(57)【要約】【課題】液晶パネルの狭額縁化によるシール強度の低下を、製造コストを増加させることなく抑制可能なシール部の構造を提供することを課題とする。【解決手段】透明基板６上に、ブラックマトリクス３と、着色画素２と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層４と、フォトスペーサ１と、をこの順に備えたカラーフィルタ１０において、着色画素が形成された画像表示領域１１の周縁部には、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁８と、オーバーコート層と、がこの順に備えられており、透明基板の周縁部に沿って、額縁上のオーバーコート層の上に、フォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造５が備えられていることを特徴とするカラーフィルタ。【選択図】図１
2020034731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、ブラックマトリクスと、着色画素と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層と、フォトスペーサと、をこの順に備えたカラーフィルタにおいて、
着色画素が形成された画像表示領域の周縁部には、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁と、オーバーコート層と、がこの順に備えられており、
透明基板の周縁部に沿って、額縁上のオーバーコート層の上に、フォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造が備えられていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
透明基板上に、着色画素と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層と、ブラックマトリクスと、フォトスペーサと、をこの順に備えたカラーフィルタにおいて、
着色画素が形成された画像表示領域の周縁部には、オーバーコート層と、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁と、が備えられており、
透明基板の周縁部に沿って、ブラックマトリクス層の上にフォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造が備えられていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】
透明基板上に、着色画素と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層と、ブラックマトリクスと、フォトスペーサ層と、をこの順に備えたカラーフィルタにおいて、
着色画素が形成された画像表示領域の周縁部には、オーバーコート層と、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁と、が備えられており、
透明基板の周縁部に沿って、複数の孤立したブラックマトリクスと同一材料からなるパターンと、それらのパターン上にそれぞれ備えられたフォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造が備えられていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項４】
前記着色画素が、赤色、緑色、青色および白色の４色からなることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタを使用したことを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板とＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板を貼り合わせて液晶パネルを作製する際に、両者を接着する機能と、封入した液晶が漏れ出さない様にするシール機能と、を兼ね備えたシール部の接着性を向上させることができる構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の主要部材である液晶セルは、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板の間に液晶を封入したものである。液晶が漏れ出ることが無い様に基板の端縁部をシール剤で接着し、シールした構造となっている。
【０００３】
液晶パネルは、従来は真空注入方式と呼ばれる製造プロセスで製造されていた。この製造プロセスでは、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板をシール剤からなるシール部で接着した後、真空室の中に入れて減圧後、液晶パネルの液晶注入口（シール部の一部には、液晶を注入させるための開口部である液晶注入口が形成されている。）側を液晶溜りの中に入れた後、常圧に戻すことによって、液晶を液晶パネルの中に吸い込ませることにより注入していた。最後に、液晶注入口をシール剤で封止することで液晶パネルを製造することができる。
【０００４】
液晶パネルの大型化の進展に伴い、真空注入方式では液晶の注入にかかる時間が長くなって来たため、真空注入方式から生産性の良い液晶滴下方式（ＯＤＦ（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌ）方式とも言う。）へと変わって行った。
ＯＤＦ方式では、まず、カラーフィルタ基板に対して、洗浄、液晶配向膜の形成（塗布・乾燥）、ラビング、シール部形成、液晶滴下の工程までを行う。
一方、ＴＦＴ基板に対して、洗浄、液晶配向膜の形成（塗布・乾燥）、ラビング、スペーサの散布、基板の反転（上向きで処理していた基板を反転する。）を行った後、液晶滴下工程まで進めたカラーフィルタ基板と真空状態で貼り合わせた後、シール部のシール剤を硬化させることによって、液晶が封止された液晶パネルを製造することができる。
【０００５】
また、液晶パネルについては、近年、狭額縁化が進んでいる。カラーフィルタ基板の周縁部は、ブラックマトリクスを形成する工程において、液晶パネルの画像表示領域の外側の周縁部を遮光する額縁部が同時に形成される。
【０００６】
また、液晶パネルにおいては、画像表示領域が占める比率をできるだけ大きくするため、画像表示領域ではない額縁部を狭くする（狭額縁化）方向にある。しかしながら、狭額縁化に伴い、液晶パネルの周縁部にあるシール部も細くする必要があるため、接着力（シール強度）の低下が懸念されている。
【０００７】
狭額縁化に対応する技術として、液晶パネルのカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板の周縁部の側端面にシール部を設ける事により、接着力の向上を図る提案がなされている。しかしながら、液晶パネルが大型化するのに伴い、軽量化を進める必要があるため、ガラス基板の薄型化が必須となる。そのガラス基板の薄型化が進んでも、シール部における接着力を維持可能な技術として、ガラス基板の周縁部の側端面に凹凸形状を形成することにより表面積を増加させ、シール部における接着力を維持する技術が開示されている（特許文献１）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術においては、ガラス基板の側端面の表
面積を増加させるため、凹凸形状を備えた砥石を用いて、ガラス基板の側端面を研磨する工程が必須となる。この研磨工程が追加されることにより、製造コストが増加することは避けられない問題がある。
【０００９】
また、カラーフィルタ基板やＴＦＴ基板の周縁部に凹凸パターンを形成することにより、シール部につけるシール剤との接触面積を増加させる方法も考えられる。しかしながら、例えば、４色カラーフィルタや、ＢＯＣ（Ｂｌａｃｋ  ｍａｔｒｉｘ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｃｏｌｏｕｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）構造のカラーフィルタにおいては、ＯＣ（オーバーコート）による平坦化の性能を優先するため、光硬化型ＯＣより平坦性が良好な熱硬化型ＯＣを使用するため、ＯＣによる凹凸パターンの形成は不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−６４８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の事情に鑑み、本発明は、製造コストを増加させることなく、液晶パネルの狭額縁化によるシール強度の低下を抑制可能なシール部の密着性向上構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、透明基板上に、ブラックマトリクスと、着色画素と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層と、フォトスペーサと、をこの順に備えたカラーフィルタにおいて、
着色画素が形成された画像表示領域の周縁部には、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁と、オーバーコート層と、がこの順に備えられており、
透明基板の周縁部に沿って、額縁上のオーバーコート層の上に、フォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造が備えられていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、透明基板上に、着色画素と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層と、ブラックマトリクスと、フォトスペーサと、をこの順に備えたカラーフィルタにおいて、
着色画素が形成された画像表示領域の周縁部には、オーバーコート層と、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁と、が備えられており、
透明基板の周縁部に沿って、ブラックマトリクス層の上にフォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造が備えられていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、透明基板上に、着色画素と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層と、ブラックマトリクスと、フォトスペーサ層と、をこの順に備えたカラーフィルタにおいて、
着色画素が形成された画像表示領域の周縁部には、オーバーコート層と、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁と、が備えられており、
透明基板の周縁部に沿って、複数の孤立したブラックマトリクスと同一材料からなるパターンと、それらのパターン上にそれぞれ備えられたフォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造が備えられていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記着色画素が、赤色、緑色、青色および白色の４色からなることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタを使用したことを特徴とする液晶パネルである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のカラーフィルタによれば、カラーフィルタ基板の周縁部に沿って備えられた密着性向上構造により、ＴＦＴ基板とシール剤を介して接着する際に、シール剤により形成されるシール部に、シール剤と接触する表面積を増加させることにより接着力の増強が可能である密着力向上構造を、フォトスペーサを形成する時に同時に形成するため、コストが増加することなく、高い密着力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかるカラーフィルタの構成を例示する概略断面図。
【図２】本発明の第二の実施形態にかかるカラーフィルタの構成を例示する概略断面図。
【図３】本発明の第三の実施形態にかかるカラーフィルタの構成を例示する概略断面図。
【図４】本発明のカラーフィルタの構成を例示する概略上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第一の実施形態＞
本発明のカラーフィルタの第一の実施形態について、図１を用いて説明する。
本発明の第一の実施形態にかかるカラーフィルタは、透明基板６上に、ブラックマトリクス３と、着色画素２と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層４と、フォトスペーサ１と、をこの順に備えたカラーフィルタ１０である。
【００２０】
図１では、着色画素２として、赤色の着色画素２Ｒと緑色の着色画素２Ｇと青色の着色画素２Ｂの他に、白色画素７を備えている４色カラーフィルタを例示しているが、白色画素７を備えていなくても良く、その他の色の組合せであっても構わない。
【００２１】
着色画素２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが形成された画像表示領域１１（図４参照）の周縁部には、ブラックマトリクス３と同一材料からなる額縁８と、オーバーコート層４と、がこの順に形成されている。
【００２２】
透明基板６の周縁部９に沿って、額縁８上のオーバーコート層４の上に、フォトスペーサと同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造５が備えられている。ここで密着性向上構造５とは、例えば、フォトスペーサと同等程度の微細な立体形状物からなる集合体である。この立体形状物により表面積が増大するため接着力が大きくなり、密着性が向上する。
【００２３】
（透明基板）
透明基板６としては、無アルカリガラスや石英ガラスなどを好適に使用することができるが、これらに限定する必要はない。例えば、透明な樹脂板や樹脂フィルムや、各種の透明なガラス板と貼り合せた透明基板であっても良い。ガラスとしては、アルカリガラスであっても、ガラス基板の表面にアルカリ成分が溶出しないように、溶出防止層を形成したものであれば使用することができる。
【００２４】
（ブラックマトリクス）
ブラックマトリクス３としては、黒色感光性レジストを透明基板６上に塗布し、乾燥させた後、形成しようとするブラックマトリクス３のパターンを備えたフォトマスクを用い
て露光し、現像することで得ることができる。
黒色感光性レジストは、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、チタン系黒色顔料などと、感光性樹脂と、を混練し、均一に分散させることによって作製した材料である。所謂フォトブラックと呼ばれている市販材料を好適に使用することができる。
【００２５】
（着色画素）
図１は、着色画素２として、赤色の着色画素２Ｒ、緑色の着色画素２Ｇ、青色の着色画素２Ｂから構成されている場合を例示しているが、これに限定する必要はない。これより多い種類の着色画素があっても良い。また、図１は白色画素７が形成された場合を例示している。白色画素７は、着色画素２を形成しない画素とすることで形成することができる。
【００２６】
着色画素２は、透明基板６上に、ブラックマトリクス３を形成した後、例えば、赤色の着色画素２Ｒを形成するために、まず赤色の着色感光性レジストをブラックマトリクス３が形成された透明基板６上に塗布し、溶剤分を揮発させるための乾燥処理を行う。液状の着色感光性レジストの塗布は、透明基板６のサイズに従って、スピン塗布装置やダイコータなどの塗布装置を使用して実施可能である。ドライフィルム状の着色感光性レジストの場合は、ラミネータを使用してラミネートすることにより、着色感光性レジスト層を形成することができる。
【００２７】
次に、所望の露光パターンを備えたフォトマスクを用いて露光し、現像することによって、赤色の着色画素２Ｒを形成することができる。
【００２８】
この様な工程を順次繰り返すことで、必要な色数を備えた着色画素を形成することができる。     
【００２９】
（オーバーコート層）
オーバーコート層は、一般に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂など熱硬化性や光硬化性の樹脂組成物を用いて形成されるが、本発明においては、オーバーコート層４として平滑性に優れた熱硬化性樹脂を使用する。このオーバーコート層４には、平滑で強靭であること、透明性を有すること、耐熱性及び耐光性が高く長期間にわたって黄変、白化等の変質を起こさないこと、耐水性、耐溶剤性、耐酸性及び耐アルカリ性に優れている樹脂材料を好適に使用することができる。
【００３０】
（フォトスペーサ）
フォトスペーサ１は、フォトスペーサ用の感光性塗布液を、基板に塗布し乾燥後、所望のパターンを備えたフォトマスクを用いて露光し、現像する事によって、フォトスペーサ１を形成する位置にフォトスペーサ１を形成することができる。感光性塗布液の塗布方法や乾燥方法は、特に限定されない。
【００３１】
フォトスペーサ１を形成するための感光性樹脂組成物としては、例えば、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、光重合性モノマーを主成分とするフォトスペーサ用感光性樹脂組成物を好適に使用可能であるが、これに限定する必要は無い。形成したフォトスペーサが、要求される機械的な強度を含めた物理的な特性を備えていれば、どの様な感光性樹脂組成物であっても良い。
【００３２】
（額縁）
額縁８は、ブラックマトリクス３を形成する時に、同時に形成することができる。液晶パネルの着色画素２が形成された領域である画像表示領域１１（図４参照）の外側に、画像表示領域１１を取り囲む形で形成された遮光領域が額縁８である。通常は、透明基板６
の周縁部９にまで至る領域を遮光する。
【００３３】
（密着性向上構造）
密着性向上構造５は、透明基板６または額縁８の周縁部９に沿って、シール剤を塗布して形成するシール部と重なる様に形成された立体形状物からなる集合体である。なお、立体形状物とは、フォトスペーサと同様の形状物であっても良いし、異なる形状物であっても構わない。表面積を増加させる事ができれば如何なる立体形状であっても良い。
密着性向上構造５は、オーバーコート層４の上に、フォトスペーサ１を形成する際に、同時に形成される。すなわち、オーバーコート層４の上に、フォトスペーサ１用の感光性塗布液を、塗布・乾燥・露光・現像する一連の工程の中で、露光に使用するフォトマスクとして、フォトスペーサ用のパターンと一緒に、透明基板６の周縁部９に沿って形成される密着性向上構造５を形成するパターンを備えたものを使用すれば良い。密着性向上構造５は、シール剤が塗布される位置と一致する様に形成される。
【００３４】
以上の様に、密着性向上構造５は、従来の製造工程と同じ製造工程で製造することができる。異なる点は、使用するフォトマスクだけであるので、コストを増加させることなく実施することができる。
【００３５】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明のカラーフィルタの第二の実施形態について、図２を用いて説明する。
本発明の第二の実施形態にかかるカラーフィルタ２０は、透明基板６上に、着色画素２と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層４と、ブラックマトリクス３と、フォトスペーサ１と、をこの順に備えたカラーフィルタである。
【００３６】
着色画素２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが形成された画像表示領域１１（図４参照）の周縁部９には、オーバーコート層４と、ブラックマトリクスと同一材料からなる額縁８´と、が備えられている。
【００３７】
透明基板６の周縁部９に沿って、ブラックマトリクス層３の上にフォトスペーサ１と同一材料からなる立体形状物の集合体である密着性向上構造５´が備えられている。
【００３８】
第一の実施形態とは層構成の順序が異なるだけである。第一の実施形態においては、透明基板６／ブラックマトリクス３／着色画素２／オーバーコート層４／フォトスペーサ１という順序であったが、第二の実施形態においては、透明基板６／着色画素２／オーバーコート層４／ブラックマトリクス３／フォトスペーサ１という順序である。
【００３９】
そのため、密着性向上構造５´が第一の実施形態における密着性向上構造５とは異なる層構成となっている。第一の実施形態においては、最上部にあるフォトスペーサ１と同一材料からなる立体形状物からなる複数のパターンが、オーバーコート層４の上に形成されているが、第二の実施形態においては、最上部にあるフォトスペーサ１と同一材料からなるそれらのパターンが、ブラックマトリクス３と同時に形成される額縁８´の上に形成されている。
【００４０】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明のカラーフィルタの第三の実施形態について、図３を用いて説明する。
本発明の第三の実施形態にかかるカラーフィルタ３０は、透明基板６上に、着色画素２と、熱硬化性樹脂からなるオーバーコート層４と、ブラックマトリクス３と、フォトスペーサ１と、をこの順に備えたカラーフィルタである。
【００４１】
着色画素２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが形成された画像表示領域１１（図４参照）の周縁部９には
、オーバーコート層４と、ブラックマトリクス３と同一材料からなる額縁８´´と、が備えられている。
【００４２】
透明基板６の周縁部９に沿って、額縁８´´の周縁部に沿って、孤立したブラックマトリクス３と同一材料からなる台座の様なパターンと、それらのパターンの上にそれぞれ備えられたフォトスペーサ１と同一材料からなる立体形状物と、からなる集合体である密着性向上構造５´´が備えられている。第二の実施形態と異なる点は、フォトスペーサ１と同一材料からなる立体形状物の下地のブラックマトリクス３と同一材料からなる層が連続膜ではなく、孤立した台座の様なパターンからなることである。このことにより、密着性向上構造５´´の表面積は、第二の実施形態における密着性向上構造５´より増大する。またオーバーコート層４が露出するため、オーバーコート層４との接着性が大きい接着剤を使用することにより、密着性を更に向上させることが可能である。
【００４３】
＜液晶パネル＞
本発明の液晶パネルは、本発明のカラーフィルタを使用して製造した液晶パネルである。
液晶パネルは、一般に、カラーフィルタ板と、個々の画素電極のスイッチングを行うＴＦＴ基板と、をＯＤＦ方式の製造プロセスで製造される。
カラーフィルタ基板として本発明のカラーフィルタを使用し、且つ、本発明のカラーフィルタと同様の密着性向上構造をＴＦＴ基板側にも備えていても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・フォトスペーサ
２・・・着色画素
２Ｒ・・・着色画素（赤）
２Ｇ・・・着色画素（緑）
２Ｂ・・・着色画素（青）
３・・・ブラックマトリクス
４・・・オーバーコート層
５、５´、５´´・・・密着性向上構造
６・・・透明基板
７・・・白色画素
８、８´、８´´・・・額縁
９・・・（透明基板の）周縁部
１０、２０、３０・・・カラーフィルタ
１１・・・画像表示領域
【図１】
2020034731.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020034731.tif 000005
【図４】
2020034731.tif 000006