JP2005202084A - Color filter and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置を形成する際、均一なセルギャップを維持することが可能なカラーフィルタおよびそのカラーフィルタを用いた液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a color filter capable of maintaining a uniform cell gap when forming a liquid crystal display device, and a liquid crystal display device using the color filter.
液晶表示装置は、カラーフィルタ側の透明基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してカラーフィルタの透過光または反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。 In a liquid crystal display device, a transparent substrate on the color filter side and a liquid crystal driving side substrate are opposed to each other, and a liquid crystal compound is sealed between the two to form a thin liquid crystal layer, and the liquid crystal driving side substrate forms a liquid crystal array in the liquid crystal layer. Display is performed by selectively changing the amount of transmitted or reflected light of the color filter under electrical control.
このような液晶表示装置には、スタティック駆動方式、単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式など種々の駆動方式があるが、近年、パーソナルコンピューターや携帯情報端末などのフラットディスプレーとして、アクティブマトリックス方式又は単純マトリックス方式の液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置が急速に普及してきている。 Such a liquid crystal display device has various driving methods such as a static driving method, a simple matrix method, and an active matrix method. Recently, an active matrix method or a simple matrix method is used as a flat display for a personal computer or a portable information terminal. Color liquid crystal display devices using liquid crystal panels are rapidly spreading.
図７は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置パネルの一例である。液晶表示装置１０１は、カラーフィルタ１１と液晶駆動側基板であるＴＦＴアレイ基板１２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部１３を設け、この間隙部１３内に液晶Ｌを充填し、その周囲をシール材１４で密封した構造をとっている。カラーフィルタ１１は、透明基板１５上に、画素間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成されたブラックマトリックス層１６と、各画素を形成するために複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）を所定順序に配列した画素部１７と、保護膜１８と、透明電極膜１９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。
FIG. 7 shows an example of an active matrix liquid crystal display panel. In the liquid
一方、ＴＦＴアレイ基板１２は、透明基板上にＴＦＴ素子を配列し、透明電極膜を設けた構造をとっている（図示せず）。また、カラーフィルタ１１及びこれと対向するＴＦＴアレイ基板１２の内面側には配向膜２０が設けられる。そして、各色に着色された画素の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
On the other hand, the
ここで、間隙部１３の厚さ、すなわちセルギャップ（表示側基板と液晶駆動側基板の間隙距離）は液晶層の厚さそのものであり、色ムラやコントラストムラといった表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能をカラー液晶表示装置に付与するためには、セルギャップを一定且つ均一に維持する必要がある。
Here, the thickness of the
セルギャップを維持する方法としては、間隙部１３内にスペーサとしてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子２１を多数散在させ、カラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板１２とを貼り合わせ、液晶を注入する方法がある。この方法においては、スペーサの大きさをもってセルギャップが決定され、維持される。
As a method of maintaining the cell gap, a large number of spherical or rod-
しかしながら、間隙部内にスペーサとして粒子を散在させる方法では、スペーサの分布が偏り易い等の種々の問題点があった。これら粒子状スペーサの問題点を解消する方法として、図８に示すように、カラーフィルタ１１の内面側であってブラックマトリックス層１６上（非表示領域）に、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサ２２を形成することが行われるようになってきた。柱状スペーサ２２は、カラーフィルタの透明基板上に光硬化性樹脂を均一な厚みに塗布し、得られた塗膜をフォトリソグラフィーによってパターン露光して硬化させることによって、液晶表示装置の有効表示領域内および有効表示領域外におけるブラックマトリックス層の形成領域内、すなわち非表示領域に形成される。
However, the method of dispersing particles as spacers in the gap portion has various problems such as the spacer distribution being easily biased. As a method for solving these problems of the particulate spacer, as shown in FIG. 8, the height corresponding to the cell gap is provided on the inner surface side of the
この際、上記有効表示領域内と有効表示領域外とでは、通常同じ高さを有する柱状スペーサが形成される。しかしながらこの場合、例えば図９に示すように、液晶表示装置の有効表示領域内、すなわちカラーフィルタの画素部２が形成された領域ａ内では、遮光部３上に画素部２等、他の部材が形成されている場合がある。そのため、有効表示領域外ｂに形成された柱状スペーサ４より、有効表示領域ａ内に形成された柱状スペーサ４の方が、実質的には高さが高いものとなる。そのため、このような柱状スペーサ４を有するカラーフィルタの透明基板１と、液晶駆動側基板１２とを対向させた場合、有効表示領域ａの中心部のギャップが広くなってしまう。そこで、液晶表示装置を製造する際には、カラーフィルタと液晶駆動側基板を対向させて液晶を封入するセル組みを行った後、プレス等によって、ギャップが均一なものとされている。
At this time, columnar spacers having the same height are usually formed in the effective display area and outside the effective display area. However, in this case, for example, as shown in FIG. 9, in the effective display area of the liquid crystal display device, that is, in the area a where the color
しかしながら、近年、液晶表示装置の大面積化が求められており、このような大面積の液晶表示装置の製造においては、セル組み後、真空プレス等によって圧力をかけた場合、圧力が弱いため、ギャップが均一とならず、液晶表示装置の色ムラや表示不良等が発生する場合等があった。
なお、本発明に関する先行技術は、発見されていない。
However, in recent years, the liquid crystal display device has been required to have a large area, and in the production of such a large area liquid crystal display device, when pressure is applied by a vacuum press or the like after cell assembly, the pressure is weak, In some cases, the gap is not uniform and color unevenness or display failure of the liquid crystal display device occurs.
In addition, the prior art regarding this invention has not been discovered.
以上のことから、液晶表示装置のセル組みの際、透明基板間のギャップを一定に製造することが可能な柱状スペーサを有するカラーフィルタの提供が望まれている。 In view of the above, it is desired to provide a color filter having columnar spacers capable of manufacturing a gap between transparent substrates at a constant level when assembling cells of a liquid crystal display device.
本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された画素部と、上記透明基板上かつ上記画素部間に形成された遮光部と、上記遮光部上に形成された柱状スペーサとを少なくとも有するカラーフィルタであって、
上記カラーフィルタの有効表示領域の中心部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数より、上記有効表示領域の端部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が多いことを特徴とするカラーフィルタを提供する。
The present invention includes at least a transparent substrate, a pixel portion formed on the transparent substrate, a light shielding portion formed on the transparent substrate and between the pixel portions, and a columnar spacer formed on the light shielding portion. A color filter comprising:
Wherein the more effective display number of 1 mm 2 per the columnar spacer formed in the center of the region of the color filter, the number of 1 mm 2 per the columnar spacer formed on an end portion of the effective display area is large A color filter is provided.
本発明によれば、カラーフィルタの有効表示領域の中心部における柱状スペーサの個数密度より端部における柱状スペーサの個数密度の方が大きいことから、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させて液晶表示装置を製造する際、有効表示領域の中心部では、液晶駆動側基板を支える柱状スペーサの数が少なく、押し返す力が弱いため、有効表示領域の中心部で透明基板と液晶駆動側基板とのギャップが他の部分と比較して広くなることを軽減することができる。これにより、均一なギャップを有する液晶表示装置を製造可能なカラーフィルタとすることができるのである。また、本発明によれば、各柱状スペーサの高さや材料等を変える必要がなく、一回の工程で全ての柱状スペーサを形成することができ、製造効率やコストの面からも好ましいカラーフィルタとすることができる。 According to the present invention, since the number density of the columnar spacers at the end is larger than the number density of the columnar spacers at the center of the effective display area of the color filter, the color filter and the liquid crystal driving side substrate are opposed to each other. When manufacturing a display device, the number of columnar spacers supporting the liquid crystal drive side substrate is small in the center of the effective display region, and the force to push back is weak. Therefore, the transparent substrate and the liquid crystal drive side substrate are centered in the center of the effective display region. It is possible to reduce the widening of the gap as compared with other portions. Thereby, a color filter capable of manufacturing a liquid crystal display device having a uniform gap can be obtained. In addition, according to the present invention, it is not necessary to change the height or material of each columnar spacer, and all columnar spacers can be formed in a single process, which is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency and cost. can do.
上記発明においては、上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が、上記有効表示領域の中心部から端部にかけて連続的に増加するものであってもよく、また上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が、上記有効表示領域の中心部から端部にかけて階段状に増加するものであってもよい。どちらの態様であっても、液晶表示装置を製造する際、柱状スペーサ上に配置された液晶駆動側基板と透明基板とのギャップが、有効表示領域中心部で広くなることを軽減することができるからである。 In the above invention, the number of 1 mm 2 per the columnar spacers, the effective display area center may be one which increases continuously toward the ends from, also the number of 1 mm 2 per the columnar spacer Further, it may increase stepwise from the center to the end of the effective display area. In either embodiment, when the liquid crystal display device is manufactured, it is possible to reduce the gap between the liquid crystal driving side substrate disposed on the columnar spacer and the transparent substrate from becoming wide at the center of the effective display area. Because.
また、柱状スペーサの個数が階段状に増加する場合においては、上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が、２段階から４段階で変化するものとすることができる。柱状スペーサの個数密度をこのような段階数変化させることによって、本発明のカラーフィルタが液晶表示装置に用いられた場合、透明基板と対向する液晶駆動側基板とを、均一なギャップとすることができるからである。 When the number of columnar spacers increases stepwise, the number of the columnar spacers per 1 mm 2 can be changed in two to four steps. By changing the number density of the columnar spacers in such a number of steps, when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device, the transparent substrate and the liquid crystal driving side substrate opposed to each other can be made a uniform gap. Because it can.
また、柱状スペーサの個数が階段状に増加する場合においては、上記有効表示領域の対角線の中心から対角線に沿って５ｃｍ〜２５ｃｍの範囲内で同一の距離離れた４点を結んだ第１境界線に囲まれた領域を第１領域とし、上記第１境界線から５ｃｍ〜２５ｃｍの範囲内で同一の距離離れた４点を結んだ第２境界線と第１境界線とに囲まれた領域を第２領域とし、同様に第ｎ境界線と第（ｎ−１）境界線とに囲まれた領域を第ｎ領域とした場合、第ｎ領域の１ｍｍ２当たりの上記柱状スペーサの個数が、（ｎ−１）領域の１．１倍〜１．８倍の範囲内となっているものとすることができる。（ここで、ｎは２〜１０までの自然数とする。） When the number of columnar spacers increases stepwise, the first boundary line connecting four points separated by the same distance within the range of 5 cm to 25 cm along the diagonal line from the diagonal center of the effective display area. A region surrounded by is defined as a first region, and a region surrounded by a second boundary line and a first boundary line connecting four points separated by the same distance within a range of 5 cm to 25 cm from the first boundary line. When the second region and the region surrounded by the nth boundary line and the (n−1) th boundary line are the nth region, the number of the columnar spacers per 1 mm 2 of the nth region is ( n-1) It may be within a range of 1.1 to 1.8 times the region. (Here, n is a natural number from 2 to 10.)
有効表示領域内における柱状スペーサの分布を、このようなものとすることにより、本発明のカラーフィルタが、液晶表示装置に用いられた際、透明基板と対向する液晶駆動側基板とを、均一なギャップとすることができるからである。 By setting the distribution of the columnar spacers in the effective display area as described above, when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device, the liquid crystal driving side substrate facing the transparent substrate is made uniform. This is because it can be a gap.
また、本発明は上述したいずれかのカラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供する。 The present invention also provides a liquid crystal display device using any of the color filters described above.
本発明によれば、上述したカラーフィルタは、有効表示領域の中心部の柱状スペーサの個数密度が小さいことから、セル組みの際、有効表示領域の中心部で、透明基板と対向する液晶駆動側基板とのギャップが広くなることを軽減することができ、高品質な液晶表示装置とすることができる。 According to the present invention, the above-described color filter has a small number density of columnar spacers at the center of the effective display area, and therefore, when assembling cells, the liquid crystal driving side facing the transparent substrate at the center of the effective display area. A wide gap with the substrate can be reduced, and a high-quality liquid crystal display device can be obtained.
本発明によれば、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させて液晶表示装置を製造する際、有効表示領域の中心部では、液晶駆動側基板を支える柱状スペーサの数が少なく、押し返す力が弱いため、有効表示領域の中心部で透明基板と液晶駆動側基板とのギャップが他の部分と比較して広くなることを軽減することができる。これにより、均一なギャップを有する液晶表示装置を製造可能なカラーフィルタとすることができる、という効果を奏する。またさらに、各柱状スペーサの高さや材料等を変える必要がなく、一回の工程で全ての柱状スペーサを形成することができ、製造効率やコストの面からも好ましいカラーフィルタとすることができる。 According to the present invention, when manufacturing a liquid crystal display device with the color filter and the liquid crystal drive side substrate facing each other, the number of columnar spacers supporting the liquid crystal drive side substrate is small in the center of the effective display area, and the pushing force is reduced. Since it is weak, it can be reduced that the gap between the transparent substrate and the liquid crystal driving side substrate is widened in the central portion of the effective display area as compared with other portions. As a result, the color filter capable of manufacturing a liquid crystal display device having a uniform gap can be obtained. Furthermore, it is not necessary to change the height, material, and the like of each columnar spacer, and all the columnar spacers can be formed in a single process, and a color filter that is preferable in terms of manufacturing efficiency and cost can be obtained.
本発明は、均一なセルギャップを維持し、かつ表示品質に優れた液晶表示装置を製造可能なカラーフィルタ、およびそのカラーフィルタを用いた液晶表示装置に関するものである。以下、それぞれについて詳しく説明する。 The present invention relates to a color filter capable of producing a liquid crystal display device having a uniform cell gap and excellent display quality, and a liquid crystal display device using the color filter. Each will be described in detail below.
Ａ．カラーフィルタ
まず、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、、透明基板と、上記透明基板上に形成された画素部と、上記透明基板上かつ上記画素部間に形成された遮光部と、上記遮光部上に形成された柱状スペーサとを少なくとも有するカラーフィルタであって、
上記カラーフィルタの有効表示領域の中心部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数より、上記有効表示領域の端部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が多いものである。ここで、有効表示領域とは、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際に、表示部として用いられる領域であり、本発明においては、カラーフィルタ上の画素部およびその画素部間に遮光部が形成されている領域をいうこととする。また、有効表示領域の中心部に形成された柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数より、上記有効表示領域の端部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が多いとは、有効表示領域の対角線における中心からの距離を２等分した点となる４点を結んだ線の、内側の領域に形成された柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数が、外側の領域に形成された柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数より多いことをいうとする。
A. Color Filter First, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention includes a transparent substrate, a pixel portion formed on the transparent substrate, a light shielding portion formed on the transparent substrate and between the pixel portions, and a columnar shape formed on the light shielding portion. A color filter having at least a spacer,
Than the number of effective display 1 mm 2 per the columnar spacer formed in the center region of the color filter, but the number of 1 mm 2 per the effective display area end the columnar spacers formed of many . Here, the effective display area is an area used as a display unit when the color filter is used in a liquid crystal display device. In the present invention, the pixel unit on the color filter and a light shielding unit between the pixel units. It is assumed that the region where is formed. In addition, the number of the columnar spacers formed at the end of the effective display region per 1 mm 2 is larger than the number of columnar spacers formed at the center of the effective display region per 1 mm 2. The average number per 1 mm 2 of the columnar spacers formed in the inner region of the line connecting the four points, which are the points obtained by dividing the distance from the center of the diagonal line into two, is the columnar shape formed in the outer region. It is said that the number is larger than the average number of spacers per 1 mm 2 .
本発明のカラーフィルタは、例えば図１に示すように、透明基板１と、その透明基板１上に形成された画素部２と、その画素部２間に形成された遮光部３と、その遮光部３上に形成された柱状スペーサ４とを少なくとも有するカラーフィルタであり、例えば図２に示すように、画素部２が形成されている有効表示領域の中心部に形成された柱状スペーサ４の個数より、その有効表示領域の端部に形成された柱状スペーサ４の個数の方が多いものである。
For example, as shown in FIG. 1, the color filter of the present invention includes a transparent substrate 1, a
一般的な液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいては、有効表示領域内と有効表示領域外とで、同じ高さを有する柱状スペーサが形成される。この際、有効表示領域内の遮光部上に画素部等、他の部材が形成されていることがあるため、この有効表示領域内の遮光部上に形成された柱状スペーサの高さは、有効表示領域外に形成された柱状スペーサの高さより、実質的には高さが高いものとなる。そのため、このような柱状スペーサを有するカラーフィルタを液晶表示装置に用いる際、透明基板と、対向する液晶駆動側基板とを配置した場合、有効表示領域の中心部のギャップが広くなってしまう。これにより、製造された液晶表示装置の透明基板と液晶駆動側基板とのギャップが一定とはならず、表示不良や色ムラの原因となる場合がある。 In a color filter used in a general liquid crystal display device, columnar spacers having the same height are formed in the effective display area and outside the effective display area. At this time, since other members such as a pixel portion may be formed on the light shielding portion in the effective display region, the height of the columnar spacer formed on the light shielding portion in the effective display region is effective. The height is substantially higher than the height of the columnar spacer formed outside the display area. Therefore, when a color filter having such columnar spacers is used in a liquid crystal display device, if a transparent substrate and an opposing liquid crystal driving side substrate are disposed, the gap at the center of the effective display area becomes wide. As a result, the gap between the transparent substrate of the manufactured liquid crystal display device and the liquid crystal driving side substrate is not constant, which may cause display defects and color unevenness.
一方、本発明においては、有効表示領域の中心部における柱状スペーサの個数密度が、有効表示領域の端部側の柱状スペーサの個数密度と比較して小さいことから、カラーフィルタが液晶駆動側基板と貼り合わせられる際に、有効表示領域の中心部において、液晶駆動側基板を支える柱状スペーサを少ないものとすることができる。これにより有効表示領域の中心部において液晶駆動側基板を押し返す力が弱くなり、有効表示領域の中心部で透明基板と液晶駆動側基板とのギャップが他の部分と比較して広くなることを軽減することができるのである。
以下、本発明のカラーフィルタの各構成について説明する。
On the other hand, in the present invention, the number density of the columnar spacers in the center of the effective display area is smaller than the number density of the columnar spacers on the end side of the effective display area. At the time of bonding, the number of columnar spacers that support the liquid crystal driving side substrate can be reduced in the center of the effective display area. As a result, the force to push back the liquid crystal drive side substrate at the center of the effective display area is weakened, and the gap between the transparent substrate and the liquid crystal drive side substrate at the center of the effective display area is reduced compared to other parts. It can be done.
Hereinafter, each configuration of the color filter of the present invention will be described.
１．柱状スペーサ
まず、本発明のカラーフィルタに用いられる柱状スペーサについて説明する。本発明のカラーフィルタに用いられる柱状スペーサは、後述する遮光部上に形成されるものであり、カラーフィルタの有効表示領域の中心部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数より、上記有効表示領域の端部に形成された上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数の方が多く形成されているものである。
1. Columnar spacer First, the columnar spacer used for the color filter of this invention is demonstrated. The columnar spacer used in the color filter of the present invention is formed on a light shielding portion to be described later. From the number per 1 mm 2 of the columnar spacer formed at the center of the effective display area of the color filter, The number of the columnar spacers formed at the end of the effective display area is larger than that per 1 mm 2 .
具体的には有効表示領域の対角線における中心からの距離を２等分した点となる４点を結んだ線の、内側の領域に形成された柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数を１とした場合に、外側の領域に形成された柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数が１．１〜１．８の範囲内、中でも１．１〜１．４の範囲内となることが好ましい。 Specifically, the average number per 1 mm 2 of the columnar spacers formed in the inner region of the line connecting the four points, which are the points obtained by dividing the distance from the center of the diagonal line of the effective display region into two equal parts, is 1. In this case, the average number of columnar spacers formed in the outer region per 1 mm 2 is preferably in the range of 1.1 to 1.8, and more preferably in the range of 1.1 to 1.4.
本発明においては、有効表示領域の中心部に形成された柱状スペーサの個数密度が、有効表示領域の端部に形成された柱状スペーサの個数密度より小さいものであり、その有効表示領域内の柱状スペーサの分布としては、例えば以下の２つの実施態様とすることができる。第１実施態様としては、中心側から端部にかけて、階段状に柱状スペーサの個数が増加する場合であり、また第２実施態様としては、中心側から端部にかけて、連続的に柱状スペーサの個数が増加する場合である。以下、それぞれの実施態様についてわけて説明する。 In the present invention, the number density of columnar spacers formed at the center of the effective display area is smaller than the number density of columnar spacers formed at the end of the effective display area. As the distribution of the spacers, for example, the following two embodiments can be used. In the first embodiment, the number of columnar spacers increases stepwise from the center side to the end, and in the second embodiment, the number of columnar spacers continuously from the center side to the end. Is an increase. Hereinafter, each embodiment will be described separately.
（１）第１実施態様
本発明に用いられる柱状スペーサの有効表示領域内での分布の第１実施態様は、柱状スペーサの数が、中心側から端部にかけて、階段状に個数が増加するものである。中心部から端部にかけて階段状に個数が増加するとは、例えば図３（ａ）に模式的に示すように、有効表示領域ｘの中心部を含む領域ａにおける柱状スペーサの個数密度よりその外側の領域ｂにおける柱状スペーサの個数密度が高く、さらにその外側の領域ｃにおける個数密度が高く、端部を含む領域ｄにおける柱状スペーサの個数密度が最も高いものであり、上記各領域(ａ、ｂ、ｃおよびｄ)内では、柱状スペーサの個数密度がほぼ一定とされる。この場合、有効表示領域の中心部からの距離と、個数密度の関係は、図３（ｂ）に示されるようなものとなる。
(1) First Embodiment In the first embodiment of the distribution of the columnar spacers used in the present invention within the effective display area, the number of columnar spacers increases stepwise from the center to the end. It is. For example, as schematically shown in FIG. 3A, the number of steps increases from the center to the end. The number of columnar spacers in the region a including the center of the effective display region x is outside the number density of columnar spacers. The number density of the columnar spacers in the region b is high, the number density in the outer region c is high, and the number density of the columnar spacers in the region d including the end is the highest, and each of the regions (a, b, Within c and d), the number density of columnar spacers is substantially constant. In this case, the relationship between the distance from the center of the effective display area and the number density is as shown in FIG.
本実施態様において、このような一定の個数密度を有する領域の形状は、特に限定されるものではないが、例えば図３（ａ）に示すように、それぞれの領域（図３（ａ）においてａ、ｂ、ｃ、およびｄで表される）の境界が、有効表示領域ｘの外周と平行となるようにされていることが好ましい。 In the present embodiment, the shape of such a region having a constant number density is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 3A, each region (a in FIG. , B, c, and d) are preferably parallel to the outer periphery of the effective display area x.
ここで、本実施態様においては、上述したように中心側から端部にかけて、階段状に柱状スペーサの個数が増加するように分布するものであれば、その段階数や、各段階の面積、形成される柱状スペーサの個数等は特に限定されるものではないが、特に以下の２つの態様であることが好ましい。 Here, in the present embodiment, as described above, the number of steps, the area of each step, and the formation are formed as long as the number of columnar spacers increases stepwise from the center side to the end portion. The number of columnar spacers to be used is not particularly limited, but the following two modes are particularly preferable.
１つ目の態様としては、柱状スペーサの個数密度が、２段階から４段階で中心部から端部にかけて変化する場合である。これにより、柱状スペーサを形成する際の設計等を容易なものとすることができる。 In the first mode, the number density of the columnar spacers changes from the center to the end in two to four stages. Thereby, the design etc. at the time of forming a columnar spacer can be made easy.
ここで、上記柱状スペーサの密度が２段階で変化する場合には、中心部を含む個数密度の低い領域の面積を１としたとき、端部を含む個数密度の高い領域の面積は０．３〜４．０、中でも０．５〜３．５の範囲内とされることが好ましい。またこの際、中心部を含む個数密度の低い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均を１とした場合に、端部の個数密度の高い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均は、１．１〜１．８、中でも１．１〜１．４の範囲内とされることが好ましい。 Here, when the density of the columnar spacers changes in two stages, the area of the high number density region including the end portion is 0.3 when the area of the low number density region including the central portion is 1. It is preferable to be in the range of ˜4.0, especially 0.5˜3.5. In this case, when the average number per 1 mm 2 of the low density region including the central part is 1, the average number per 1 mm 2 of the high number density region at the end is 1.1 to It is preferable to be in the range of 1.8, especially 1.1 to 1.4.
また、上記柱状スペーサの密度が３段階で変化する場合には、中心部を含む個数密度の低い領域の面積を１としたとき、中心部を含む領域と端部を含む領域との間に形成される領域の面積は、０．３〜４．０、中でも０．５〜３．５の範囲内とされることが好ましく、端部を含む個数密度の高い領域の面積は０．３〜４．０、中でも０．５〜３．５の範囲内とされることが好ましい。またこの際、中心部を含む個数密度の低い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均を１とした場合に、中心部を含む領域と端部を含む領域との間に形成される領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均は、１．１〜１．８、中でも１．１〜１．４の範囲内とされることが好ましく、端部を含む個数密度の高い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均は、１．２〜３．５、中でも１．２〜２．０の範囲内とされることが好ましい。 Further, when the density of the columnar spacers changes in three steps, the area of the low number density region including the central portion is defined as 1, and the region is formed between the region including the central portion and the region including the end portion. The area of the region to be formed is preferably in the range of 0.3 to 4.0, particularly 0.5 to 3.5. 0.0, especially 0.5 to 3.5 is preferable. At this time, when the average number per 1 mm 2 of the low number density region including the central portion is 1, 1 mm 2 of the region formed between the region including the central portion and the region including the end portion. The average number per hit is preferably in the range of 1.1 to 1.8, and more preferably 1.1 to 1.4, and the average of the number per 1 mm 2 of the region having a high number density including the end portions. Is preferably in the range of 1.2 to 3.5, particularly 1.2 to 2.0.
また、上記柱状スペーサの密度が４段階で変化する場合には、中心部を含む個数密度の低い領域の面積を１としたとき、その中心部を含む領域に隣接する２番目に個数密度の低い領域の面積は、０．３〜４．０、中でも０．５〜３．５の範囲内とされることが好ましい。またその領域に隣接する３番目に個数密度の低い領域の面積は、０．３〜４．０、中でも０．５〜３．５の範囲内とされることが好ましく、さらに、端部を含む個数密度が最も高い領域の面積は０．５〜４．０、中でも０．５〜３．５の範囲内とされることが好ましい。この際、中心部を含む個数密度の低い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均を１とした場合に、その中心部を含む領域に隣接する２番目に個数密度の低い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均は、１．１〜１．８、中でも１．１〜１．４の範囲内とされることが好ましく、その領域に隣接する３番目に個数密度の低い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均は、１．２〜３．５、中でも１．２〜２．０の範囲内とされることが好ましい。またさらに、端部を含む個数密度が最も高い領域の１ｍｍ２当たりの個数の平均は、１．３〜６．０、中でも１．３〜３．５の範囲内とされることが好ましい。 Further, when the density of the columnar spacers changes in four stages, assuming that the area of the low number density region including the central portion is 1, the second lowest number density adjacent to the region including the central portion is used. The area of the region is preferably in the range of 0.3 to 4.0, particularly 0.5 to 3.5. The area of the third lowest number density region adjacent to the region is preferably in the range of 0.3 to 4.0, and more preferably in the range of 0.5 to 3.5, and further includes an end portion. The area of the region having the highest number density is preferably in the range of 0.5 to 4.0, particularly 0.5 to 3.5. At this time, when the average of the number of 1 mm 2 per area of low number density including the central portion and 1, the number of 1 mm 2 per second low number density in a region adjacent to the region including the central portion Is preferably in the range of 1.1 to 1.8, and more preferably 1.1 to 1.4, and the number per 1 mm 2 of the third lowest number density region adjacent to the region is The average is preferably 1.2 to 3.5, more preferably 1.2 to 2.0. Furthermore, the average of the number per 1 mm 2 of the region having the highest number density including the end portion is preferably in the range of 1.3 to 6.0, particularly 1.3 to 3.5.
各段階の面積や個数密度を上記のようなものとすることによって、本態様のカラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、有効表示領域の中心部で透明基板と液晶駆動側基板とのギャップが他の部分と比較して広くなることをより軽減することができるのである。 By setting the area and number density of each step as described above, when the color filter of this embodiment is used in a liquid crystal display device, the gap between the transparent substrate and the liquid crystal driving side substrate at the center of the effective display area. Can be further reduced compared to other parts.
また、２つ目の態様としては、例えば図４に示すように、上記有効表示領域ｘの対角線ｙの中心ｏから対角線ｙに沿って同一の所定の距離ｅ１離れた４点を結んだ第１境界線に囲まれた第１領域ａにおける上記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数を基準として、有効表示領域内の柱状スペーサの個数密度を決定する場合である。この場合、第１領域ａに隣接する第２領域ｂは、対角線ｙに沿って第１境界線からｅ２離れた４点を結んだ第２境界線と、第１境界線とに囲まれた領域とされる。また、その第２領域の外側に形成される第３領域ｃは、対角線ｙに沿って第２境界線からｅ３離れた４点を結んだ第３境界線と、第２境界線とに囲まれた領域とされる。すなわち、第ｎ領域は、第ｎ境界線と第（ｎ−１）境界線とに囲まれた領域とすることができる。ここで、ｎは２から１０までの自然数をいうこととする。また、各領域内での対角線ｙ上の距離ｅ（ｅ１、ｅ２、ｅ３、・・・ｅｎ）は、５ｃｍ〜２５ｃｍの範囲内とされ、好ましくは８ｃｍ〜１８ｃｍ、特に８ｃｍ〜１５ｃｍの範囲内とされる。ここで、上記の距離ｅは、各領域内で４点が同じ距離とされる。本態様によれば、カラーフィルタの面積にあわせて、個数密度の異なる段階の数を調整することができるのである。 As a second mode, for example, as shown in FIG. 4, four points separated by the same predetermined distance e 1 from the center o of the diagonal line y of the effective display region x along the diagonal line y are connected. This is a case where the number density of the columnar spacers in the effective display region is determined based on the average number of the columnar spacers per 1 mm 2 in the first region a surrounded by one boundary line. In this case, the second region b adjacent to the first region a is surrounded by the first boundary line and the second boundary line connecting four points separated by e 2 from the first boundary line along the diagonal line y. It is considered as an area. The third region c formed outside the second region is surrounded by the third boundary line connecting the four points separated by e 3 from the second boundary line along the diagonal line y, and the second boundary line. It is assumed that That is, the nth region can be a region surrounded by the nth boundary line and the (n−1) th boundary line. Here, n is a natural number from 2 to 10. Further, the distance e (e 1 , e 2 , e 3 ,..., E n ) on the diagonal line y in each region is in the range of 5 cm to 25 cm, preferably 8 cm to 18 cm, particularly 8 cm to 15 cm. Within the range of Here, the distance e is the same distance at four points in each region. According to this aspect, the number of stages having different number densities can be adjusted in accordance with the area of the color filter.
またこの際、各領域の柱状スペーサの個数密度としては、第（ｎ−１）領域の柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数を１とした場合、上記第ｎ領域の柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数が、１．１〜１．８、好ましくは１．１〜１．４とされる。なお、上記第１領域の柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの平均の個数としては、カラーフィルタの面積や種類等にもよるが、通常３個〜３０個、中でも５個〜２０個、特に５個〜１５個の範囲内とされることが好ましい。 Also at this time, as the number density of the columnar spacers in each region, the (n-1) If the average number of 1 mm 2 per columnar spacer region was 1, 1 mm 2 per columnar spacers of the first n-type region Is an average number of 1.1 to 1.8, preferably 1.1 to 1.4. The average number of the columnar spacers in the first region per 1 mm 2 is usually 3 to 30, more preferably 5 to 20, especially 5 to 4, depending on the area and type of the color filter. It is preferable to be within the range of 15.
ここで本実施態様においては、上述した第１の態様および第２の態様のいずれの態様においても、同様の方法で柱状スペーサを形成することができる。上述したような個数密度で柱状スペーサを形成する方法としては、通常この分野において用いられる製造方法、具体的にはスピンコータにより光硬化性樹脂組成物等を塗布し、フォトリソグラフィー法によりパターンニングし、硬化することにより製造する方法等を用いることができる。このパターニングの際、用いられるフォトマスクの形状を上述した個数密度を有するものとすること等によって、上述したような柱状スペーサを形成することができるのである。 Here, in the present embodiment, the columnar spacer can be formed by the same method in any of the first and second aspects described above. As a method of forming the columnar spacers with the number density as described above, a manufacturing method usually used in this field, specifically, a photocurable resin composition or the like is applied by a spin coater, and patterned by a photolithography method, A method of manufacturing by curing can be used. In the patterning, the columnar spacers as described above can be formed by making the shape of the photomask used to have the number density described above.
また、上述したような柱状スペーサの形状については、特に限定されるものではなく、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられる際、カラーフィルタにおける透明基板と、対向する液晶駆動側基板との間隙を一定に保つことが可能な形状であれば、特に限定されるものではなく、例えば円柱状や角柱状のもの、頂部が切断された円錐状や角錐状のもの等とすることができる。 Further, the shape of the columnar spacer as described above is not particularly limited. When the color filter is used in a liquid crystal display device, the gap between the transparent substrate in the color filter and the opposite liquid crystal driving side substrate is constant. The shape is not particularly limited as long as the shape can be maintained, for example, a cylindrical shape or a prismatic shape, a conical shape or a pyramidal shape in which the top portion is cut, and the like.
またさらに、有効表示領域内および有効表示領域外に形成される柱状スペーサの高さは、一定のものとされ、カラーフィルタの面積や用途等にもよるが、通常１．５μｍ〜８μｍ、中でも２μｍ〜６μｍとされる。 Furthermore, the height of the columnar spacers formed inside and outside the effective display region is constant, and is usually 1.5 μm to 8 μm, especially 2 μm, depending on the area and application of the color filter. ˜6 μm.
このような製造の際に用いられる光硬化性樹脂組成物としては、少なくとも多官能アクリレートモノマー、ポリマー及び光重合開始剤を含有する組成物が好ましく用いられる。 As the photocurable resin composition used in such production, a composition containing at least a polyfunctional acrylate monomer, a polymer and a photopolymerization initiator is preferably used.
光硬化性樹脂組成物に配合される多官能アクリレートモノマーとしては、アクリル基やメタクリル基等のエチレン性不飽和結合含有基を２つ以上有する化合物、具体的には、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等を例示することができる。 As a polyfunctional acrylate monomer blended in the photocurable resin composition, a compound having two or more ethylenically unsaturated bond-containing groups such as an acryl group and a methacryl group, specifically, ethylene glycol (meth) acrylate, Diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, hexane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (Meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, pentae Suritoru (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate can be exemplified dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
上記多官能アクリレートモノマーは、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本実施態様において（メタ）アクリルとはアクリル又はメタクリルのいずれかであることを意味し、（メタ）アクリレートとはアクリレート基又はメタクリレートのいずれかであることを意味する。 You may use the said polyfunctional acrylate monomer in combination of 2 or more type. In addition, in this embodiment, (meth) acryl means that it is either acrylic or methacryl, and (meth) acrylate means that it is either an acrylate group or a methacrylate.
本実施態様では、このような多官能アクリレートモノマーの含有量を、光硬化性樹脂組成物の総固形分に対して５０重量％以上とすることが好ましい。ここで総固形分とは、溶剤以外の全ての成分の合計量であり、液状のモノマー成分も含まれる。 In this embodiment, the content of such a polyfunctional acrylate monomer is preferably 50% by weight or more based on the total solid content of the photocurable resin composition. Here, the total solid content is the total amount of all components other than the solvent, and includes liquid monomer components.
上記の多官能アクリレートモノマーは、３官能以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマーを含むことが好ましく、その含有量は多官能アクリレートモノマーの使用量の約３０〜９５重量％を占めることが好ましい。 The polyfunctional acrylate monomer preferably includes a monomer having a trifunctional or higher ethylenic unsaturated bond, and the content thereof preferably accounts for about 30 to 95% by weight of the amount of the polyfunctional acrylate monomer used.
光硬化性樹脂組成物の多官能アクリレートモノマーの含有量を多くすると、広い温度範囲において強度の高いスペーサを形成することができる。しかしながら、その半面、良好な現像性が得られ難くなり、パターンエッジ形状の精度が落ちたり、目的とする形状が得られない等の不都合が生じやすくなる。その理由は、光硬化性樹脂組成物に多官能アクリレートモノマーを多量に配合すると硬化後の架橋密度が非常に高くなるため硬度を硬くすることは可能であるが、現像時の可溶性が落ちすぎてしまい、良好な現像性を得る点では不利になるためと推測される。 When the content of the polyfunctional acrylate monomer in the photocurable resin composition is increased, a high-strength spacer can be formed in a wide temperature range. However, on the other hand, it becomes difficult to obtain good developability, and the inconvenience that the accuracy of the pattern edge shape is lowered and the target shape cannot be obtained easily occurs. The reason for this is that if a large amount of polyfunctional acrylate monomer is added to the photocurable resin composition, the crosslink density after curing becomes very high, so the hardness can be increased, but the solubility during development is too low. This is presumed to be disadvantageous in obtaining good developability.
このような不都合を解決するためには、３官能以上の多官能アクリレートモノマーの中でも、一分子内に１つ以上の酸性基と３つ以上のエチレン性不飽和結合を有するもの（以下、「３官能以上の酸性多官能アクリレートモノマー」という）を用いることが好ましい。 In order to solve such inconvenience, among trifunctional or higher polyfunctional acrylate monomers, those having one or more acidic groups and three or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule (hereinafter referred to as “3 It is preferable to use a "functional or more acidic polyfunctional acrylate monomer".
３官能以上の酸性多官能アクリレートモノマーは、樹脂組成物の架橋密度を向上させる役割と、アルカリ現像性を向上させる役割を有する。そのため、当該酸性多官能アクリレートモノマーを含有する樹脂組成物を用いて柱状スペーサを形成する場合には、当該柱状スペーサのエッジ形状が良好となり、また目的とする形状の柱状スペーサを形成しやすい。さらに、室温での弾性変形率に優れ、特にカラーフィルタを液晶表示装置に用いる際の、セル圧着時やその後の取り扱い時において塑性変形しにくい充分な硬度と、液晶の熱的な収縮及び膨張に追従し得るしなやかさを持つ柱状スペーサーを形成し得る。 The trifunctional or higher acidic polyfunctional acrylate monomer has a role of improving the crosslinking density of the resin composition and a role of improving alkali developability. Therefore, when the columnar spacer is formed using the resin composition containing the acidic polyfunctional acrylate monomer, the edge shape of the columnar spacer is good, and the columnar spacer having a desired shape is easily formed. Furthermore, it has an excellent elastic deformation rate at room temperature, especially when using color filters in liquid crystal display devices, with sufficient hardness that prevents plastic deformation during cell crimping and subsequent handling, and thermal contraction and expansion of liquid crystals. A columnar spacer having the flexibility to follow can be formed.
酸性多官能アクリレートモノマーの酸性基は、アルカリ現像が可能なものであればよく、例えばカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられるが、アルカリ現像性及び樹脂組成物の取り扱い性の点からカルボキシル基が好ましい。 The acidic group of the acidic polyfunctional acrylate monomer only needs to be capable of alkali development, and examples thereof include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. To carboxyl group.
上記したような３官能以上の酸性多官能アクリレートモノマーとしては、（１）水酸基含有多官能（メタ）アクリレートを二塩基酸無水物で変性することによりカルボキシル基を導入した多官能（メタ）アクリレート、或いは、（２）芳香族多官能（メタ）アクリレートを濃硫酸や発煙硫酸で変性することによりスルホン酸基を導入した多官能（メタ）アクリレート等を用いることができる。 As the above-described trifunctional or higher functional polyfunctional acrylate monomer, (1) a polyfunctional (meth) acrylate having a carboxyl group introduced by modifying a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate with a dibasic acid anhydride, Alternatively, (2) a polyfunctional (meth) acrylate having a sulfonic acid group introduced by modifying an aromatic polyfunctional (meth) acrylate with concentrated sulfuric acid or fuming sulfuric acid can be used.
３官能以上の酸性多官能アクリレートモノマーとしては、下記一般式（１）および（２）で表されるものが好ましい。 As the trifunctional or higher functional polyfunctional acrylate monomer, those represented by the following general formulas (1) and (2) are preferable.
（式（１）中、ｎは０〜１４であり、ｍは１〜８である。式（２）中、Ｒは式（１）と同様であり、ｎは０〜１４であり、ｐは１〜８であり、ｑは１〜８である。一分子内に複数存在するＲ、Ｔ、Ｇは、各々同一であっても、異なっていても良い。） (In Formula (1), n is 0-14 and m is 1-8. In Formula (2), R is the same as Formula (1), n is 0-14, p is 1 to 8 and q is 1 to 8. A plurality of R, T, and G present in one molecule may be the same or different.
式（１）および（２）で表される酸性多官能アクリレートモノマーとして、具体的には、例えば、東亞合成株式会社製のカルボキシル基含有３官能アクリレートであるＴＯ−７５６、及びカルボキシル基含有５官能アクリレートであるＴＯ−１３８２が挙げられる。 Specific examples of the acidic polyfunctional acrylate monomer represented by formulas (1) and (2) include, for example, TO-756, which is a carboxyl group-containing trifunctional acrylate manufactured by Toagosei Co., Ltd., and a carboxyl group-containing pentafunctional group. Examples thereof include TO-1382 which is an acrylate.
光硬化性樹脂組成物に配合されるポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を例示することができる。
Polymers blended in the photocurable resin composition include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS resin, poly Methacrylic acid resin, ethylene-methacrylic acid resin, polyvinyl chloride resin, chlorinated vinyl chloride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, nylon 6, nylon 66,
さらにポリマーとしては、重合可能なモノマーであるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの中から選ばれる１種以上と、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の二量体（例えば、東亞合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中から選ばれる１種以上からなるポリマー又はコポリマーも例示できる。また、上記のコポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等も例示できるが、これらに限定されるものではない。 Furthermore, as the polymer, polymerizable monomers such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate , Tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, styrene , Α-methylstyrene, N-vinyl-2-pyrrolidone, glycidyl (meth) acrylate and a dimer of (meth) acrylic acid and acrylic acid (for example, Toagosei Chemical Co., Ltd.) M-5600), itaconic acid, ku Tonsan, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetate, polymers or copolymers comprising one or more selected from among these anhydrides can also be exemplified. Moreover, although the polymer etc. which added the ethylenically unsaturated compound which has a glycidyl group or a hydroxyl group to said copolymer can be illustrated, it is not limited to these.
上記例示のポリマーの中でも、エチレン性不飽和結合を含有するポリマーは、モノマーと共に架橋結合を形成し、優れた強度が得られるので、特に好ましく用いられる。 Among the above-exemplified polymers, a polymer containing an ethylenically unsaturated bond is particularly preferably used because it forms a cross-linked bond with the monomer and provides excellent strength.
このようなポリマーの含有量は、光硬化性樹脂組成物の総固形分に対して１０〜４０重量％とすることが好ましい。 The content of such a polymer is preferably 10 to 40% by weight with respect to the total solid content of the photocurable resin composition.
光硬化性樹脂組成物に配合される光重合開始剤としては、紫外線、電離放射線、可視光、或いは、その他の各波長、特に３６５ｎｍ以下のエネルギー線で活性化し得る光ラジカル重合開始剤を使用することができる。そのような光重合開始剤して具体的には、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製Ｎ１７１７、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本実施態様では、これらの光重合開始剤を１種のみ又は２種以上を組み合わせて用いることができる。 As the photopolymerization initiator compounded in the photocurable resin composition, a photoradical polymerization initiator that can be activated by ultraviolet rays, ionizing radiation, visible light, or other wavelengths, particularly energy beams of 365 nm or less is used. be able to. Specific examples of such a photopolymerization initiator include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone, 4,4-dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpro Piophenone, p-tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, Nzoin methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis ( p-azidobenzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione 2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) Oxime, Michler's ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, naphthalene Sulfonyl chloride, quinoline sulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, Adeka N1717, carbon tetrabromide, tri Examples include combinations of photoreducing dyes such as bromophenyl sulfone, benzoin peroxide, eosin, and methylene blue with reducing agents such as ascorbic acid and triethanolamine. In this embodiment, these photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
このような光重合開始剤の含有量は、光硬化性樹脂組成物の総固形分に対して２〜２０重量％とすることが好ましい。 The content of such a photopolymerization initiator is preferably 2 to 20% by weight with respect to the total solid content of the photocurable resin composition.
光硬化性樹脂組成物は、多官能アクリレートモノマー、ポリマー及び光重合開始剤以外の成分を必要に応じて含有していてもよい。例えば、光硬化性樹脂組成物には、耐熱性、密着性、耐薬品性（特に耐アルカリ性）の向上を図る目的で、エポキシ樹脂を配合しても良い。使用できるエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル社製の商品名エピコートシリーズ、ダイセル社製の商品名セロキサイドシリーズ、及び、同社製の商品名エポリードシリーズを例示することができる。エポキシ樹脂としては、さらに、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族又は脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキシ化合物等を例示することができる。本実施態様では、これらのエポキシ樹脂を１種のみ又は２種以上を組み合わせて用いることができる。 The photocurable resin composition may contain components other than the polyfunctional acrylate monomer, the polymer, and the photopolymerization initiator as necessary. For example, an epoxy resin may be added to the photocurable resin composition for the purpose of improving heat resistance, adhesion, and chemical resistance (particularly alkali resistance). Examples of the epoxy resin that can be used include a product name Epicoat series manufactured by Mitsubishi Yuka Shell Co., Ltd., a product name Celoxide series manufactured by Daicel Corporation, and a product name Eporide Series manufactured by the same company. The epoxy resin further includes bisphenol-A type epoxy resin, bisphenol-F type epoxy resin, bisphenol-S type epoxy resin, novolac type epoxy resin, polycarboxylic acid glycidyl ester, polyol glycidyl ester, aliphatic or cycloaliphatic epoxy. Examples thereof include resins, amine epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, dihydroxybenzene type epoxy resins, and copolymerized epoxy compounds of glycidyl (meth) acrylate and monomers capable of radical polymerization. In this embodiment, these epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.
このようなエポキシ樹脂の含有量は、光硬化性樹脂組成物の総固形分に対して０〜１０重量％とすることが好ましい。 The content of such an epoxy resin is preferably 0 to 10% by weight with respect to the total solid content of the photocurable resin composition.
光硬化性樹脂組成物には、固形分を溶解、分散させてスピンコーティング等の塗布適性を調節するために、通常、溶剤を配合する。溶剤としては、モノマー、ポリマー、光重合開始剤等の配合成分に対する溶解性又は分散性が良好で、且つ、スピンコーティング性が良好となるように沸点が比較的高い溶剤を用いるのが好ましい。これらの溶剤を使用し、固形分濃度を通常は５〜５０重量％に調製する。 The photo-curable resin composition is usually mixed with a solvent in order to dissolve and disperse the solid content and adjust the application suitability such as spin coating. As the solvent, it is preferable to use a solvent having a relatively high boiling point so that the solubility or dispersibility of the monomer, polymer, photopolymerization initiator and other compounding components is good and the spin coating property is good. Using these solvents, the solid content concentration is usually adjusted to 5 to 50% by weight.
硬化性樹脂組成物を調製するには、多官能アクリレートモノマー、ポリマー、光重合開始剤、及び、必要に応じて他の成分を適切な溶剤に投入し、ペイントシェーカー、ビーズミル、サンドグラインドミル、ボールミル、アトライターミル、２本ロールミル、３本ロールミルなどの一般的な方法で溶解、分散させればよい。 In order to prepare the curable resin composition, a polyfunctional acrylate monomer, a polymer, a photopolymerization initiator, and other components as necessary are added to an appropriate solvent, and a paint shaker, a bead mill, a sand grind mill, a ball mill , An attritor mill, a two-roll mill, a three-roll mill, etc., may be dissolved and dispersed.
（２）第２実施態様
次に、本発明に用いられる柱状スペーサの有効表示領域内での分布の第２実施態様について説明する。本発明に用いられる柱状スペーサの有効表示領域内での分布の第２実施態様としては、柱状スペーサの有効表示領域内での個数密度が中心側から端部にかけて、連続的に増加する場合である。本実施態様によれば、本発明のカラーフィルタが液晶表示装置に用いられる際、カラーフィルタの透明基板と、対向する液晶駆動側基板とのギャップをより一定なものとすることができる、という利点を有する。ここで、柱状スペーサの個数密度が中心側から端部にかけて連続的に増加するとは、有効表示領域の中心部周辺の柱状スペーサの個数密度が最も小さく、有効表示領域の中心部から放射状に個数密度が増加し、端部の柱状スペーサの個数密度が最も大きなものとなるものである。この場合、例えば図５に示すように、有効表示領域内の各部分における柱状スペーサの個数密度は、有効表示領域の中心部からの距離に比例して増加することが好ましい。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the distribution of the columnar spacers used in the present invention within the effective display area will be described. The second embodiment of the distribution of the columnar spacers used in the present invention in the effective display region is a case where the number density of the columnar spacers in the effective display region continuously increases from the center side to the end. . According to this embodiment, when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device, the gap between the transparent substrate of the color filter and the opposing liquid crystal driving side substrate can be made more constant. Have Here, the number density of the columnar spacers continuously increasing from the center side to the end means that the number density of the columnar spacers around the center of the effective display area is the smallest and the number density radially from the center of the effective display area. Increases, and the number density of columnar spacers at the end becomes the largest. In this case, for example, as shown in FIG. 5, the number density of the columnar spacers in each portion in the effective display area is preferably increased in proportion to the distance from the center of the effective display area.
このような端部と中心部における柱状スペーサの個数の比は、カラーフィルタの面積や、画素部の大きさ等によっても異なるものであるが、通常、有効表示領域の中心部を中心とする領域の１ｍｍ２あたりの柱状スペーサの平均の個数を１とした場合に、中心部と最も距離の遠い端部を含む領域に形成された１ｍｍ２あたりの柱状スペーサの平均の個数は、１．１〜６．０、中でも１．１〜３．５の範囲内であることが好ましい。これにより、カラーフィルタを液晶表示装置に用いる際、透明基板と液晶駆動側基板とを対向させた場合、有効表示領域の中心部が高くなることを軽減させることができ、透明基板と液晶駆動側基板とのギャップを一定のものとすることが可能となるからである。 The ratio of the number of columnar spacers in the end portion and the central portion varies depending on the area of the color filter, the size of the pixel portion, etc., but is usually a region centered on the central portion of the effective display region. When the average number of columnar spacers per 1 mm 2 is 1, the average number of columnar spacers per 1 mm 2 formed in the region including the end portion farthest from the center is 1.1 to It is preferably in the range of 6.0, especially 1.1 to 3.5. Accordingly, when the color filter is used in the liquid crystal display device, when the transparent substrate and the liquid crystal driving side substrate are opposed to each other, it is possible to reduce an increase in the central portion of the effective display area. This is because the gap with the substrate can be made constant.
また、柱状スペーサが形成される個数として具体的には、カラーフィルタの面積や、画素部の大きさ等によっても異なるものであるが、通常、有効表示領域の中心部を中心とする領域の平均の１ｍｍ２あたりの柱状スペーサの個数が３個〜３０個、中でも５個〜２０個の範囲内であることが好ましく、また最も柱状スペーサの個数密度が高い有効表示領域の端部を含む領域においては、平均の１ｍｍ２あたりの柱状スペーサの個数が５個〜８０個、中でも７個〜４０個の範囲内であることが好ましい。 In addition, the number of columnar spacers to be formed specifically varies depending on the area of the color filter, the size of the pixel portion, and the like, but usually the average of the area centered on the center of the effective display area The number of columnar spacers per 1 mm 2 is preferably in the range of 3 to 30, more preferably 5 to 20, and in the region including the end of the effective display region where the number density of columnar spacers is the highest. The average number of columnar spacers per 1 mm 2 is preferably 5 to 80, more preferably 7 to 40.
なお、本実施態様における柱状スペーサの形成方法や材料、形状や高さ等については、上述した第１実施態様と同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。 In addition, about the formation method of a columnar spacer in this embodiment, material, a shape, height, etc., since it is the same as that of the 1st embodiment mentioned above, detailed description here is abbreviate | omitted.
２．画素部
次に、本発明に用いられる画素部について説明する。本発明に用いられる画素部は、後述する透明基板上に形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。この画素部における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
2. Pixel Unit Next, the pixel unit used in the present invention will be described. The pixel portion used in the present invention is not particularly limited as long as it is formed on a transparent substrate, which will be described later, and usually 3 (red (R), green (G), and blue (B)). Formed in color. The coloring pattern shape in the pixel portion can be a known arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, a four-pixel arrangement type, and the coloring area can be arbitrarily set.
なお、本発明においては、上記画素部が後述する遮光部上にかかるように形成されていてもよい。通常このような遮光部上に画素部が形成されている場合、この遮光部上に形成された柱状スペーサの高さは、有効表示領域外の画素部が上に形成されていない遮光部上に形成された柱状スペーサの高さと比較して高いものとなり、カラーフィルタを液晶表示装置に用いる際、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定にすることができない場合がある。しかしながら、本発明においては、上述したように、柱状スペーサの個数密度が有効表示領域内で調整されていることから、このような場合であっても、カラーフィルタの透明基板と液晶駆動側基板とのギャップを一定のものとすることができるからである。 In the present invention, the pixel portion may be formed on a light shielding portion described later. Usually, when the pixel portion is formed on such a light shielding portion, the height of the columnar spacer formed on this light shielding portion is above the light shielding portion where the pixel portion outside the effective display area is not formed on the pixel portion. When the color filter is used in a liquid crystal display device, the gap between the color filter and the liquid crystal driving side substrate may not be made constant. However, in the present invention, as described above, since the number density of the columnar spacers is adjusted within the effective display area, even in such a case, the transparent substrate of the color filter, the liquid crystal driving side substrate, This is because the gap can be made constant.
なお、本発明に用いられる画素部については、公知のカラーフィルタの画素部に用いられる材料や形成方法等により、形成することが可能であるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Note that the pixel portion used in the present invention can be formed by a material, a forming method, or the like used for a pixel portion of a known color filter, and thus detailed description thereof is omitted here.
３．遮光部
次に、本発明に用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、後述する透明基板上に形成され、上記画素部間に設けられるものである。本発明に用いられる遮光部としては、一般的なカラーフィルタに遮光部として用いられるもの等を用いることができる。
3. Next, the light shielding part used in the present invention will be described. The light-shielding part used in the present invention is formed on a transparent substrate, which will be described later, and is provided between the pixel parts. As the light-shielding part used in the present invention, those used as a light-shielding part in general color filters can be used.
例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等によって、厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングしたもの等であってもよく、また例えば樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をフォトリソ法、印刷法等により形成した方法等であってもよい。 For example, a thin metal film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 mm may be formed by sputtering, vacuum deposition, or the like, and the thin film may be patterned. For example, carbon fine particles or metal oxides may be formed in a resin binder. It may be a method in which a layer containing light-shielding particles such as a product, an inorganic pigment, or an organic pigment is formed by a photolithography method, a printing method, or the like.
４．透明基板
次に、本発明に用いられる透明基板について説明する。本発明に用いられる透明基板としては、通常カラーフィルタに用いられるものであれば特に限定されるものではなく、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。
4). Transparent substrate Next, the transparent substrate used in the present invention will be described. The transparent substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is usually used for a color filter, and is not transparent such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass or synthetic quartz plate. A rigid material or a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film and an optical resin plate can be used.
５．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上述した透明基板上に画素部、遮光部、および柱状スペーサが形成されているものであれば、特に限定されるものではなく、例えば画素部や遮光部上等に、保護層や透明電極等が設けられていてもよい。また、配向膜等を有するものであってもよい。
5). Next, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention is not particularly limited as long as the pixel portion, the light shielding portion, and the columnar spacer are formed on the transparent substrate described above. For example, on the pixel portion or the light shielding portion, A protective layer, a transparent electrode, or the like may be provided. Moreover, you may have alignment film etc.
これらの各部材については、一般的なカラーフィルタや液晶表示装置に用いられるものを用いることが可能であるので、ここでの詳しい説明は省略する。 As these members, those used in general color filters and liquid crystal display devices can be used, and detailed description thereof will be omitted here.
Ｂ．液晶表示装置
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。本発明の液晶表示装置は、上述したカラーフィルタを用いたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば上記カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させて、そのカラーフィルタと液晶駆動側基板との間に液晶を封入したもの等とすることができる。
B. Next, the liquid crystal display device of the present invention will be described. The liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited as long as the above-described color filter is used. For example, the color filter and the liquid crystal drive side substrate face each other, and the color filter and the liquid crystal drive side A liquid crystal sealed between the substrate and the like can be used.
本発明によれば、上記カラーフィルタ上に形成されている柱状スペーサの個数密度が、有効表示領域の中心部において、有効表示領域の端部と比較して個数密度が低いものであることから、液晶駆動側基板と対向させた際、有効表示領域の中心部で液晶駆動側基板の中心部が高くなることを軽減させることができ、製造の際、中心部にかけられる圧力が小さいものであっても、ギャップを一定なものとすることができる。 According to the present invention, the number density of the columnar spacers formed on the color filter is lower at the center of the effective display area than at the end of the effective display area. When facing the liquid crystal drive side substrate, the central portion of the liquid crystal drive side substrate can be reduced at the central portion of the effective display area, and the pressure applied to the central portion during manufacturing is small. Also, the gap can be made constant.
これにより、表示不良や色ムラが発生することのない、高品質な液晶表示装置とすることができるのである。ここで、本発明の液晶表示装置に用いられる液晶駆動側基板や、液晶等、各部材については、一般的な液晶表示装置に用いられる材料や製法等により形成することができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 As a result, it is possible to obtain a high-quality liquid crystal display device in which display defects and color unevenness do not occur. Here, the liquid crystal driving side substrate used in the liquid crystal display device of the present invention, each member such as liquid crystal, etc. can be formed by materials and manufacturing methods used in general liquid crystal display devices. Detailed description is omitted.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
［実施例１］
（硬化性樹脂組成物の調整）
重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ＤＭＤＧ)を８８重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２´−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下で、８５℃で２時間攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、さらにメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、及び、ハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。
[Example 1]
(Adjustment of curable resin composition)
The polymerization tank is charged with 63 parts by weight of methyl methacrylate (MMA), 12 parts by weight of acrylic acid (AA), 6 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and 88 parts by weight of diethylene glycol dimethyl ether (DMDG). After stirring and dissolving, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was added and dissolved uniformly. Then, it stirred at 85 degreeC under nitrogen stream for 2 hours, and also was made to react at 100 degreeC for 1 hour. 7 parts by weight of glycidyl methacrylate (GMA), 0.4 parts by weight of triethylamine, and 0.2 parts by weight of hydroquinone were further added to the resulting solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 5 hours to obtain a copolymer resin solution. (Solid content 50%) was obtained.
次に、下記の材料を室温で攪拌、混合して、硬化性樹脂組成物とした。
・上記共重合樹脂溶液（固形分５０％）：１６重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サートマー社、ＳＲ３９９）：２４重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、エピコート１８０Ｓ７０）：４重量部
・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン：４重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：５２重量部
Next, the following materials were stirred and mixed at room temperature to obtain a curable resin composition.
-Copolymer resin solution (solid content: 50%): 16 parts by weight-Dipentaerythritol pentaacrylate (Sartomer, SR399): 24 parts by weight- Orthocresol novolac type epoxy resin (Epika Shell Epoxy, Epicoat 180S70) : 4 parts by weight-2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one: 4 parts by weight-Diethylene glycol dimethyl ether: 52 parts by weight
（ブラックマトリクスの形成）
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調製した。
・黒色顔料：２３重量部
・高分子分散剤（ビックケミー・ジャパン（株）製 Ｄｉｓｉｐｅｒｂｙｋ１１１）：２重量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）：７５重量部
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光層用組成物を得た。
・上記黒色顔料分散液：６１重量部
・硬化性樹脂組成物：２０重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：３０重量部
(Formation of black matrix)
First, the following components were mixed and sufficiently dispersed in a sand mill to prepare a black pigment dispersion.
-Black pigment: 23 parts by weight-Polymer dispersant (Disperbyk 111 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.): 2 parts by weight-Solvent (diethylene glycol dimethyl ether): 75 parts by weight Next, the following components are mixed sufficiently to block light A layer composition was obtained.
-Black pigment dispersion: 61 parts by weight-Curable resin composition: 20 parts by weight-Diethylene glycol dimethyl ether: 30 parts by weight
そして、厚み１．１ｍｍのガラス基板（旭硝子（株）製ＡＮ材）上に上記遮光層用組成物をスピンコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、膜厚約１μｍの遮光層を形成した。当該遮光層を、超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、０．０５％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を１８０℃の雰囲気中に３０分間放置することにより加熱処理を施して遮光部を形成すべき領域にブラックマトリックスを形成した。 Then, the light shielding layer composition is applied on a 1.1 mm thick glass substrate (AN material manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) with a spin coater and dried at 100 ° C. for 3 minutes to form a light shielding layer having a thickness of about 1 μm. did. The light-shielding layer is exposed to a light-shielding pattern with an ultra-high pressure mercury lamp, developed with a 0.05% aqueous potassium hydroxide solution, and then subjected to heat treatment by leaving the substrate in an atmosphere at 180 ° C. for 30 minutes. A black matrix was formed in a region where a light shielding portion should be formed.
（着色層の形成）
上記のようにしてブラックマトリックスを形成した基板上に、下記組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布（塗布厚み１．５μｍ）し、その後、７０℃のオーブン中で３０分間乾燥した。
次いで、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基板を１８０℃の雰囲気中に３０分間放置することにより加熱処理を施して赤色画素を形成すべき領域に赤色のレリーフパターンを形成した。
(Formation of colored layer)
On the substrate on which the black matrix was formed as described above, a red curable resin composition having the following composition was applied by spin coating (application thickness: 1.5 μm), and then dried in an oven at 70 ° C. for 30 minutes. .
Next, a photomask is disposed at a distance of 100 μm from the coating film of the red curable resin composition, and ultraviolet rays are applied only to the region corresponding to the colored layer forming region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Irradiated for 10 seconds. Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali development was carried out, and only the uncured part of the coating film of a red curable resin composition was removed. Thereafter, the substrate was left in an atmosphere of 180 ° C. for 30 minutes to perform heat treatment, thereby forming a red relief pattern in a region where a red pixel was to be formed.
次に、下記組成の緑色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、緑色画素を形成すべき領域に緑色のレリーフパターンを形成した。
さらに、下記組成の青色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、青色画素を形成すべき領域に青色のレリーフパターンを形成し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色からなる着色層を形成した。
Next, using the green curable resin composition having the following composition, a green relief pattern was formed in a region where a green pixel was to be formed, in the same process as the red relief pattern formation.
Further, using a blue curable resin composition having the following composition, a blue relief pattern is formed in a region where a blue pixel is to be formed in the same process as that for forming a red relief pattern, and red (R), green (G ) And blue (B) were formed.
ａ．赤色硬化性樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：１０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・硬化性樹脂組成物：５重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部
a. Composition of red curable resin composition C.I. I. Pigment Red 177: 10 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition: 5 parts by weight-3-methoxybutyl acetate: 82 parts by weight
ｂ．緑色硬化性樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：１０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・硬化性樹脂組成物：５重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部
b. Composition of green curable resin composition C.I. I. Pigment Green 36: 10 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition: 5 parts by weight--3-methoxybutyl acetate: 82 parts by weight
ｃ．青色硬化性樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：１０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部
・硬化性樹脂組成物：５重量部
・酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部
c. Composition of blue curable resin composition C.I. I. Pigment Blue 15: 6: 10 parts by weight-Polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight-Curable resin composition: 5 parts by weight--3-methoxybutyl acetate: 82 parts by weight
（保護膜の形成）
上記のようにして着色層を形成した基板上に、硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布、乾燥し、乾燥膜厚２μｍの塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて保護膜の形成領域に相当する領域のみに紫外線を１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基板を２００℃の雰囲気中に３０分間放置することにより加熱処理を施して保護膜を形成した。
(Formation of protective film)
On the substrate on which the colored layer was formed as described above, the curable resin composition was applied and dried by a spin coating method to form a coating film having a dry film thickness of 2 μm.
A photomask is placed at a distance of 100 μm from the coating film of the curable resin composition, and a proximity aligner is used to irradiate only a region corresponding to a protective film forming region with a 2.0 kW ultra high pressure mercury lamp for 10 seconds. did. Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali image development was carried out, and only the uncured part of the coating film of curable resin composition was removed. Thereafter, the substrate was left to stand in an atmosphere of 200 ° C. for 30 minutes to perform heat treatment to form a protective film.
（スペーサーの形成）
上記のようにして着色層および保護膜を形成した基板上に、硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布、乾燥し、塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて、ブラックマトリックス上のスペーサーの形成領域のみに紫外線を１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基板を２００℃の雰囲気中に３０分間放置することにより加熱処理を施して、上端部面積が１００μｍ２で高さが３．８μｍの固定スペーサーを図６（ａ）に示すような領域Ａおよび領域Ｂに所定の個数密度となるように形成した。各スペーサの個数密度に関しては、表１に示す。
(Spacer formation)
On the substrate on which the colored layer and the protective film were formed as described above, the curable resin composition was applied by a spin coating method and dried to form a coated film.
Place a photomask at a distance of 100 μm from the coating film of the curable resin composition and use a 2.0 kW ultra high pressure mercury lamp by a proximity aligner to irradiate only the spacer formation region on the black matrix with ultraviolet rays for 10 seconds. did. Subsequently, it was immersed in 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali image development was carried out, and only the uncured part of the coating film of curable resin composition was removed. Thereafter, the substrate is left to stand in an atmosphere of 200 ° C. for 30 minutes to perform heat treatment, and a fixed spacer having an upper end area of 100 μm 2 and a height of 3.8 μm is formed in a region A as shown in FIG. And it formed so that it might become a predetermined number density in area | region B. The number density of each spacer is shown in Table 1.
（液晶表示装置の作製）
上記のようにして得られたカラーフィルターの固定スペーサーを含む表面に、基板温度２００℃でアルゴンと酸素を放電ガスとし、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によってＩＴＯをターゲットとして透明電極膜を形成した。その後、更に透明電極膜上にポリイミドよりなる配向膜を形成した。
次いで、ＴＦＴを形成したガラス基板上にＴＮ液晶を必要量滴下し、上記カラーフィルターを重ね合わせ、ＵＶ硬化性樹脂をシール材として用い、常温で０．３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力をかけながら４００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で露光することにより接合してセル組みし、本発明の液晶表示装置を作製した。
(Production of liquid crystal display device)
On the surface including the fixed spacer of the color filter obtained as described above, a transparent electrode film was formed by a DC magnetron sputtering method using argon and oxygen as a discharge gas at a substrate temperature of 200 ° C. and using ITO as a target. Thereafter, an alignment film made of polyimide was further formed on the transparent electrode film.
Next, a required amount of TN liquid crystal is dropped on the glass substrate on which the TFT is formed, the above color filters are overlaid, and a UV curable resin is used as a sealing material, and a pressure of 0.3 kgf / cm 2 is applied at room temperature to 400 mJ / The liquid crystal display device of the present invention was manufactured by bonding and assembling cells by exposing with a dose of cm 2 .
［実施例２］
スペーサの高さを３．９５μｍとし、図６（ｂ）に示すような領域Ａ、Ｂ，およびＣに所定の個数密度となるように形成した以外は、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。各スペーサの個数密度に関しては、表１に示す。
[Example 2]
The liquid crystal display device was the same as in Example 1 except that the height of the spacer was 3.95 μm and the regions A, B, and C were formed to have a predetermined number density as shown in FIG. 6B. Was made. The number density of each spacer is shown in Table 1.
［比較例］
スペーサの高さを３．７５μｍとし、有効表示領域内で均一な個数密度となるように形成した以外は、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
[Comparative example]
A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the spacer height was 3.75 μm and the spacer was formed so as to have a uniform number density within the effective display area.
１…透明基板
２…画素部
３…遮光部
４…柱状スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
前記カラーフィルタの有効表示領域の中心部に形成された前記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数より、前記有効表示領域の端部に形成された前記柱状スペーサの１ｍｍ２当たりの個数が多いことを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter having at least a transparent substrate, a pixel portion formed on the transparent substrate, a light shielding portion formed on the transparent substrate and between the pixel portions, and a columnar spacer formed on the light shielding portion. There,
The number of the columnar spacers formed at the end of the effective display region per 1 mm 2 is larger than the number of the columnar spacers formed at the center of the effective display region of the color filter per 1 mm 2. Color filter.
（ｎは２〜１０までの自然数とする。） A region surrounded by a first boundary line connecting four points separated by the same distance within a range of 5 cm to 25 cm along the diagonal line from the diagonal center of the effective display region is defined as a first region, and the first boundary line A region surrounded by the second boundary line and the first boundary line connecting the four points separated by the same distance within the range of 5 cm to 25 cm from the first boundary line is defined as the second region, and similarly, the nth boundary line and the (n− 1) When the region surrounded by the boundary line is the nth region, the number of the columnar spacers per 1 mm 2 of the nth region is 1.1 to 1.8 times that of the (n-1) region. The color filter according to claim 3, wherein the color filter is within a range.
(N is a natural number from 2 to 10.)
A liquid crystal display device using the color filter according to any one of claims 1 to 5.
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