上述したようなバンク、樹脂膜及び遮光層を必須部材として基板上に備えるとともに、表示装置用基板が通常有する構成要素を備えたものであればよく、その他の構成において特に限定されるものではない。上記表示装置用基板としては、例えば、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板、有機エレクトロルミネセンス表示装置に用いられる有機エレクトロルミネセンスパネル等が挙げられる。中でも、カラーフィルタ基板であることが好ましく、この場合には、液晶表示パネルの大型化・高精細化に対し、生産性及び表示品位に優れたＣＦ基板を提供することができる。カラーフィルタ基板の場合、通常では、基板上にそれぞれ赤色、緑色及び青色の３色の透明着色層（樹脂膜）と、各着色層同士を隔てるバンクとが設けられ、その上層に遮光層、保護膜、共通電極、配向膜等が積層配置された基板構成を有する。 The structure of the display device substrate of the present invention is not limited as long as it includes the bank, the resin film, and the light shielding layer as described above as essential components on the substrate, and includes the components that the display device substrate normally has. Other configurations are not particularly limited. Examples of the display device substrate include a color filter substrate used in a liquid crystal display device and an organic electroluminescence panel used in an organic electroluminescence display device. Among them, a color filter substrate is preferable, and in this case, a CF substrate excellent in productivity and display quality can be provided for an increase in size and definition of a liquid crystal display panel. In the case of a color filter substrate, usually, a transparent colored layer (resin film) of three colors of red, green and blue, and a bank separating each colored layer are provided on the substrate, and a light shielding layer and a protective layer are provided on the upper layer. It has a substrate configuration in which a film, a common electrode, an alignment film, and the like are stacked.
本発明はまた、上記表示装置用基板を備えてなる液晶表示パネル及びそれを備えてなる液晶表示装置でもある。このような液晶表示パネル及び液晶表示装置は、本発明の作用効果を奏することができることから、液晶テレビジョン等に好適に用いることができる。本発明の液晶表示パネルの駆動方式としては、面内スイッチング方式が好適である。この場合、本発明の作用効果をより効果的に奏することができる。 The present invention is also a liquid crystal display panel including the display device substrate and a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel. Since such a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device can achieve the effects of the present invention, they can be suitably used for liquid crystal televisions and the like. The driving method for the liquid crystal display panel of the present invention is preferably an in-plane switching method. In this case, the effects of the present invention can be achieved more effectively.
本発明は更に、上記表示装置用基板を備えてなる有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置でもある。このような有機ＥＬ表示装置は、本発明の作用効果を奏することができることから、高生産性及び高表示品位を実現することができる。なお、有機ＥＬ表示装置の場合には、通常では、樹脂膜として、電界の印加により発光する機能を有する発光層や、正孔注入輸送層等が用いられる。また、発光層及び正孔注入輸送層の材質としては、ＩＪ法等のウェットプロセスを用いるべく、高分子系の有機材料が好適である。 The present invention is also an organic electroluminescence (EL) display device comprising the display device substrate. Such an organic EL display device can achieve the effects of the present invention, so that high productivity and high display quality can be realized. In the case of an organic EL display device, usually, a light-emitting layer having a function of emitting light by application of an electric field, a hole injection transport layer, or the like is used as a resin film. Moreover, as the material for the light emitting layer and the hole injecting and transporting layer, a high molecular weight organic material is suitable for using a wet process such as the IJ method.
本発明はそして、上記表示装置用基板を製造する方法であって、上記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表示装置用基板の製造方法でもある。これにより、本発明の表示装置用基板を簡便に製造することができ、コストの削減を図ることができる。また、インクジェット装置によれば、微量のインクの液滴量を高精度で制御することができるため、膜厚ばらつき等が低減された高品位の樹脂膜を基板全面に渡って形成することができる。なお、樹脂膜材料を硬化させる方法としては特に限定されず、光照射、加熱等の方法を用いることができる。 The present invention is also a method of manufacturing the display device substrate, wherein the display device substrate manufacturing method includes a step of patterning banks on the substrate and a resin film material between the banks using an inkjet device. And a process for curing the resin film material, and a process for forming a pattern of the light shielding layer by a photolithography method. Accordingly, the display device substrate of the present invention can be easily manufactured, and the cost can be reduced. In addition, according to the ink jet apparatus, since the amount of a small amount of ink droplets can be controlled with high accuracy, a high-quality resin film with reduced film thickness variation can be formed over the entire surface of the substrate. . The method for curing the resin film material is not particularly limited, and methods such as light irradiation and heating can be used.
上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が好ましい。これによれば、遮光層をセルフアライン（自己整合）にて形成することができるため、遮光層の位置ずれの発生を抑制することができる。また、表示装置用基板の製造コストを削減することも可能となる。 The step of patterning the light shielding layer preferably includes a process of using a resin film as a photomask and exposing the light shielding layer material made of an ultraviolet curable resin from the substrate side. According to this, since the light shielding layer can be formed by self-alignment (self-alignment), the occurrence of positional deviation of the light shielding layer can be suppressed. In addition, the manufacturing cost of the display device substrate can be reduced.
本発明の表示装置用基板によれば、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から、光抜け等の表示不良が生じやすいバンク近傍が遮光されており、良好な表示特性を実現することができる。また、バンク及び遮光層の本来の機能のみに着目して材質を選択することができることから、材料の自由度が増し、混色やムラ等の表示不良を抑制することができ、更には遮光領域の高精細化や、各種形態の樹脂層形成に際しても、高い生産性を確保しつつ対応することが可能である。 According to the display device substrate of the present invention, since the light shielding layer having a width larger than that of the bank is provided on at least the bank, the vicinity of the bank where a display defect such as light leakage is likely to occur is shielded from light. Good display characteristics can be realized. In addition, since the material can be selected by paying attention only to the original functions of the bank and the light shielding layer, the degree of freedom of the material can be increased, and display defects such as color mixing and unevenness can be suppressed. It is possible to cope with high definition and various forms of resin layer formation while ensuring high productivity.
以下に実施例を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
〔実施例１〕
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。
[Example 1]
1. Production of Color Filter Substrate FIG. 1 is a schematic plan view showing a production process flow of a color filter (CF) substrate of Example 1. FIG. 2 and 3 are cross-sectional schematic views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG. 1, respectively.
(1) Formation of water repellent resin bank 14 ((a) of FIGS. 1 to 3)
First, a silane coupling agent was applied on the
The water-
（２）着色層１３の形成（図１〜３の（ｂ））
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。
(2) Formation of colored layer 13 ((b) of FIGS. 1 to 3)
Next, the ink for forming the colored layer (red / green / blue) is separately applied using an inkjet (IJ) method, followed by drying under reduced pressure, pre-baking baking at 80 ° C. for 15 minutes, and 1 hour at 240 ° C. The colored layer 13 (13a-13c) was formed by performing this baking baking in order. The color combination of the
In forming the
（３）遮光性樹脂膜（ブラックマトリクス、ＢＭ）１１の形成（図１〜３の（ｃ））
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。
(3) Formation of light-shielding resin film (black matrix, BM) 11 ((c) of FIGS. 1 to 3)
Next, a silane coupling agent is applied on the water-
（ｄ）ＩＴＯ透明導電膜１５、配向制御用突起１６及びＰＳ１７の形成（図１〜３の（ｄ））
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。
(D) Formation of ITO transparent
Next, an ITO transparent conductive film 15 (film thickness: approximately 150 nm) was formed by sputtering. Subsequently, after applying a silane coupling agent on the ITO transparent
本実施例によれば、撥水樹脂バンク１４間に着色層形成用インクを塗布した際に、撥水樹脂バンク１４の近傍でインクの弾きが起こるものの、図２（ｃ）に示すように、当該近傍の着色層１３にＢＭ１１をオーバーラップさせることで、光抜けを抑制することができた。また、着色層１３を形成した後にＢＭ１１を形成したため、ＢＭ１１現像時の熱重合残渣による着色層１３の光抜けや色抜けを回避することができた。更に、撥水樹脂バンク１４上全体を覆うようにＢＭ１１を形成するため、撥水樹脂バンク１４の材料を選択するに際し、遮光性を考慮しなくてもよかった。すなわち、インクの形状ばらつき、混色等のリーク不良及び色ムラ等の発生を抑制するのに有利な撥水樹脂バンク１４の材料やパターンを選定することにより、高品質のＣＦ基板を作製することができた。更に、このようなＣＦ基板を通常のフォトマスク枚数で、作製することができた。
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。
According to the present embodiment, when the colored layer forming ink is applied between the water
Further, according to this embodiment, since the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 4A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral portion of the CF substrate manufactured in Example 1, and FIG. 4B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
Since the liquid crystal display panel on which the CF substrate manufactured in this example is mounted has a high-quality CF substrate, high display quality can be realized.
３．実施例１の変形例−撥水樹脂バンク１４の他の形成方法
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。
3. Modification of Example 1-Other Forming Method of Water-
(I) Formation example 1 of water repellent resin bank 14 ((a) of FIGS. 1 to 3)
First, a silane coupling agent is applied on the
（ｉｉ）撥水樹脂バンク１４の形成例２（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℃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。
(Ii) Formation example 2 of water repellent resin bank 14 ((a) of FIGS. 1 to 3)
First, a silane coupling agent is applied on the
（ｉｉｉ）撥水樹脂バンク１４の形成例３（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。
(Iii) Formation example 3 of water-repellent resin bank 14 ((a) of FIGS. 1 to 3)
First, a silane coupling agent is applied on the
（１）フッ素プラズマ処理
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。
(1) Fluorine Plasma Treatment As a method of the fluorine plasma treatment performed in the above (ii) and (iii), for example, a method using a vacuum exhaust type dry etching apparatus as shown in FIG. CF 4 / He = 150 to 300/0 to 500 sccm, gas pressure: 50 to 150 mTorr, processing power: 200 to 300 W, processing time: 20 to 90 sec, processing temperature: 40 ° C.) and as shown in FIG. Method using a direct type atmospheric pressure plasma apparatus (introduction gas flow rate: CF 4 / N 2 = 5.0 to 15 slm / 20 to 50 slm, processing power: 300 to 800 W, substrate transport speed: 0.5 to 3.0 m / Min, treatment temperature: 25 to 35 ° C.) and the like. As the gas used, may be used SF 6, CHF 3, CF 4 except the fluorine-based gas such as C 2 F 6, was mixed with an inert gas such as He or N 2 in their gas A thing may be used.
（２）アッシング処理
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。
(2) Ashing treatment In order to give stronger liquid repellency in the treatment of (1) above, before performing the treatment of (1), a gas containing O 2 is used for the introduction gas to the surface of the resin bank. Ashing processing may be performed. As a method of ashing, for example, a method using an evacuated dry etching apparatus as shown in FIG. 41A (introduced gas flow rate: O 2 / He = 50 to 300/0 to 500 sccm, gas pressure: 50) To 500 mTorr, processing power: 300 to 500 W, processing time: 10 to 30 sec, processing temperature: 40 ° C.) and a method using a direct type atmospheric pressure plasma apparatus as shown in FIG. 2 / N 2 = 1.0 to 3.0 slm / 20 to 50 slm, processing power: 300 to 800 W, transport speed: 0.5 to 3.0 m / min), remote type as shown in FIG. Method using an atmospheric pressure plasma apparatus (introduction gas flow rate: O 2 / N 2 = 1.0 to 3.0 slm / 20 to 50 slm, processing power: 300 to 800 W, transport speed : 0.5-3.0 m / min).
４．実施例１の好適な形態等
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。
4). As for the film thickness of the water-
Set cell thickness (T) ≈ (T1 + T2 + T3 + T4) −T5
In this example, the film thickness (T1) of the water
Considering the orientation of the liquid crystal, the film thickness (T2) of BM11 is preferably about 1.0 μm or more and 1.6 μm or less. In addition, when the water-
The material of the water
〔実施例２〕
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。
[Example 2]
1. Manufacturing Color Filter Substrate FIG. 5 is a schematic plan view showing a manufacturing process flow of the CF substrate of the second embodiment. 6 and 7 are schematic cross-sectional views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG.
The manufacturing process flow of this example is the same as the manufacturing process flow of Example 1 except that the order of forming the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 8A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral portion of the CF substrate manufactured in Example 2, and FIG. 8B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
In the liquid crystal display panel on which the CF substrate manufactured in Example 1 is mounted, as shown in FIG. 4B, the distance between the ITO transparent
In the CF substrate manufactured in this example, the material of BM11 is preferably a positive type photosensitive resin in order to suppress liquid crystal burn-in due to elution of BM11.
〔実施例３〕
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。
Example 3
1. Production of Color Filter Substrate FIG. 9 is a schematic plan view showing a production process flow of the CF substrate of Example 3. 10 and 11 are schematic cross-sectional views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG. In addition, the white arrow of FIG.10 (c) has shown a mode that it exposes from the
In the manufacturing process flow of this example, the back exposure method was used in the exposure process of the resin material of BM11, and in order to use such a back exposure method, UV light having a wavelength of 365 nm was used as the material of the water
従って、本実施例の製造プロセスフローにより、実施例１と同様の作用効果を得ることができた。更に、着色層１３をフォトマスクとして代替利用した裏面露光法により、ＢＭ１１を形成するため、ステッパ、プロキシミティ露光装置のような高価な装置を使用する必要がなく、また、露光機の台数を低減することができたため、製造コストを大幅に削減することができた。また、ＢＭ１１と撥水樹脂バンク１４とのオーバーラップ幅及び位置関係は自己整合にて制御することができたため、露光時のフォトマスクの位置ずれ等に伴うＢＭ１１の位置ズレを回避することができた。
Therefore, the same operational effects as in Example 1 could be obtained by the manufacturing process flow of this example. Further, since the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 12A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral portion of the CF substrate manufactured in Example 3, and FIG. 12B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
As shown in FIGS. 12A and 12B, the liquid crystal display panel mounted with the CF substrate manufactured in this example has substantially the same configuration as the liquid crystal display panel of Example 1. FIG.
〔実施例４〕
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。
Example 4
1. Production of Color Filter Substrate FIG. 13 is a schematic plan view showing a production process flow of the CF substrate of Example 4. 14 and 15 are schematic cross-sectional views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG.
The manufacturing process flow of this example is the same as the manufacturing process flow of Example 4 except that the formation order of the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 16A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral portion of the CF substrate produced in Example 4, and FIG. 16B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
The liquid crystal display panel mounted with the CF substrate manufactured in this example has the same configuration as the liquid crystal display panel of Example 2 as shown in FIGS. Therefore, the vertical leakage between the ITO transparent
〔実施例５〕
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。
Example 5
1. Manufacturing Color Filter Substrate FIG. 17 is a schematic plan view showing a manufacturing process flow of the CF substrate of Example 5. 18 and 19 are schematic cross-sectional views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG.
The manufacturing process flow of this example is the same as the manufacturing process flow of Example 1 except that the water-
The CF substrate manufactured in this example has a very advantageous configuration in terms of preventing unevenness in drawing of the IJ apparatus and the shape stability of the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 20A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral portion of the CF substrate manufactured in Example 5, and FIG. 20B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
As shown in FIGS. 4B, 8B, 12B, and 16B, the liquid crystal display panels manufactured in Examples 1 to 4 have a distance between the
In this embodiment, the thickness of BM11 is 2.15 μm, the thickness of PS17 is 1.4 μm, the thickness of the ITO transparent
〔実施例６〕
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。
Example 6
1. Production of Color Filter Substrate FIG. 21 is a schematic plan view showing a production process flow of the CF substrate of Example 6. 22 and 23 are cross-sectional schematic views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG. 21, respectively.
The manufacturing process flow of this example is the same as that of Example 5 except that the order of forming the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 24A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral region of the CF substrate manufactured in Example 6, and FIG. 24B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
In the liquid crystal display panel on which the CF substrate manufactured in Example 5 is mounted, as shown in FIG. 20B, the interval between the ITO transparent
In the CF substrate manufactured in this example, the material of BM11 is preferably a positive type photosensitive resin in order to suppress liquid crystal burn-in due to elution of BM11.
〔実施例７〕
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。
Example 7
1. Production of Color Filter Substrate FIG. 25 is a schematic plan view showing a production process flow of the CF substrate of Example 7. 26 and 27 are cross-sectional schematic views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG. 25, respectively.
As shown in FIGS. 25 (c) and 26 (c), the manufacturing process flow of this example is that the
Therefore, according to the present Example, the effect similar to Example 6 was able to be acquired. Furthermore, by forming the
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 28A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral region of the CF substrate manufactured in Example 7, and FIG. 28B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
In the liquid crystal display panel on which the CF substrate manufactured in this example is mounted, as shown in FIG. 28 (b), the cell thickness is maintained by the glass beads 17 ', so that the substrate is compared with the liquid crystal display panel of Example 6. The cell thickness could be stably maintained over the entire surface.
In the CF substrate manufactured in this example, the material of BM11 is preferably a positive type photosensitive resin in order to suppress liquid crystal burn-in due to elution of BM11.
〔比較例１〕
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。
[Comparative Example 1]
FIG. 29 is a schematic plan view showing a manufacturing process flow of the CF substrate of Comparative Example 1. 30 and 31 are cross-sectional schematic views showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG. 29, respectively.
1. Manufacture of color filter substrate (1) Formation of water-repellent BM bank 54 ((a) of FIGS. 29 to 31)
First, a silane coupling agent was applied on the
（２）着色層５３の形成（図２９〜３１の（ｂ））
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。
(2) Formation of colored layer 53 ((b) of FIGS. 29 to 31)
Next, the ink for forming the colored layer (red / green / blue) is separately applied using an inkjet (IJ) method, followed by drying under reduced pressure, pre-baking baking at 80 ° C. for 15 minutes, and 1 hour at 240 ° C. The colored layer 53 (53a-53c) was formed by performing this baking baking in order. The color combination of the
（３）ＩＴＯ透明導電膜５５及び配向制御用突起５６の形成（図２９〜３１の（ｃ））
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。
(3) Formation of ITO transparent
Next, an ITO transparent conductive film 55 (film thickness: approximately 150 nm) was formed by sputtering. Subsequently, a silane coupling agent was applied and baked at about 200 ° C. Subsequently, the positive photosensitive resin film was laminated on the ITO transparent
（４）フォトスペーサ５７の形成（図２９〜３１の（ｄ））
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。
(4) Formation of photo spacer 57 ((d) in FIGS. 29 to 31)
Subsequently, the positive photosensitive resin film was laminated on the ITO transparent
しかしながら、比較例１で作製したＣＦ基板によれば、以下の問題点（ｉ）及び（ｉｉ）があった。
（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。
However, the CF substrate manufactured in Comparative Example 1 has the following problems (i) and (ii).
(I) Occurrence of light leakage and application to a model having a wide pixel pitch is difficult. In the CF substrate manufactured in Comparative Example 1, the water
FIG. 32A is a schematic plan view showing the configuration of the expanded CF substrate pixel pitch shown in FIG. 29B, and FIG. 32B is a line segment AB of the CF substrate shown in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the cut surface in FIG.
In particular, in a CF substrate of a model in which the pixel pitch exceeds 200 μm, as shown in FIG. 32B, the thickness of each
（ｉｉ）混色等のリーク不良の発生、色ムラの発生
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。
(Ii) Occurrence of leakage failure such as color mixture and occurrence of color unevenness FIG. 33A shows a state in which color mixing failure occurred when the colored layer forming ink was separately applied in the CF substrate manufacturing process flow of Comparative Example 1. It is a plane schematic diagram to show, (b) is a cross-sectional schematic diagram which shows the cut surface in line segment AB of CF substrate shown to (a).
In the manufacturing process flow of Comparative Example 1, it is necessary to use a light-shielding BM material as the material of the water-
２．液晶表示パネル
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。
2. Liquid Crystal Display Panel FIG. 34A is a schematic plan view showing the configuration of the PS peripheral portion of the CF substrate manufactured in Comparative Example 1, and FIG. 34B shows the configuration of the liquid crystal display panel on which the CF substrate is mounted. It is a cross-sectional schematic diagram. Note that the
In the liquid crystal display panel produced in this example, the shape of each
In this comparative example, the thickness of BM54 is 1.6 μm, the thickness of PS57 is 4.2 μm, the thickness of the ITO transparent
３．その他
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。
3. As another method of forming the water-
First, a silane coupling agent is applied on the
However, even when the water-
〔比較例２〕
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。
[Comparative Example 2]
FIG. 35 is a schematic plan view showing a manufacturing process flow of the CF substrate of Comparative Example 2, and FIG. 36 is a schematic cross-sectional view showing cut surfaces at line segments AB and CD of the CF substrate shown in FIG. It is.
First, as shown in FIGS. 35A and 36A, red (R), green (G), and blue (B) colored layer forming inks were applied on the
しかしながら、比較例２のＣＦ基板の製造プロセスフローによれば、以下の問題点（ｉ）及び（ｉｉ）があった。すなわち、（ｉ）各色を隔離するバンクがないため、着色層形成用インクの塗布時に混色等のリーク不良が発生した。また、（ｉｉ）着色層５３の形状がばらつき、色ムラが発生した。
However, according to the manufacturing process flow of the CF substrate of Comparative Example 2, there are the following problems (i) and (ii). That is, (i) since there is no bank that separates the respective colors, leakage defects such as color mixing occurred when the colored layer forming ink was applied. In addition, (ii) the shape of the
〔比較例３〕
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。
[Comparative Example 3]
FIG. 37 is a schematic plan view showing a manufacturing process flow of the CF substrate of Comparative Example 3, and FIG. 38 is a schematic cross-sectional view showing a cut surface along line AB of the CF substrate shown in FIG.
First, BM51 was formed on the
しかしながら、比較例３のＣＦ基板の製造方法によると、以下の問題点（ｉ）及び（ｉｉ）があった。
（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。
However, according to the CF substrate manufacturing method of Comparative Example 3, there are the following problems (i) and (ii).
(I) Occurrence of light leakage FIG. 39 is a schematic plan view showing a state where light leakage occurs in the CF substrate of Comparative Example 3.
Since the CF substrate manufactured in Comparative Example 3 has a structure in which the water-
（ｉｉ）混色等のリーク不良の発生、色ムラの発生、及び、セル厚不良の発生
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。
(Ii) Occurrence of leak failure such as color mixing, occurrence of color unevenness, and occurrence of cell thickness failure FIG. 40 shows a cut surface in line segment CD of the CF substrate of Comparative Example 3 shown in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram shown.
In the CF substrate manufactured in Comparative Example 3, the shape of the
１０、５０：ガラス基板
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
10, 50:
13, 53:
13b, 53b (dot portion): second color layer (green)
13c, 53c (dot portion): third color layer (blue)
14, 64: Water
17 ': Spherical spacer 20: High frequency power source 21:
40: Liquid crystal layer 54: Water repellent BM bank 59 (shaded area): Color mixture layer 60: Unfilled area (bubbles, etc.)
100, 200:
Claims (15)
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し、
該バンクは、紫外線透過性樹脂からなり、該樹脂膜は、紫外線非透過性樹脂からなり、かつ、該遮光層は、紫外線硬化性樹脂からなる
ことを特徴とする表示装置用基板。 A substrate for a display device having a structure in which a resin film is partitioned by a bank on a substrate,
Substrate the display device, the light-shielding layer having a width greater than bank have a structure provided on at least the bank,
The display substrate , wherein the bank is made of an ultraviolet transmissive resin, the resin film is made of an ultraviolet non-transmissive resin, and the light shielding layer is made of an ultraviolet curable resin. .
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み、
該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
ことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。 A method of manufacturing a display device substrate according to any one of claims 1 to 9,
The display device substrate manufacturing method includes a step of patterning banks on a substrate, a step of discharging a resin film material between banks using an inkjet device, a step of curing the resin film material, and a light shielding layer. look including a step of patterning by photolithography,
The step of forming a pattern of the light shielding layer by a photolithography method includes a process of using a resin film as a photomask and exposing the light shielding layer material made of an ultraviolet curable resin from the substrate side. A method for manufacturing a substrate for a display device.
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