專利名稱：濾色器基板和液晶顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾色器基板和該濾色器基板通過密封材料與對置基板進(jìn)行層壓的液晶顯示面板。
背景技術(shù)：
以往，在液晶顯示器中，使用用于控制相位差的相位差膜。例如，在反射型液晶顯示器中，通常為了得到圓偏振光，將直線偏振光板和1/4λ相位差板進(jìn)行并用。另外，近年在被廣泛用于液晶電視用途的垂直取向模式的液晶顯示器中，為了降低顯示器的視場角依賴性，將光軸垂直于基板的、具有負(fù)的雙折射各向異性的相位差膜(負(fù)的C板)，和光軸與基板水平的、具有正的雙折射各向異性的相位差膜(正的A板)進(jìn)行并用。此外，市售的還有使用圓盤狀液晶的視場角補(bǔ)償膜等多種相位差膜。
上述的現(xiàn)有相位差膜，都是貼在液晶元件的外側(cè)。在這種情況下，由于不同的相位差膜彼此之間、或相位差膜與偏振光板之間，是以某種特定的角度而粘貼在一起，進(jìn)一步由于粘貼用粘合劑的折射率與相位差板或偏振光板的折射率不同，所以在粘合界面產(chǎn)生對外來光的反射，導(dǎo)致顯示對比度的降低。
最近，進(jìn)行了在液晶元件內(nèi)設(shè)置利用液晶材料的相位差層的嘗試(特開10-48627號公報(bào))。作為這樣的液晶材料，例如，可使用具有玻璃化點(diǎn)、可在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或其以下將其液晶結(jié)構(gòu)凍結(jié)的液晶性高分子，或使用利用分子結(jié)構(gòu)中的不飽和鍵等的反應(yīng)性基團(tuán)、在液晶層狀態(tài)下進(jìn)行3維交聯(lián)、并可將液晶結(jié)構(gòu)凍結(jié)的結(jié)晶性單體等。這些液晶材料，通過在具有取向功能的基體材料上進(jìn)行涂布而應(yīng)用。這樣在液晶元件內(nèi)設(shè)置的相位差層，可以消除在液晶元件的外面粘貼型的現(xiàn)有相位差膜的缺點(diǎn)。
在液晶元件的內(nèi)側(cè)設(shè)置相位差層時(shí)，可在構(gòu)成液晶元件的一對基板的任何一方的一側(cè)進(jìn)行設(shè)置。典型地，相位差層被設(shè)置在具有濾色器的濾色器基板側(cè)的內(nèi)側(cè)。另外，液晶元件是將濾色器基板和對置的基板進(jìn)行組合，并在基板間填充液晶材料而構(gòu)成的。兩基板隔開一定的間隔進(jìn)行對置，該基板的周邊部分用密封材料進(jìn)行密封。
如現(xiàn)有技術(shù)那樣，在液晶元件的外側(cè)設(shè)置相位差膜時(shí)，兩基板的內(nèi)側(cè)(液晶材料填充側(cè))彼此通過密封材料進(jìn)行粘接。但是，在液晶元件的內(nèi)側(cè)設(shè)置相位差層時(shí)，對于相位差層或黑矩陣層與密封材料，產(chǎn)生了考慮相互的位置關(guān)系或相互的粘接性的必要。
黑矩陣層、濾色器層和相位差層，本來只要設(shè)置在基板中的相當(dāng)于顯示部分的部分上就可以。但是，對于相位差層，由于是用涂布法形成的，所以優(yōu)選設(shè)置在基板整個(gè)面上或大致整個(gè)面上。另外，濾色器層是通過使用感光性樹脂組合物并用紫外線照射來形成圖案、進(jìn)行顯影而形成的，使色帶在被黑矩陣層圍成的很多微細(xì)的區(qū)域(形成圖案區(qū)域)內(nèi)成為規(guī)定排列。因此，通常只在基板的顯示部分形成濾色器層。進(jìn)一步，對于黑矩陣層，為了確保遮光性，即，抑制顯示部分以外的光的泄露(側(cè)面泄露)的目的，在顯示部分的周圍形成比較寬的寬度的框緣部。
但是，顯示部分的周圍，也是在形成液晶元件時(shí)成為應(yīng)用密封材料的密封部分的地方。因此，根據(jù)黑矩陣層的框緣部的寬度，有密封部分是跨越存在有框緣部的部分和不存在的部分而形成的情況。象這樣在存在臺階差的部分上設(shè)置密封部分的情況，在涂布密封材料形成用組合物并進(jìn)行加熱時(shí)，由于在密封材料的下層中存在有黑矩陣層的框緣部的地方和不存在的地方，密封材料形成用組合物產(chǎn)生在厚度方向上的熱收縮差，所以在密封材料的內(nèi)部有發(fā)生變形的情況。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，在與顯示部分的周圍相當(dāng)?shù)幕宓闹苓?，設(shè)置黑矩陣層的框緣部時(shí)，通過與該框緣部存在的位置對應(yīng)地來設(shè)置密封材料，可以制作在密封材料中不發(fā)生變形的濾色器基板。本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)完成的。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種濾色器基板，所述基板是在將相位差層設(shè)置在元件內(nèi)側(cè)的液晶元件中，可抑制由于密封材料形成時(shí)的熱收縮差而產(chǎn)生的密封材料的變形。
本發(fā)明的濾色器基板是，在基板上至少層壓有黑矩陣層、濾色器層和相位差層的濾色器基板，其特征在于上述黑矩陣層是由含有黑色著色劑的樹脂組合物構(gòu)成，具備具有用于顯示圖像的開孔部的顯示部分，和設(shè)置于該顯示部分的周邊的沒有開孔部的框緣部；上述濾色器層，只被層壓在除上述黑矩陣層的框緣部以外的顯示部分上；將至少包含除上述顯示部分以外的上述框緣部的區(qū)域，作為密封預(yù)定區(qū)域。
另外，在本發(fā)明的形態(tài)中，優(yōu)選將黑矩陣層、濾色器層和相位差層，以上述順序?qū)訅涸谏鲜龌迳稀?br> 另一方面，在本發(fā)明的其他的形態(tài)中，優(yōu)選將黑矩陣層、相位差層和濾色器層，以上述順序?qū)訅涸谏鲜龌迳稀?br> 進(jìn)一步，在本發(fā)明的形態(tài)中，優(yōu)選密封預(yù)定區(qū)域包含層壓了框緣部的區(qū)域。
此外，在本發(fā)明的其他的形態(tài)中，優(yōu)選密封預(yù)定區(qū)域?yàn)閷訅毫丝蚓壊康膮^(qū)域。
進(jìn)而，在本發(fā)明的其他的形態(tài)中，優(yōu)選密封預(yù)定區(qū)域?yàn)闆]有層壓相位差層的區(qū)域。
另外，在本發(fā)明的其他的形態(tài)中，優(yōu)選密封預(yù)定區(qū)域包含層壓了相位差層的區(qū)域。
進(jìn)一步，在本發(fā)明的其他的形態(tài)中，優(yōu)選密封預(yù)定區(qū)域?yàn)閷訅毫讼辔徊顚拥膮^(qū)域。
另外，本發(fā)明的液晶顯示面板，是濾色器基板和對置基板通過密封材料進(jìn)行層壓、并將液晶密封填充于兩基板之間的液晶顯示面板，其特征在于，所述濾色器基板為權(quán)利要求1～8的任一項(xiàng)所述的濾色器基板，所述密封材料被設(shè)置在所述濾色器基板的密封預(yù)定區(qū)域上而成的。
根據(jù)本發(fā)明，對于黑矩陣層是由含有黑色著色劑的樹脂組合物構(gòu)成的濾色器基板，也可以在顯示部分的周邊設(shè)置框緣部，由于將至少包含該框緣部的區(qū)域作為密封預(yù)定區(qū)域，所以與沒有設(shè)置框緣部的情況相比，可抑制密封材料的變形。


圖1是顯示液晶顯示面板和濾色器基板的例子的示意圖。
圖2是顯示液晶顯示面板和濾色器基板的其他的例子的示意圖。
圖3是顯示黑矩陣層的框緣部的寬度和密封位置之間的關(guān)系的示意圖。
圖4是顯示密封材料在框緣部和相位差層上進(jìn)行層壓的狀態(tài)的示意圖。
圖5是顯示密封材料在框緣部和沒有框緣部的部分以及相位差層上進(jìn)行層壓的狀態(tài)的示意圖。
圖6是顯示密封材料在框緣部以及有相位差層的部分和沒有相位差層的部分上進(jìn)行層壓的狀態(tài)的示意圖。
圖7是顯示密封材料在框緣部和沒有框緣部的部分上、并且沒有相位差層的部分上進(jìn)行層壓的狀態(tài)的示意圖。
圖8是顯示框緣部和相位差層的臺階差的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是顯示在本發(fā)明的優(yōu)選形態(tài)中的濾色器基板和液晶顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖1所示，液晶顯示面板50，是濾色器基板10和對置基板20通過在兩基板的周邊部分介入密封材料30來進(jìn)行層壓，并在該兩基板的內(nèi)側(cè)填充密封液晶40而成的。濾色器基板10，是將黑矩陣層12、濾色器層13、以及相位差層14的各層按上述順序?qū)訅涸诨?1上而成的。
黑矩陣層12是由含有黑色著色劑的樹脂組合物構(gòu)成的、對黑色等的光的反射性低的部分。在與液晶顯示面板50的圖像顯示部分對應(yīng)的位置上，黑矩陣層12，具有以開孔部進(jìn)行排列的方式形成了圖案的部分(以下，稱該部分為顯示部分)，和在該顯示部分的周圍由與顯示部分相同材質(zhì)構(gòu)成的、沒有開孔部的周邊部分(以下，稱該部分為框緣部)。另外，在構(gòu)成液晶顯示面板50中，通常在濾色器基板10側(cè)進(jìn)一步層壓透明電極層和取向膜，在對置基板側(cè)的基板上層壓，例如，TFT或取向膜。另外，對于任何一個(gè)基板，用于從外部供應(yīng)電源的接頭等都是必要的。
圖2是顯示本發(fā)明的其他形態(tài)的濾色器基板和液晶顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。
與圖1所示的剖面結(jié)構(gòu)相比，濾色器層13的層壓位置是不同的。首先在黑矩陣層12上層壓相位差層14，在相位差層14上層壓濾色器層13。其他的元件，與引用圖1進(jìn)行說明的同樣。而且，即使變更濾色器層13和相位差層14的層壓順序，作為液晶顯示面板這兩層所實(shí)現(xiàn)的功能上沒有不同，任何一種的層壓順序都可以。
在圖1和圖2中，黑矩陣層的框緣部12A，被相位差層14覆蓋，只在與該框緣部12A存在的位置對應(yīng)的位置上設(shè)置密封材料30。因此，密封材料30被設(shè)置在相位差層14為平坦的部分上(即，不存在因框緣部的有無而產(chǎn)生臺階差的部分)。
密封材料30、框緣部12A和相位差層14，最優(yōu)選如圖1和圖2所示那樣的配置。另外，如果在設(shè)置密封材料30位置的相位差層14的上面是平坦的，則沒有必須設(shè)置框緣部12A和相位差層14直至基板的邊緣的必要。
密封材料30，如圖1和圖2所示的那樣，優(yōu)選以不超出框緣部12A存在的位置的方式進(jìn)行設(shè)置，但如果能在一定程度上確保相位差層14的平坦性，則也可以多少超出框緣部12A上的方式來設(shè)置。對于相位差層14的平坦性，參照圖3進(jìn)行說明。
圖3與圖1和圖2同樣，都是顯示構(gòu)成液晶顯示面板的濾色器基板10的示意圖(并且，密封材料30的上部和對置基板20，因?yàn)榕c圖1和圖2相同而省略)。
在圖3(a)所示的形態(tài)中，黑矩陣層12的框緣部12A的寬度，與圖1和圖2所示的形態(tài)比較變得狹窄。密封材料30的左半部分被設(shè)置在框緣部12A存在的位置上，右半部分被設(shè)置在框緣部12A不存在的位置上。即，密封材料30是跨越存在有框緣部12A的位置和不存在的位置而設(shè)置的?？蚓壊?2A的周邊，具有該框緣部厚度程度的臺階差。但是，由于是在該臺階差上設(shè)置相位差層14，所以相位差層14的表面的臺階差，有一些緩和。即，在與框緣部12A的周邊相當(dāng)?shù)奈恢?，相位差?4的臺階差沒有急劇地變化，相位差層14越靠近邊緣(基板11邊緣附近)越損害其平坦性(相位差層的斷面成為球形)。其結(jié)果，密封材料30的左半部分被設(shè)置在相位差層14表面為平坦的位置，右半部分被設(shè)置在相位差層14失去平坦性的位置。
在圖3(b)所示的形態(tài)中，密封材料30被設(shè)置在框緣部12A不存在的位置。在相位差層14上設(shè)置密封材料30，使框緣部12A的周邊的外側(cè)(圖中的12A的右端)與密封材料30周邊的內(nèi)側(cè)(圖中的30的左端)一致的。然后，相位差層14的表面，在框緣部12A存在的位置的近旁，平坦性不會那么損失，但越接近基板的邊緣相位差層14表面越急劇地失去平坦性(在框緣部12A的周邊的外側(cè)，相位差層的斷面成為球形)。密封材料30配置在失去了平坦性的相位差層14上。
如上所述，由于密封材料30被設(shè)置在平坦的部分，最優(yōu)選是設(shè)置密封材料的位置與黑矩陣層的框緣部12A的位置完全一致(相互的配置重疊部分為100)，但是，在本發(fā)明中，兩者的配置重疊部分也可以不是100％，優(yōu)選重疊部分為大于等于20％，更優(yōu)選大于等于50％。
液晶顯示面板50，是以二色或其以上、通常為三色或四色來顯示顏色。因此，在濾色器層13中，設(shè)置了規(guī)定的顏色的微細(xì)區(qū)域。例如，紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的各種顏色的微細(xì)區(qū)域，如R、G、B、R、G、B......這樣，縱橫地進(jìn)行規(guī)則排列，形成集合體。另外，黑矩陣層12，在區(qū)分構(gòu)成濾色器層13的各種顏色的微細(xì)區(qū)域的同時(shí)，還用于防止在各區(qū)域的界面上產(chǎn)生的由間隙部分而來的外光泄露、不必要的反射等。黑矩陣層12被形成為一個(gè)方向或二個(gè)方向的格子狀、網(wǎng)眼狀、或蜂窩狀等，通常為黑色。黑矩陣層，根據(jù)用途的不同不必一定是相同的，作為一個(gè)例子，可以具有縱橫比為3∶4或9∶16等的格子狀的外形。
黑矩陣層12和濾色器層13，通常在比實(shí)質(zhì)上參與顯示的部分(即，顯示部分)的尺寸(即，顯示尺寸)稍微大的基板上進(jìn)行層壓，并在基板的周邊殘留空白部分。黑矩陣層12是由含有黑色著色劑的樹脂組合物構(gòu)成，在顯示部分的周圍，具有不形成圖案的(即，沒有開孔部)的框緣部12A?？蚓壊?2A可設(shè)置直至基板11的邊緣，也可進(jìn)行設(shè)置使沒有被框緣部12A覆蓋的空白部分殘留在基板的邊緣。
相位差層14，從功能的觀點(diǎn)出發(fā)，與黑矩陣層12和濾色器層13同樣，只設(shè)置在顯示部分就足夠了。但是，由于相位差層14和密封材料30之間的粘接性良好，相位差層14優(yōu)選以覆蓋密封預(yù)定區(qū)域的方式進(jìn)行設(shè)置。另外，由于只在特定的區(qū)域?qū)訅合辔徊顚?4，并在基板的周圍殘留有空白，所以某些形成圖案的方法是必要的。通常，在基板11的整個(gè)面上形成相位差層后，通過圖案曝光和顯影，除去不必要的部分。從形成相位差層14的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在基板11的整個(gè)面上層壓相位差層。在圖1和圖2中，設(shè)置相位差層14直至比濾色器層13的周邊部分更外側(cè)的位置，而且比有黑矩陣層的框緣部12A的部分稍寬。密封材料30被層壓在有黑矩陣層的框緣部12A、沒有濾色器層13、而且框緣部12A被相位差層14覆蓋的區(qū)域上，但如以下說明的那樣，也可以是這以外的形態(tài)。
圖4～圖7的任一圖，都是顯示在液晶顯示面板中的濾色器基板10和構(gòu)成濾色器基板10的各層的位置關(guān)系的示意圖，特別是顯示黑矩陣層的框緣部12A、相位差層14和密封材料30的、相對于基板11的位置關(guān)系不同的形態(tài)的示意圖。圖4～圖7的任一圖，都是在由對置基板側(cè)觀察液晶顯示面板時(shí)的、該液晶顯示面板的右上角部分的擴(kuò)大示意圖?？煞奖愕仫@示如圖1或圖2所示的由液晶顯示面板50除去對置基板20后的狀態(tài)。
在圖4所示的形態(tài)中，顯示各個(gè)微細(xì)區(qū)域的空白部分進(jìn)行集合的濾色器層13、和區(qū)分濾色器層13的各個(gè)微細(xì)區(qū)域的黑矩陣層12(用粗的陰影線表示)，被層壓在基板11上。另外，黑矩陣層12具有在周邊延長的、沒有開孔部的框緣部12A，在基板11上層壓該框緣部12A使基板11的周圍殘留有空白部分。濾色器層在這里只設(shè)置在顯示部分上。層壓相位差層14，使其覆蓋黑矩陣層12和濾色器層13，進(jìn)而比黑矩陣層的框緣部12A稍寬，而且在基板11的周圍殘留有寬度狹窄的空白。另外，也可以層壓框緣部12A或/和相位差層14直至基板的邊緣(即不殘留空白部分)。特別在層壓相位差層14直至基板周圍的邊緣時(shí)，因?yàn)闆]有如黑矩陣層12那樣進(jìn)行圖案化的必要，不能控制應(yīng)用范圍的方法，例如適合于通過旋涂法形成相位差層。為此，通過不能控制應(yīng)用范圍的方法、例如旋涂法來形成相位差層是合適的實(shí)施形態(tài)。
在圖4所示的形態(tài)中，在設(shè)置了黑矩陣層的框緣部12A和相位差層14的區(qū)域?qū)訅好芊獠牧?0。圖4中，在兩端付有箭頭的線的剖面，相當(dāng)于圖1所示的液晶顯示面板50的濾色器基板10和密封材料30的部分的剖面。因此，在圖4所示的形態(tài)中，必須按照基板11、框緣部12A、相位差層14和密封材料30的順序來層壓密封材料30。
在圖5及其以后所示的形態(tài)中，與圖4所示形態(tài)中的液晶顯示面板比較，框緣部12A或/和相位差層14所占的面積較小。
在圖5所示的形態(tài)中，相位差層14是在與圖4的形態(tài)同樣的位置上形成的，層壓黑矩陣層，使黑矩陣層的框緣部12A的周邊部分在更內(nèi)側(cè)位置上形成。黑矩陣層的框緣部12A的周邊部分，在密封材料的寬的大致中間。其結(jié)果是密封材料30，位于跨越有黑矩陣層的框緣部12A的區(qū)域和沒有的區(qū)域。
在圖6所示的形態(tài)中，在與圖5的形態(tài)同樣的位置上形成框緣部12A，以比框緣部12A稍寬的方式形成相位差層14。在圖6中，與框緣部12A的周邊部分相比，相位差層14的周邊部分在稍外側(cè)形成，但兩者的周邊部分也可以重疊的方式來形成，另外，與框緣部12A的周邊部分相比，相位差層14的周邊部分可以在稍內(nèi)側(cè)形成。在圖6所示的形態(tài)中，具有框緣部12A的部分和沒有框緣部12A的部分之間的臺階差，由于相位差層14進(jìn)行緩和的效果而減少。但是，可以確保具有框緣部12A的部分和沒有的部分的平坦性。
在圖7所示的形態(tài)中，在與圖6的形態(tài)同樣的位置上形成框緣部12A，以覆蓋黑矩陣層12、而且實(shí)際上不覆蓋框緣部12A程度的大小來形成相位差層14，與圖6的形態(tài)比較，為更小的面積。
在圖7所示的形態(tài)中，由于在密封材料30的下層中相位差層14完全不存在，所以相位差層不具有緩和因框緣部12A的有無而產(chǎn)生的臺階差的效果。但是，可以確保具有框緣部12A的部分和沒有的部分的平坦性。
以下，對構(gòu)成本發(fā)明中的濾色器基板的各元件進(jìn)行說明。
(1)基板基板11優(yōu)選由玻璃、硅、或石英等的無機(jī)基體材料構(gòu)成，也可由如下列舉的有機(jī)基體材料構(gòu)成。作為有機(jī)基體材料，可列舉的有由聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸類聚合物、聚酰胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酰纖維素或間規(guī)聚苯乙烯等、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、氟樹脂或聚醚腈等、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚環(huán)己烯、或聚降冰片烯類樹脂等、或聚砜、聚醚砜、多芳基化合物、聚酰胺-酰亞胺、聚醚酰亞胺、或熱塑性聚酰亞胺等構(gòu)成的基體材料，也可使用由一般的塑料構(gòu)成的基體材料。對于基板的厚度，沒有特別限定，根據(jù)用途例如可使用5μm～數(shù)mm左右的基板。
(2)黑矩陣層在整面上應(yīng)用含有黑色著色劑的涂料型的樹脂組合物，一旦固化后，應(yīng)用光致抗蝕劑形成規(guī)定圖案，或通過使用含有黑色著色層的涂料型的感光性樹脂組合物，進(jìn)行涂布、圖案狀曝光以及顯影來形成。黑矩陣層的厚度為0.5μm～2μm左右。
(3)濾色器層構(gòu)成濾色器層13的各色的微細(xì)區(qū)域，可以在黑矩陣層12的每個(gè)開孔部形成，從方便的角度考慮，也可以形成帶狀。濾色器層是由著色劑被溶解或分散的、優(yōu)選微細(xì)顏料被分散的樹脂組合物構(gòu)成。濾色器層可以通過調(diào)制著色為規(guī)定的顏色的油墨組合物、印刷每一種各色圖案來形成，但更優(yōu)選使用含有規(guī)定顏色的著色劑的涂料型的感光性樹脂組合物，通過光刻蝕法進(jìn)行。濾色器層的厚度為1μm～5μm左右。
(4)相位差層相位差層14是由保持著取向狀態(tài)的已固化了的液晶材料構(gòu)成，根據(jù)需要可以是一層或一層以上。作為用于構(gòu)成相位差層的液晶材料，可以使用具有正的雙折射各向異性的液晶材料或具有負(fù)的雙折射各向異性的液晶材料。作為具有正的雙折射各向異性的液晶材料可列舉具有棒狀結(jié)構(gòu)的向列液晶，作為具有負(fù)的雙折射各向異性的液晶材料可列舉具有圓盤狀結(jié)構(gòu)的圓盤狀液晶。作為這些液晶材料，可以列舉液晶單體、液晶低聚物、或液晶聚合物，從可保持著取向狀態(tài)進(jìn)行硬化的角度出發(fā)，優(yōu)選通過紫外線或電子射線等的電離性射線的照射進(jìn)行聚合硬化，并使用聚合性的液晶、特別是使用聚合性的液晶單體。
因?yàn)檠舆t量和取向特性是由液晶分子的雙折射Δn和相位差層的厚度來決定的，所以優(yōu)選Δn為0.03～0.15左右。另外，作為與向列液晶配合的手性試劑，只要是不損害液晶材料的液晶性、是可誘起所希望的螺距的手性試劑就沒有特別限定。因?yàn)槭中栽噭┦窃诜肿又芯哂惺中缘奈镔|(zhì)，所以是具有一個(gè)或一個(gè)以上的不對稱碳原子的化合物，手性胺、手性亞砜等的在雜原子上有不對稱點(diǎn)的化合物，或含有累積多烯、聯(lián)萘酚等的具有軸不對稱的光學(xué)活性部位的化合物，并且是分子量小于等于1500的低分子化合物。
上述的液晶材料和根據(jù)需要使用的手性試劑，例如如果是聚合性液晶單體，可以將配合了手性試劑、聚合引發(fā)劑等的電離性射線聚合性液晶組合物、例如光聚合性液晶組合物進(jìn)行調(diào)制，將該組合物涂布在對象面上，涂布后進(jìn)行取向處理，進(jìn)一步地通過進(jìn)行電離性射線曝光(例如紫外線曝光)，可以在保持著取向狀態(tài)下進(jìn)行硬化。
作為聚合性液晶單體，可以使用例如在特表平10-508882號中公開的聚合性液晶單體，另外，作為聚合性手性試劑，可以使用例如在特開平7-258638號中公開的手性試劑。
具體地說，作為聚合性液晶單體，可以使用如下述式(1)～(11)所示的化合物，另外，作為聚合性手性試劑，可適合使用如下述式(12)～(14)所示的化合物。

在上述式(1)～(14)中，表示亞甲基的數(shù)(亞烷基的鏈長)的a～e都是整數(shù)，e為2～5，a、b是分別為2～12的整數(shù)，更優(yōu)選為4～10，特別優(yōu)選為6～9，c、d都為2～12，更優(yōu)選為4～10，特別優(yōu)選為6～9。
相位差層是，使用如上述那樣的電離性射線聚合性液晶組合物、例如光聚合性液晶組合物，根據(jù)需要用溶劑進(jìn)行溶解或稀釋的組合物，用旋涂法、干涂法、流涂法、或其他的方法進(jìn)行適宜涂布，在涂布后，使升溫至液晶相顯現(xiàn)的溫度從而使液晶進(jìn)行取向，然后通過照射電離性射線(例如紫外線)進(jìn)行聚合來形成。
在用于形成如上述那樣的相位差層的組合物中，可以配合硅烷偶聯(lián)劑。作為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選具有胺類這樣的親水性官能團(tuán)的物質(zhì)，另外，從調(diào)制相位差層形成用組合物的角度出發(fā)，優(yōu)選可溶于有機(jī)溶劑的。具體地說，可以使用后面所述的化合物中的1種或1種以上。另外，作為配合量，為不損害液晶的取向的程度，即，相對于液晶材料為0.001％～10％(質(zhì)量基準(zhǔn))左右，更優(yōu)選為0.01％～5％左右。
作為具體的硅烷偶聯(lián)劑，可列舉N-2(氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(信越化學(xué)工業(yè)(株)制、信越シリコ一ン“KBM-602”)、N-2(氨乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷(信越化學(xué)工業(yè)(株)制、信越シリコ一ン“KBM-603”)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(信越化學(xué)工業(yè)(株)制、信越シリコ一ン“KBM-903”)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(GE東芝シリコ一ン(株)制、“TSL-8331”)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(GE東芝シリコ一ン(株)制、“TSL-8340”)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(GE東芝シリコ一ン(株)制、“TSL-8345”)、γ-(2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷(ダウ·コ一ニング社制、“SH-6020”)、γ-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷(ダウ·コ一ニング社制、“SH-6023”)。
另外，在如上述那樣的相位差層形成用組合物中，優(yōu)選在不損害液晶的取向的范圍內(nèi)添加光聚合引發(fā)劑，還優(yōu)選添加通過紫外線的能量產(chǎn)生自由基的自由基聚合引發(fā)劑。作為光聚合引發(fā)劑的添加量，相對于液晶材料為0.01％～15％(質(zhì)量基準(zhǔn))左右，更優(yōu)選為0.5％～10％左右。
作為具體的光聚合引發(fā)劑，可列舉芐基(又稱聯(lián)苯甲酰)、苯偶姻異丁醚、苯偶姻異丙醚、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯甲?；?4′-甲基二苯硫醚、2，2-二甲氧基苯基-苯乙酮、二甲氨基苯甲酸甲酯、4-二甲氨基苯甲酸2-正丁氧基乙酯、對二甲氨基苯甲酸異戊酯、3，3′-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯甲?；姿峒柞?、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉丙烷-1-酮、2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-氯噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮、2，4-二異丙基噻噸酮、2，4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。
(5)密封材料作為密封材料，只要是在液晶顯示面板中通常使用的密封材料無論那種都可以，例如可使用以樹脂作為原料的樹脂密封材料。作為樹脂密封材料，例如可使用雙酚F型、雙酚A型二甘醇醚、間苯二酚二甘醇醚樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、三酚基甲烷型環(huán)氧樹脂等的1種或1種以上。具體地說，例如可使用三井化學(xué)制的密封材料“XN-5A”等。該密封材料，根據(jù)需要可含有其他的成分。作為其他的成分，可列舉碳黑、樹脂被覆型碳黑、氧化鐵、氧化鈦、苯胺黑、花青黑等的微粒子、滑石、云母等的無機(jī)填充劑、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷等的硅烷偶聯(lián)劑、纖維素溶劑、卡必醇類等的溶劑、咪唑類、二環(huán)十一碳烯、三(二甲氨基甲基)苯酚等的硬化促進(jìn)劑等。
在上述樹脂中配合了必要的成分的組合物，通過印刷等的方法應(yīng)用于基板11上、相位差層14、或同時(shí)應(yīng)用于基板11上和相位差層14上，根據(jù)需要，干燥至在處理時(shí)沒有妨礙的程度后，與對置基板重疊加壓，用加熱或紫外線照射等的組合物的硬化方法，可以得到通過密封材料30將濾色器基板和對置基板進(jìn)行層壓的液晶顯示面板。將用于形成密封材料30的組合物應(yīng)用于對置基板20側(cè)，然后可以層壓濾色器基板10，另外，組合物也可以應(yīng)用于濾色器基板10側(cè)和對置基板20側(cè)的這兩者。
實(shí)施例準(zhǔn)備厚度為0.7mm的熔融成型硼硅酸薄板玻璃(美國コ一ニング社制、件號7059)作為基板，洗凈后，用旋涂法將黑矩陣層形成用光致抗蝕劑涂布在基板上，涂布后，在溫度190℃以及加熱時(shí)間3分鐘的條件下進(jìn)行預(yù)烘，進(jìn)行預(yù)烘后，通過規(guī)定的圖案，在涂布面上進(jìn)行照射劑量為100mJ/cm2的紫外線曝光，曝光后，進(jìn)行60秒鐘使用0.05％KOH水溶液的噴霧顯影后，在溫度200℃以及加熱時(shí)間30分鐘的條件下進(jìn)行后烘干。這樣形成了具有相當(dāng)于像素的開孔部的、厚度為1.5μm的黑矩陣層。
另外，為了考察框緣部的臺階差的影響，使用比通常大的基板。即，使用與顯示尺寸相比縱橫都大60mm的基板。以顯示尺寸部分位于基板的中間的方式形成黑矩陣層。另外，在顯示尺寸部分的周圍的外側(cè)，形成寬20mm的全涂布部分(厚度為一定的全面涂布部分)。在玻璃基板的周邊部分，設(shè)置寬10mm的空白。
接著，在基板上形成黑矩陣層之上，通過旋涂法涂布紅色圖案形成用光致抗蝕劑，在溫度180℃以及加熱時(shí)間15分鐘的條件下進(jìn)行預(yù)烘。其后，通過規(guī)定的圖案，用紫外線光源進(jìn)行照射劑量為300mJ/cm2的校正曝光，曝光后，進(jìn)行60秒鐘使用了0.1％KOH水溶液的噴霧顯影后，在溫度200℃以及加熱時(shí)間60分鐘的條件下進(jìn)行后烘干。這樣在相當(dāng)于黑矩陣層的規(guī)定的開孔部的位置上，形成了厚度為2.6μm的紅色圖案。并且，包含有紅色圖案以外的各色圖案，在顯示尺寸的范圍內(nèi)形成。
接著，與上述的紅色圖案的形成工序同樣，用綠色圖案形成用光致抗蝕劑形成了厚度為2.6μm的綠色圖案。另外，接著用綠色圖案形成用光致抗蝕劑形成了厚度為2.6μm的綠色圖案，紅色、綠色和藍(lán)色的各色圖案，是在相當(dāng)于黑矩陣層的不同的開孔部的位置上進(jìn)行排列形成的。這樣處理后，形成了將紅色、綠色和藍(lán)色的三色的圖案進(jìn)行排列的濾色器層。
另外，雖然有在濾色器層上設(shè)置透明保護(hù)層的情況，但在本實(shí)施例中省略了該設(shè)置。
在形成上述的黑矩陣層和濾色器層時(shí)使用的、黑矩陣層形成用光致抗蝕劑、紅色圖案形成用光致抗蝕劑、綠色圖案形成用光致抗蝕劑和藍(lán)色圖案形成用光致抗蝕劑的各光致抗蝕劑，在由顏料、分散劑和溶劑組成的分散液組合物中加入玻璃碎粒，用涂料搖動器作為分散機(jī)，進(jìn)行3分鐘分散后，通過將除去玻璃碎粒得到的分散液組合物、和聚合物、單體、添加劑、引發(fā)劑以及溶劑組成的透明抗蝕劑組合物進(jìn)行混合來調(diào)制。各光致抗蝕劑的組成如下述所示(份數(shù)都為質(zhì)量基準(zhǔn))。
黑矩陣層形成用光致抗蝕劑·黑顏料 14.0份(大日精化工業(yè)(株)制、TMブラツク#9550)·分散劑 1.2份(ビツクケミ一(株)制、デイスパ一ビツク111)·聚合物 2.8份(昭和高分子(株)制、(甲基)丙烯酸類樹脂、件號；VR60)·單體3.5份(サ一トマ一(株)制、多官能團(tuán)丙烯酸酯、件號；SR399)·添加劑(分散性改進(jìn)劑)0.7份
(綜研化學(xué)(株)制、ケミトリ一L-20)·引發(fā)劑1.6份(2-芐基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1)·引發(fā)劑(4，4′-二乙胺基二苯甲酮) 0.3份·引發(fā)劑(2，4-二乙基噻噸酮) 0.1份·溶劑(乙二醇單丁基醚) 75.8份紅色圖案形成用光致抗蝕劑·紅色顏料(C.I.PR254) 3.5份(チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ(株)、クロモフタ一ルDPP Red BP)·黃色顏料(C.I.PY139) 0.6份(BASF社制、バリオト一ルイエロ一D1819)·分散劑3.0份(ゼネカ(株)制、ソルスパ一ス24000)·聚合物-1(參照下述)5.0份·單體 4.0份(サ一トマ一(株)制、多官能團(tuán)丙烯酸酯、件號；SR399)·引發(fā)劑1.4份(チバ·スペシヤルデイ·ケミカルズ(株)制、イルガキユア907)·引發(fā)劑0.6份(2，2′-二(鄰-氯苯基)-4，5，4′，5′-四苯基-1，2′-聯(lián)二咪唑)·溶劑 80.0份(丙二醇單甲醚乙酸酯)而且，所謂聚合物-1，是對于甲基丙烯酸芐酯∶苯乙烯∶丙烯酸∶甲基丙烯酸-2-羥乙酯＝15.6∶37.0∶30.5∶16.9(摩爾比)的100摩爾％共聚物，加成16.9摩爾％的2-甲基丙稀酰氧基乙基異氰酸酯，重均分子量為42500，以下同樣。
綠色圖案形成用光致抗蝕劑替換上述的紅色圖案形成用光致抗蝕劑中的紅色顏料和黃色顏料，按照下述的配合量使用下述物質(zhì)作為顏料。
·綠色顏料(C.I.PG7) 3.7份(大日精化制セイカフアストグリ一ン5316P)·黃色顏料(C.I.PY139)2.3份(BASF社制、バリオト一ルイエロ一D1819)藍(lán)色圖案形成用光致抗蝕劑替換上述的紅色圖案形成用光致抗蝕劑中的紅色顏料、黃色顏料和分散劑，按照下述的配合量使用下述物質(zhì)作為顏料。
·藍(lán)色顏料(C.I.PB156) 4.6份(BASF社制、ベリオゲンブル一L6700F)·紫色顏料(C.I.PV23) 1.4份(クラリアント社制、フオスタパ一ムRL-NF)·顏料衍生物 0.6份(ゼネカ(株)制、ソルスパ一ス12000)·分散劑 2.4份(ゼネカ(株)制、ソルスパ一ス24000)在基板上形成黑矩陣層和濾色器層后，在這些形成的層上，用旋涂法涂布下述組合物的C板形成用感光性樹脂組合物，涂布后，將每塊基板放在加熱板上，在溫度80℃以及加熱時(shí)間3分鐘的條件下進(jìn)行加熱并除去溶劑，在涂膜中顯現(xiàn)液晶結(jié)構(gòu)。其后，使用波長365nm的紫外線，以照射劑量50J/cm2對整個(gè)面進(jìn)行照射，照射后，將每塊基板放在230℃的加熱板上進(jìn)行30分鐘加熱并使涂膜完全硬化。這樣處理后，形成厚度為4.0μm的C板的相位差層，從而制作了濾色器基板。形成相位差層直至基板的邊緣。
C板形成用感光性樹脂組合物·聚合性液晶單體22份(表示在上述式(11)中所示的向列型液晶相的單體)·聚合性手性試劑(上述式(14)所示的化合物)1.8份
·光聚合引發(fā)劑1.3份(チバ·スペシヤルデイ·ケミカルズ(株)制、イルガキユア907)·胺類硅烷偶聯(lián)劑 0.05份(GE東芝シリコ一ン(株)制、TSL-8331)·溶劑(氯苯) 75份評價(jià)在得到的濾色器基板中，測定沒有形成黑矩陣層的位置和形成了黑矩陣層的位置之間的臺階差。臺階差的測定，是通過用觸針式表面粗糙測量儀(Veeco Instruments Inc.，Sloan Technology Division制、“DEKTAK”)測定相位差層的表面的高低差來進(jìn)行的。另外，在設(shè)置相位差層前的狀態(tài)的濾色器基板也同樣地進(jìn)行測定。
結(jié)果如圖8所示的那樣。由圖8的結(jié)果可以明確，在樹脂黑矩陣層上維持了相位差層的表面的平坦性，但由樹脂黑矩陣層上向外時(shí)，發(fā)現(xiàn)高度方向的變化增大。在圖8中，設(shè)置相位差層前的濾色器基板，具有黑矩陣層的部分和沒有黑矩陣層的部分之間的臺階差急劇地變化(圖中的0.0mm的位置)，但發(fā)現(xiàn)通過設(shè)置相位差層，從黑矩陣層的周邊的0.5mm內(nèi)側(cè)附近開始形成了緩和的臺階差。
權(quán)利要求
1.一種濾色器基板，是在基板上至少層壓有黑矩陣層、濾色層和相位差層的濾色器基板，其特征在于上述黑矩陣層是由含有黑色著色劑的樹脂組合物構(gòu)成，具備具有用于顯示圖像的開孔部的顯示部分，和設(shè)置于該顯示部分的周邊的不具有開孔部的框緣部；上述濾色器層，只被層壓在除上述黑矩陣層的框緣部以外的顯示部分上；將至少包含除上述顯示部分以外的上述框緣部的區(qū)域，作為密封預(yù)定區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中在上述基板上按以下順序?qū)訅河猩鲜龊诰仃噷?、上述濾色層和上述相位差層。
3.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中在上述基板上按以下順序?qū)訅河猩鲜龊诰仃噷?、上述相位差層和上述濾色層。
4.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中上述密封預(yù)定區(qū)域包含層壓了上述框緣部的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中上述密封預(yù)定區(qū)域?yàn)閷訅毫松鲜隹蚓壊康膮^(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中上述密封預(yù)定區(qū)域?yàn)槲磳訅荷鲜鱿辔徊顚拥膮^(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中上述密封預(yù)定區(qū)域包含層壓了上述相位差層的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的濾色器基板，其中上述密封預(yù)定區(qū)域?yàn)閷訅毫松鲜鱿辔徊顚拥膮^(qū)域。
9.一種液晶顯示面板，是濾色器基板和對置基板通過密封材料進(jìn)行層壓、并將液晶密封填充于兩基板之間的液晶顯示面板，其特征在于，上述濾色器基板是權(quán)利要求1～8的任一項(xiàng)所述的濾色器基板，上述密封材料被設(shè)置在上述濾色器基板的密封預(yù)定區(qū)域上而成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板和使用該基板的液晶元件，所述基板是對于將相位差層設(shè)置在元件內(nèi)側(cè)的液晶元件，可以消除上述那樣的密封部分的粘接性不充分的基板。在基板11上，層壓由含有黑色著色劑的樹脂組合物構(gòu)成的黑矩陣層12及其框緣部12A、濾色層13和相位差層14，將至少含有框緣部12A的區(qū)域作為密封預(yù)定區(qū)域。
文檔編號G02F1/1335GK1834753SQ20061006509
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者川島朋也, 守谷德久 申請人:大日本印刷株式會社