JP2001091954A - 柱状スペーサー用感光性組成物及びそれを用いた液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents

柱状スペーサー用感光性組成物及びそれを用いた液晶表示装置用カラーフィルタ

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JP2001091954A JP26686099A JP26686099A JP2001091954A JP 2001091954 A JP2001091954 A JP 2001091954A JP 26686099 A JP26686099 A JP 26686099A JP 26686099 A JP26686099 A JP 26686099A JP 2001091954 A JP2001091954 A JP 2001091954A
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誠 坂川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】柱状スペーサを設けた液晶表示装置用カラーフ
ィルタを液晶表示装置に使用した際に、対向基板との貼
り合わせにて、ギャップが不均一になることを防ぐため
に、柱状スペーサの面積比(S2 /S1 )を大きくし、
且つヤング率を大きくする柱状スペーサを可能とする柱
状スペーサ用感光性組成物を提供すること。その柱状ス
ペーサ用感光性組成物を用いて柱状スペーサを設けた液
晶表示装置用カラーフィルタを提供すること。 【解決手段】樹脂、モノマー、光重合開始剤、溶剤を主
成分とする感光性組成物において、該モノマーとして化
学式(1)及び化学式(2)で表されるモノマーを含有
すること。その柱状スペーサ用感光性組成物を用いて柱
状スペーサ15を設けること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いるカラーフィルタに関するものであり、特に、スペー
サー機能を有する液晶表示装置用カラーフィルタの製造
に用いる柱状スペーサー用感光性組成物及びそれを用い
た液晶表示装置用カラーフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置の技術に於いては、
基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ば
れるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)を
散布している。このスペーサーは透明な粒子であること
から、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っている
と、黒色表示時にスペーサーを介して光が漏れてしま
い、また液晶材料が封入されている基板間にスペーサー
が存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の
配列が乱され、この部分で光漏れを生じ、コントラスト
が低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有し
ている。
【0003】このような問題を解決する技術として、例
えば、画素間上にスペーサー機能を有する突起部を形成
する方法が提案されている。図1は、このような例を示
す液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。
図1において、液晶表示装置用カラーフィルタ(10)
は、透明基板(11)上に、遮光層(12)、画素状カ
ラーフィルタ層(13)、透明導電膜(14)が形成さ
れ、この画素状カラーフィルタ層(13)間の透明導電
膜(14)上にスペーサー機能を有する突起部としての
柱状スペーサー(15)が形成されているものである。
【0004】図2は、このような液晶表示装置用カラー
フィルタ(10)を液晶表示装置に使用した例を示す液
晶表示装置の部分断面図である。図2において、液晶表
示装置(30)は、液晶表示装置用カラーフィルタ(1
0)と、例えば、透明基板(21)上に透明導電膜(2
4)が形成された対向基板(20)が貼り合わされて構
成されているものである。このような液晶表示装置(3
0)においては、上記コントラストの改善がみられるこ
とに加え、液晶表示装置としての耐衝撃性が向上するも
のとなる。
【0005】液晶表示装置のカラーフィルタ(10)と
対向基板(20)を貼り合わせる際には、液晶表示装置
の周辺部にシール部(図示せず)を設け、カラーフィル
タ(10)と対向基板(20)のギャップができるだけ
平行になるようにして、上下定盤間に力を加えシール部
及び柱状スペーサーを圧着し貼り合わせるが、この柱状
スペーサー(15)の強度が弱いとギャップが均一にな
らず、液晶表示装置としては表示品質が悪化し、例え
ば、色ムラが顕著なものとなってしまう。
【0006】図3、及び図4は、このような柱状スペー
サーの強度に関連する柱状スペーサーの形状を説明する
模式図である。図3は、柱状スペーサーの平面図であ
り、図4は、図3における柱状スペーサーのX−X’断
面図である。図3、及び図4に示すように、柱状スペー
サの強度は、上面面積(S2 )と下面面積(S1 )との
比(S2 /S1 )が大きなものほど大きくなるものであ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、柱状スペー
サを設けた液晶表示装置用カラーフィルタを液晶表示装
置に使用した際に、液晶表示装置用カラーフィルタと対
向基板との貼り合わせにて、ギャップが不均一になるこ
とを防ぐために、柱状スペーサの上面面積(S2)と下
面面積(S1 )との比(S2 /S1 )を大きくし、且つ
柱状スペーサの剛性を表すヤング率を大きくする柱状ス
ペーサの製造を可能とする柱状スペーサー用感光性組成
物を提供することを課題とするものである。また、その
柱状スペーサー用感光性組成物を用いて柱状スペーサを
設けた液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを
課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂、モノマ
ー、光重合開始剤、溶剤を主成分とする感光性組成物に
おいて、該モノマーとして化学式(1)及び化学式
(2)で表されるモノマーを含有することを特徴とする
柱状スペーサー用感光性組成物である。
【0009】
【化3】
【0010】
【化4】
【0011】また、本発明は、上記発明による柱状スペ
ーサー用感光性組成物を用いて柱状スペーサーを設けた
ことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明による柱状スペーサ
ー用感光性組成物を、その実施形態に基づいて説明す
る。
【0013】本発明による柱状スペーサー用感光性組成
物は、樹脂、モノマー、光重合開始剤、溶剤を主成分と
するものであり、このモノマーとして上記化学式(1)
及び上記化学式(2)で表されるモノマーを含有するこ
とを特徴とするものである。これらモノマーを含有する
ことにより、この柱状スペーサー用感光性組成物を用い
て形成した柱状スペーサーは、その上面面積(S2 )と
下面面積(S1 )との比(S2 /S1 )が向上し、且つ
そのヤング率が向上したものとなる。
【0014】従って、本発明による柱状スペーサー用感
光性組成物を用いて形成した柱状スペーサーを有する液
晶表示装置用カラーフィルタを使用した液晶表示装置に
おいては、色ムラなどの表示品質が改善されたものとな
り、また、耐衝撃性が向上したものとなる。また、この
ような強度のある柱状スペーサーを有する液晶表示装置
用カラーフィルタは、強誘電性液晶、或いは反強誘電性
液晶を用いた液晶表示装置のようにギャップの狭い液晶
表示装置において、その効果が特に発揮されたものとな
る。
【0015】上記化学式(1)で表されるモノマーは、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPH
A)酸無水物付加体であり、酸無水物としては、例え
ば、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石
酸などの無水物があげられる。柱状スペーサー用感光性
組成物に、このモノマーが含有することにより柱状スペ
ーサーの現像性、特に前記上面面積(S2 )と下面面積
(S1 )との比(S2/S1 )が向上したものとなる。
このモノマーの含有量は、柱状スペーサー用感光性組成
物100重量%に対し、5〜20重量%であることが好
ましいものである。
【0016】上記化学式(2)で表されるモノマーは、
化学式(2)に示すように、ウレタン結合を有するもの
である。柱状スペーサー用感光性組成物に、このモノマ
ーが含有することにより柱状スペーサーとガラス基板と
の密着性が向上したものとなる。このモノマーの含有量
は、柱状スペーサー用感光性組成物100重量%に対
し、0.5〜10重量%であることが好ましいものであ
る。
【0017】柱状スペーサー用感光性組成物を構成する
樹脂は、柱状スペーサー用感光性組成物100重量%に
対し、15〜30重量%、光重合開始剤は、柱状スペー
サー用感光性組成物100重量%に対し、0.05〜
5.0重量%、溶剤は、柱状スペーサー用感光性組成物
100重量%に対し、60〜75重量%、また、上記化
学式(1)及び上記化学式(2)で表されるモノマーの
合計は、柱状スペーサー用感光性組成物100重量%に
対し、5〜20重量%であることが好ましい。また、柱
状スペーサー用感光性組成物の固形分は、10〜40%
であることが好ましい。
【0018】
【実施例】<実施例1> (柱状スペーサー用感光性組成物の調製)以下の組成に
て柱状スペーサー用感光性組成物を調製した。 ・樹脂 (スチレン系樹脂、大阪有機化学(株)製、PLA118) ・・・・・17重量% ・モノマー 下記化学式(3) ・・・・・ 4重量% 下記化学式(4) ・・・・・ 4重量% ・光重合開始剤 (アセトフェノン系、チバガイギー社製、IRG369) ・・・・・ 2重量% ・溶剤 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・・・73重量% 尚、得られた柱状スペーサー用感光性組成物の固形分は
15%であった。
【0019】
【化5】
【0020】
【化6】
【0021】(柱状スペーサーの作製)上記柱状スペー
サー用感光性組成物を用いて、下面面積(S1 )が16
μm×22μm、厚みが0.45μmの柱状スペーサー
を形成し反強誘電性液晶表示装置用カラーフィルタとし
た。形成した柱状スペーサーは、上面面積(S2 )と下
面面積(S1 )との比(S2 /S1 )が約84.6%、
ヤング率が約1.7×105 (N/cm2 )のものであ
った。結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】<比較例1> (柱状スペーサー用感光性組成物の調製)以下の組成に
て柱状スペーサー用感光性組成物を調製した。比較例1
においては、モノマーとして従来から用いられてきたジ
ペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)
を用いた。 ・樹脂 (スチレン系樹脂、大阪有機化学(株)製、PLA118) ・・・・・17重量% ・モノマー DPHA、東亜合成(株)製、M−400・・・・・ 8重量% ・光重合開始剤 (アセトフェノン系、チバガイギー社製、IRG369) ・・・・・ 2重量% ・溶剤 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・・・73重量% 尚、得られた柱状スペーサー用感光性組成物の固形分は
15%であった。
【0024】(柱状スペーサーの作製)上記柱状スペー
サー用感光性組成物を用いて、下面面積(S1 )が16
μm×22μm、厚みが0.45μmの柱状スペーサー
を形成し反強誘電性液晶表示装置用カラーフィルタとし
た。形成した柱状スペーサーは、上面面積(S2 )と下
面面積(S1 )との比(S2 /S1 )が約38%、ヤン
グ率が約1.5×105(N/cm2 )のものであっ
た。結果を表1に示す。
【0025】
【発明の効果】本発明は、樹脂、モノマー、光重合開始
剤、溶剤を主成分とする感光性組成物において、モノマ
ーとして化学式(1)及び化学式(2)で表されるモノ
マーを含有するので、この柱状スペーサー用感光性組成
物を用いて液晶表示装置用カラーフィルタに形成した柱
状スペーサは、上面面積(S2 )と下面面積(S1 )と
の比(S2 /S1 )が大きく、且つヤング率が大きな柱
状スペーサとなる。また、このような柱状スペーサを有
する液晶表示装置用カラーフィルタを用いた液晶表示装
置は、柱状スペーサーの強度が強いのでギャップが不均
一にならず、色ムラなどの発生で表示品質が悪化するこ
とはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図で
ある。
【図2】液晶表示装置用カラーフィルタを液晶表示装置
に使用した例を示す液晶表示装置の部分断面図である。
【図3】柱状スペーサーの平面図である。
【図4】柱状スペーサーのX−X’断面図である。
【符号の説明】
10…液晶表示装置用カラーフィルタ 11、21…透明基板 12…遮光層 13…画素状カラーフィルタ層 14、24…透明導電膜 15…柱状スペーサー 20…対向基板 30…液晶表示装置 S1 …柱状スペーサの下面面積 S2 …柱状スペーサの上面面積
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 5/20 101 G02B 5/20 101 5C094 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 5G435 7/027 502 7/027 502 513 513 7/028 7/028 7/032 7/032 G09F 9/00 321 G09F 9/00 321D 330 330D 9/30 323 9/30 323 Fターム(参考) 2H025 AA00 AB13 BC14 BC43 BC45 BC82 BC85 CA01 CB00 CB16 CC03 2H048 BA48 BB02 BB07 BB08 BB44 2H089 LA09 LA10 MA03X QA03 QA14 RA14 TA12 TA13 4J011 PA27 PA30 PA65 PB30 PC02 QA25 QA35 QA36 QA38 SA01 TA07 4J100 AL67P AL67Q BA02P BA15P BA16P BA38Q CA04 FA03 JA39 5C094 AA03 AA08 AA36 AA43 AA48 BA43 DA12 DA13 EA05 EC03 ED02 FA01 FA02 FB01 FB15 GB10 5G435 AA04 AA07 AA17 BB12 CC12 EE01 FF14 GG12 HH20 KK05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂、モノマー、光重合開始剤、溶剤を主
    成分とする感光性組成物において、該モノマーとして化
    学式(1)及び化学式(2)で表されるモノマーを含有
    することを特徴とする柱状スペーサー用感光性組成物。 【化1】 【化2】
  2. 【請求項2】請求項1記載の柱状スペーサー用感光性組
    成物を用いて柱状スペーサーを設けたことを特徴とする
    液晶表示装置用カラーフィルタ。
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