JP2005221930A - Substrate having projection for orientation control and liquid crystal display using the same - Google Patents

Substrate having projection for orientation control and liquid crystal display using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to suppress the afterimages generated when a liquid crystal display manufactured by using a substrate formed with projections for orientation control by using a negative type photosensitive resin composition is put in a state of applying a voltage thereto for a long time. <P>SOLUTION: The projections for orientation control of the substrate having at least the projections for orientation control constituting the liquid crystal display holding a liquid crystal between the substrate and a counter substrate is formed of the negative type photosensitive resin composition containing a resin having at least a phenolic hydroxyl group. Further, if the resin has a photodimerization reactive functional group as the side chain of the phenolic hydroxyl group, the sensitivity improves and therefore such is preferable. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、垂直配向(VA、Vertical Aligned)型液晶ディスプレイ(LCD、Liquid Crystal Display)に係り、さらに詳しくは配向分割垂直配向(MVA、Multi−Domain Vertical Alignment)型LCDに用いられる配向制御用突起を有する基板及びそれ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 vertical alignment (VA) type liquid crystal display (LCD), and more particularly to an alignment control protrusion used in an alignment division vertical alignment (MVA) type multi-domain vertical alignment (LCD) type LCD. And a liquid crystal display device using the same.

MVA−LCD(Multi−domain Vertical Alignment−Liquid Crystal Display、配向分割垂直配向型液晶表示装置、特許文献1および2、非特許文献1参照)は、1画素内で液晶分子の傾斜方向が複数になるように制御し、全方位で均一な中間調表示が出来るようにした垂直配向型液晶表示装置であり、優れたコントラスト、視野角特性、応答速度を兼ね備えた液晶表示装置と言われている。   MVA-LCD (Multi-domain Vertical Alignment-Liquid Crystal Display, alignment division vertical alignment type liquid crystal display device, see Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Document 1) has a plurality of tilt directions of liquid crystal molecules in one pixel. The vertical alignment type liquid crystal display device which is controlled in this way and is capable of uniform halftone display in all directions, is said to be a liquid crystal display device having excellent contrast, viewing angle characteristics and response speed.

図1(a)、(b)は、MVA−LCDの動作をその断面で模式的に示した説明図である。図1(a)、(b)に示す様に、一般的なMVA−LCD(10)は、液晶分子(15)を介して配向制御用突起(13)が設けられたTFT側基板(11)と、配向制御用突起(14)が設けられたカラーフィルタ側基板(12)とを配置した構造であるが、配向制御用突起(13)と配向制御用突起(14)は互い違いの位置になるようになっている。   FIGS. 1A and 1B are explanatory views schematically showing the operation of the MVA-LCD in its cross section. As shown in FIGS. 1A and 1B, a general MVA-LCD (10) includes a TFT side substrate (11) provided with alignment control protrusions (13) via liquid crystal molecules (15). And the color filter side substrate (12) provided with the alignment control protrusions (14). However, the alignment control protrusions (13) and the alignment control protrusions (14) are in alternate positions. It is like that.

図1(a)は、電圧無印加時の状態を示し、電圧無印加時に液晶分子(15)は、両基板間で垂直に配向するが、配向制御用突起(13)部及び配向制御用突起(14)部の液晶分子は突起の斜面の影響によってわずかに傾斜している。図1(b)は、電圧印加時の状態を示し、電圧を印加すると突起の斜面の液晶分子が傾斜し始め、傾斜部分以外の液晶分子も順次に同一の配向をするようになる。即ち、ラビング処理に代わり、突起を設けることによって液晶分子の配向を制御するものである。   FIG. 1A shows a state when no voltage is applied, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules (15) are vertically aligned between the two substrates, but the alignment control protrusion (13) and the alignment control protrusions. The liquid crystal molecules in part (14) are slightly tilted due to the influence of the slopes of the protrusions. FIG. 1B shows a state when a voltage is applied. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules on the slopes of the protrusions begin to tilt, and the liquid crystal molecules other than the tilted portions sequentially have the same orientation. That is, the alignment of liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of rubbing treatment.

従来、このようなパターンを作成するために、ポジ型レジスト又はアクリル樹脂を用いたネガ型レジストを使用し、フォトリソグラフィの手法で形成されてきた。しかし、前者のポジ型レジストは共通欠陥が出やすいため歩留まりが悪く、一方、後者のアクリル樹脂を用いたネガ型レジストは感度、パターニング特性、コスト、およびプロセス的に優れているが、MVAパターン形状や液晶の種類によっては焼きつきが起こるという問題が生じている。焼きつきとは、MVA−LCDにおいて長時間にわたり電圧を印可した状態におくと残像が発生する現象のことで、表示品位を著しく低下させるものである。配向制御用突起の表面に電荷がたまることがこの原因のひとつと考えられるため、その解決が急務となっている。
特許第2947350号公報 特開平11−248921号公報 Electronic Journal 1997年10月号 P.33
Conventionally, in order to create such a pattern, a positive resist or a negative resist using an acrylic resin is used to form the pattern by a photolithography technique. However, the former positive resist has a low yield because common defects are likely to occur, while the negative resist using the latter acrylic resin is superior in sensitivity, patterning characteristics, cost, and process, but has an MVA pattern shape. Depending on the type of liquid crystal, there is a problem that burn-in occurs. Burn-in is a phenomenon in which an afterimage is generated when a voltage is applied for a long time in an MVA-LCD, and the display quality is remarkably lowered. One of the causes of this is thought to be the accumulation of electric charges on the surface of the alignment control protrusions, and so the solution is urgently needed.
Japanese Patent No. 2947350 Japanese Patent Laid-Open No. 11-248921 Electronic Journal October 1997 P.I. 33

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて配向制御用突起を設けたMVA−LCD用基板であって、長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生することのない配向制御用突起を有する基板およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an MVA-LCD substrate provided with an alignment control protrusion using a negative photosensitive resin composition, and a voltage is applied over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a substrate having an alignment control protrusion that does not generate an afterimage even in such a state, and a liquid crystal display device using the substrate.

上記課題を解決するために本発明者は種々の材料と加工方法を検討した結果、配向制御用突起形成材料として、フェノール性水酸基を有し、側鎖の一部に光ニ量化反応性の官能基を有する樹脂を含有するネガ型レジストを用いることによって、目的とする配向制御用突起を有するカラーフィルタを得ることができ、本カラーフィルタを使用したMVA液晶表示装置が焼きつきのない良好な表示特性と広視野角を示すことを見いだし、本発明に到達したものである。   In order to solve the above problems, the present inventors have studied various materials and processing methods. By using a negative resist containing a group-containing resin, it is possible to obtain a target color filter having alignment control protrusions, and the MVA liquid crystal display device using this color filter has good display characteristics without image sticking. Thus, the present invention has been achieved.

すなわち、請求項1に係る第1の発明は、対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基を有する樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物により形成されてなることを特徴とする配向制御用突起を有する基板である。   That is, according to a first aspect of the present invention, in the substrate having at least the alignment control protrusion that constitutes the liquid crystal display device that sandwiches the liquid crystal with the opposing substrate, the alignment control protrusion is at least phenolic. A substrate having an alignment control protrusion, which is formed of a negative photosensitive resin composition containing a resin having a functional hydroxyl group.

請求項2に係る第2の発明は、前記フェノール性水酸基を有する樹脂は、側鎖の一部に光架橋性基を有することを特徴とする請求項1記載の配向制御用突起を有する基板である。   According to a second aspect of the present invention, in the substrate having an alignment control protrusion according to the first aspect, the resin having a phenolic hydroxyl group has a photocrosslinkable group in a part of the side chain. is there.

請求項3に係る第3の発明は、前記光架橋性基は光二量化反応性の官能基であることを特徴とする請求項2記載の配向制御用突起を有する基板である。   According to a third aspect of the present invention, in the substrate having an alignment control protrusion according to the second aspect, the photocrosslinkable group is a photodimerization reactive functional group.

請求項4に係る第4の発明は、前記フェノール性水酸基を有する樹脂は、ノボラック構造を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板である。   A fourth invention according to claim 4 is the substrate having the alignment control protrusion according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin having a phenolic hydroxyl group has a novolak structure.

請求項5に係る第5の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の一方は、少なくとも透明基板とカラーフィルタ層からなり、前記カラーフィルタ層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板である。   According to a fifth aspect of the present invention, one of the substrates sandwiching the liquid crystal between the opposing substrates is composed of at least a transparent substrate and a color filter layer, and an alignment control protrusion is formed on the color filter layer. The substrate having an alignment control protrusion according to claim 1, wherein the substrate has an alignment control protrusion.

請求項6に係る第6の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくとも一方は、少なくとも透明基板と透明導電層からなり、透明導電層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板である。   According to a sixth aspect of the present invention, at least one of the substrates sandwiching the liquid crystal with the opposing substrate comprises at least a transparent substrate and a transparent conductive layer, and an alignment control protrusion is formed on the transparent conductive layer. A substrate having an alignment control protrusion according to claim 1.

請求項7に係る第7の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板はスペーサー用突起を有し、該スペーサー用突起は同じ基板上に存在する配向制御用突起と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板である。   According to a seventh aspect of the present invention, the substrate for sandwiching the liquid crystal with the opposing substrate has a spacer projection, and the spacer projection is the same material as the alignment control projection on the same substrate. The substrate having an alignment control protrusion according to claim 1, wherein the substrate has an alignment control protrusion.

これら配向制御用突起の一部をスペーサーの代替として利用することで、カラーフィルタ製造工程を簡略化し、コスト的に優れたスペーサーレスのMVA液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置を製造することも可能となる。   By using some of these alignment control projections as a substitute for spacers, the color filter manufacturing process is simplified, and a spacer-less MVA liquid crystal display device substrate and a liquid crystal display device using the same are manufactured. It is also possible to do.

請求項8に係る第8の発明は、請求項1から7のいずれかに記載の配向制御用突起を設けられた基板を、液晶を挟持する対向する基板の少なくとも一方に用いたことを特徴とする液晶表示装置である。   An eighth invention according to an eighth aspect is characterized in that the substrate provided with the alignment control protrusion according to any one of the first to seventh aspects is used for at least one of the opposing substrates sandwiching the liquid crystal. The liquid crystal display device.

請求項1から7のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板を用いて液晶表示装置を構成することで、長時間にわたり電圧を印加し続けても残像の発生しない優れた液晶表示装置を提供することができる。   An excellent liquid crystal display device in which an afterimage does not occur even when a voltage is continuously applied for a long time, by forming a liquid crystal display device using the substrate having the alignment control protrusion according to claim 1. Can be provided.

配向制御用突起形成材料として、フェノール性水酸基を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物を用いることで、アルカリ水溶液で現像可能なため従来プロセスが使用可能で、かつ電気特性的に優れた特性を有し配向制御用突起表面に電荷が溜まりにくくなることから残像(焼きつき)のない良好な表示特性と広視野角を示す配向制御用突起を有する基板および液晶表示装置とすることができる。   By using a negative photosensitive resin composition containing a resin having a phenolic hydroxyl group as an alignment control protrusion forming material, development is possible with an alkaline aqueous solution, so that conventional processes can be used and electrical characteristics are excellent. Therefore, it is possible to obtain a substrate and a liquid crystal display device having an alignment control protrusion that exhibits good display characteristics and a wide viewing angle with no afterimage (burn-in).

さらに、前記フェノール性水酸基を有する樹脂の側鎖の一部は光架橋性の官能基を、より好ましくは光二量化反応性の官能基を有することで、酸素による阻害反応を受けないため空気中で行われるプロセスにおいて感度的に有利となる。   Furthermore, a part of the side chain of the resin having a phenolic hydroxyl group has a photocrosslinkable functional group, more preferably a photodimerization reactive functional group, so that it does not receive an inhibition reaction due to oxygen. Sensitivity is advantageous in the process performed.

そしてこれらフェノール性水酸基と光二量化反応性の官能基の双方を有する樹脂を用いることにより、モノマーを用いないか、若しくはモノマー量を低減することができるため、電気特性的にも感度的にも優れたネガ型レジストとなる。   By using a resin having both a phenolic hydroxyl group and a photodimerization reactive functional group, no monomer is used or the amount of monomer can be reduced, so that both electrical characteristics and sensitivity are excellent. It becomes a negative resist.

本発明による配向制御用突起の形成時にスペーサー代替用突起も形成することで、カラーフィルタ製造工程を簡略化し、コスト的に優れたスペーサーレスのMVA液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置を製造することも可能となる。   By forming a spacer replacement protrusion when forming the alignment control protrusion according to the present invention, the manufacturing process of the color filter is simplified and the spacer-less MVA liquid crystal display device substrate and the liquid crystal display device using the same Can also be manufactured.

さらに本発明では同様技術でカラーフィルタのブラックマトリックス上に独立突起を形成し、この独立突起をセル組み立て時の均一なセルギャップ保持のスペーサー代用品として使用し、表示性能の良好なスペーサーなしのTN方式のカラー液晶表示装置を与えることのできる、カラーフィルタ機能とスペーサー代替用突起を有する基板を得るためにも好適である。   Furthermore, in the present invention, independent protrusions are formed on the black matrix of the color filter by the same technique, and the independent protrusions are used as a spacer substitute for maintaining a uniform cell gap when assembling the cells. It is also suitable for obtaining a substrate having a color filter function and a spacer replacement protrusion, which can provide a color liquid crystal display device of the type.

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明は対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板あるいはそれを用いた液晶表示装置に関するものであって、特に配向分割垂直配向型LCDに用いられる液晶表示装置であることを特徴とするものである。   The present invention relates to a substrate having at least alignment control protrusions or a liquid crystal display device using the same, which constitutes a liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between opposing substrates, and particularly to an alignment division vertical alignment type LCD. It is a liquid crystal display device used for the above.

以下、本明細書では、透光性を有する基板上にカラーフィルタ層を設け、この上に配向制御用突起を形成した基板について主に述べているが、これは本発明による基板または液晶表示装置が、カラーフィルタ層を必ず具備しなければならないことを意味するものではない。   Hereinafter, in the present specification, a substrate in which a color filter layer is provided on a light-transmitting substrate and an alignment control protrusion is formed thereon is mainly described. This is a substrate or a liquid crystal display device according to the present invention. However, this does not mean that the color filter layer must be provided.

本発明の配向制御用突起を有する基板を構成する基板としては、透光性を有する板状のものが好ましく、ガラス、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォンやポリアクリレートなどのプラスチックのシートあるいはフィルムが挙げられる。   As the substrate constituting the substrate having the alignment control projections of the present invention, a plate-like substrate having translucency is preferable, such as glass, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyacrylate, or the like. A plastic sheet or film may be mentioned.

また、配向制御用突起を形成した後、加熱工程を行うことから、耐熱性に優れたガラス基板が好ましく、さらには熱膨張率が小さく加熱工程での寸法安定性に優れたガラスを選択することが好ましい。   In addition, since the heating process is performed after forming the alignment control projections, a glass substrate excellent in heat resistance is preferable, and furthermore, a glass having a low coefficient of thermal expansion and excellent dimensional stability in the heating process is selected. Is preferred.

本発明の配向制御用突起を有する基板にカラーフィルタ層を形成し、液晶用カラーフィルタとして用いることができる。   A color filter layer can be formed on a substrate having alignment control projections of the present invention and used as a liquid crystal color filter.

MVA液晶表示装置におけるカラーフィルタ機能を有する配向制御用突起を有する基板の構成としては、通常のカラーフィルタにおける画素(カラーフィルタ層)上に必要に応じて、透明保護膜層、さらに透明導電層を介して特定の配向制御用突起を有するものである。   In the MVA liquid crystal display device, the substrate having the alignment control protrusions having the color filter function may include a transparent protective film layer and a transparent conductive layer on a pixel (color filter layer) in a normal color filter as necessary. And having a specific alignment control protrusion.

一般的にカラーフィルタとは透光性を有する基板上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス(K)、次いで赤(R)、緑(G)、青(B)の着色画素層を形成せしめたものであり、これを液晶用とする場合は、さらに透明導電層、配向膜層を順次積層せしめたものであり、例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ液晶層を介してLCDを構成するものである。   In general, a color filter is formed by forming a black matrix (K) for improving contrast on a transparent substrate, and then a colored pixel layer of red (R), green (G), and blue (B). When this is used for liquid crystal, a transparent conductive layer and an alignment film layer are sequentially laminated. For example, an LCD is placed through a liquid crystal layer by facing a counter substrate on which an electrode such as a thin film transistor is formed. It constitutes.

この明細書中では、このブラックマトリックスと赤、緑、青の着色画素層を合わせてカラーフィルタ層と呼ぶこととする。   In this specification, the black matrix and the red, green, and blue colored pixel layers are collectively referred to as a color filter layer.

カラーフィルタ層を構成するブラックマトリックスは既に公知の方法を用いて形成することができる。例えば、クロムやチタンなどの金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基板上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し形成するもの。あるいは、感光性樹脂組成物中にカーボンブラックや金属酸化物などの遮光性微粒子や複数種からなる顔料あるいは染料などの着色剤を混在させ、これを基板上に感光性樹脂層として形成しフォトリソグラフィー法により形成するもの。あるいは、後に示すR、G、Bなどからなる着色画素層を2層以上積層させこれを形成するもの、などが挙げられるが本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。   The black matrix constituting the color filter layer can be formed using a known method. For example, a thin film of a metal or metal oxide such as chromium or titanium is formed on a substrate by a method such as sputtering, and then patterned by a technique such as etching. Alternatively, light-shielding fine particles such as carbon black and metal oxides and colorants such as pigments or dyes are mixed in the photosensitive resin composition, and this is formed as a photosensitive resin layer on the substrate to perform photolithography. Formed by law. Alternatively, there may be mentioned, for example, one formed by laminating two or more colored pixel layers composed of R, G, B, etc., which will be described later, but any method may be used in the present invention.

着色画素層は前記ブラックマトリックスの開口部に設けられ、通常赤色画素パターン(R)、緑色画素パターン(G)、および青色画素パターン(B)の3原色からなる画素パターンが所望の形状により配置されたものである。その形成方法としては顔料分散法、染料法、電着法、印刷法、転写法やインクジェットにより各画素を形成する方法など既に公知の方法が挙げられ、本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。   The colored pixel layer is provided in the opening of the black matrix, and a pixel pattern composed of three primary colors, usually a red pixel pattern (R), a green pixel pattern (G), and a blue pixel pattern (B), is arranged in a desired shape. It is a thing. As the formation method, there are already known methods such as a pigment dispersion method, a dye method, an electrodeposition method, a printing method, a transfer method and a method of forming each pixel by ink jetting. In the present invention, any method is used. Also good.

本発明における配向制御用突起を有する基板の一形態としては、これらカラーフィルタ層上、または透明導電層上に配向制御用突起を設けた構成、あるいはカラーフィルタ層、透明導電層、配向制御用突起、配向膜層の順に形成した構成、もしくは必要ならばこのいずれかの層の間に保護膜層を設けた複数の層からなることを特徴とする。   As an embodiment of the substrate having alignment control protrusions in the present invention, a configuration in which alignment control protrusions are provided on these color filter layers or transparent conductive layers, or color filter layers, transparent conductive layers, alignment control protrusions. The structure is formed in the order of the alignment film layers, or if necessary, consists of a plurality of layers provided with a protective film layer between any of these layers.

透明導電膜層は液晶表示装置に用いる、対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくともいずれか一方に必須の構成である。通常は液晶の配向方向を規制する配向膜あるいは配向突起の直下に形成され、電気信号を伝達することで基板の間に挟持された液晶の挙動を制御する。もしくは配向突起の上層に蒸着等で設けることも可能である。   The transparent conductive film layer is an essential component for at least one of the substrates used for the liquid crystal display device, which sandwiches the liquid crystal with the opposing substrate. Normally, it is formed directly under an alignment film or alignment protrusion that regulates the alignment direction of the liquid crystal, and the behavior of the liquid crystal sandwiched between the substrates is controlled by transmitting an electric signal. Alternatively, it can be provided by vapor deposition or the like on the upper layer of the alignment protrusion.

透明導電層は、透明で導電性があり薄膜状に形成できる物質が用いられ、通常ITO(インジウムと錫の複合酸化物)膜が、他にはIZO(インジウムと亜鉛の複合酸化物)やSnO(二酸化錫)膜などが選択され、各々スパッタ法、真空蒸着法などの手法にて形成される。 The transparent conductive layer is made of a material that is transparent and conductive and can be formed into a thin film. Usually, an ITO (indium and tin composite oxide) film is used, and IZO (indium and zinc composite oxide) and SnO are used. 2 A (tin dioxide) film or the like is selected, and each is formed by a technique such as sputtering or vacuum deposition.

本発明の液晶表示装置を構成する基板の少なくとも一方には、配向膜層が設けられ、これと配向制御用突起とはまた別のものである。配向膜層には、ネガ型液晶化合物を垂直配向させ、かつ透明で絶縁性の物質が用いられる。通常ポリイミド樹脂が用いられる。ポリイミド樹脂用液、ポリアミック酸溶液などを公知の塗布方法あるいは印刷方法にて形成し、その後焼成することにより形成される。   At least one of the substrates constituting the liquid crystal display device of the present invention is provided with an alignment film layer, which is different from the alignment control protrusion. For the alignment film layer, a negative liquid crystal compound is vertically aligned and a transparent and insulating material is used. Usually a polyimide resin is used. A polyimide resin solution, a polyamic acid solution, or the like is formed by a known coating method or printing method, and then fired.

必要に応じて設けられる保護膜層は、ブラックマトリックス及び着色画素層を形成したときに生ずる段差を平坦化するため、あるいはブラックマトリックスや着色画素層中に含まれる成分が液晶層へ混入するのを防ぐものであり、透明性が要求される。該保護膜層を形成する材料としては、光硬化型、熱硬化型、光及び熱硬化型の樹脂組成物、エポキシ、アクリルやポリイミドなどの樹脂硬化物、あるいはスパッタや蒸着による無機化合物等、前述の目的を達成できる材料であればよい。カラーフィルタ層の表面状態を考慮して0.5から3μmの範囲にて形成することができる。   The protective film layer provided as necessary is for flattening the level difference generated when the black matrix and the colored pixel layer are formed, or for the components contained in the black matrix and the colored pixel layer to be mixed into the liquid crystal layer. It is something to prevent and requires transparency. Examples of the material for forming the protective film layer include photocurable, thermosetting, light and thermosetting resin compositions, resin cured products such as epoxy, acrylic and polyimide, and inorganic compounds by sputtering and vapor deposition. Any material can be used as long as the object can be achieved. In consideration of the surface state of the color filter layer, it can be formed in the range of 0.5 to 3 μm.

MVA−LCDに用いる基板は、通常のカラーフィルタにおける画素上に必要に応じて、透明保護層、さらに、透明導電層を介して特有の配向制御用突起を有するものが一般的であり、このような配向制御用突起を寸法精度良く得るために、通常のネガ型感光性樹脂組成物を使用すると底辺の広がりが大きくなり過ぎて目的とする形状の配向制御用突起を得ることが出来ない。また、配向制御用突起を寸法精度よく得ることは、特に基板が大型化する際に難しくなり、硬化部の現像液耐性は非常に重要である。かつ、得られた配向制御用突起を有するカラーフィルタは配向膜塗布が行われることから、配向制御用突起そのものについて高度の耐熱性、耐溶剤性が要求されるとともに、配向膜薄膜を介して極性液晶にさらされることから、イオン性不純物の溶出が少なく、また、優れた電気特性が要求されるものである。   A substrate used for an MVA-LCD generally has a specific alignment control protrusion via a transparent protective layer and a transparent conductive layer as necessary on a pixel in a normal color filter. If a normal negative photosensitive resin composition is used in order to obtain an alignment control projection with high dimensional accuracy, the base spread becomes too large to obtain an orientation control projection having a desired shape. In addition, it is difficult to obtain the alignment control protrusions with high dimensional accuracy, particularly when the substrate is enlarged, and the developer resistance of the hardened portion is very important. In addition, since the obtained color filter having alignment control protrusions is applied with an alignment film, the alignment control protrusions themselves are required to have a high degree of heat resistance and solvent resistance, and the alignment film has a polarity through the alignment film thin film. Since it is exposed to liquid crystal, ionic impurities are hardly eluted and excellent electrical characteristics are required.

このような要求特性を有する配向制御用突起を与える材料として、本発明者はフェノール性水酸基を有し、側鎖の一部に光架橋性基を有する樹脂を含有するネガ型レジストが優れていることをを見いだした。フェノール性水酸基はアルカリ水溶液で現像可能なため従来プロセスが使用可能であり、かつ電気特性的に優れた特性を示すことが経験的に知られている。また光ニ量化反応は酸素による重合阻害を受けないため、空気中で行われるプロセスでは感度的に有利である。さらにこれらを組み合わせた構造、すなわち、フェノール性水酸基と光ニ量化反応性の官能基の両方を有する樹脂を用いることにより、モノマーを用いないか、もしくはモノマー量を低減することができるため、電気特性的にも感度的にも優れたネガ型感光性樹脂組成物となる。   As a material for providing alignment control protrusions having such required characteristics, the present inventors are excellent in negative resists containing a phenolic hydroxyl group and a resin having a photocrosslinkable group in a part of the side chain. I found out. It is empirically known that a phenolic hydroxyl group can be developed with an aqueous alkaline solution, so that a conventional process can be used and it exhibits excellent electrical characteristics. In addition, the photodimerization reaction is not sensitive to polymerization by oxygen, and therefore is sensitive to a process performed in air. Furthermore, by using a resin having both a phenolic hydroxyl group and a photodimerization reactive functional group, a monomer is not used or the amount of monomer can be reduced. It becomes a negative photosensitive resin composition excellent both in terms of sensitivity and sensitivity.

本発明で用いるネガ型感光性樹脂組成物が含む、フェノール性水酸基を有し、側鎖に光架橋性基を有する樹脂の合成方法は特に限定されるものではないが、例えばフェノール性水酸基を有する樹脂の水酸基に、シンナモイル基等の光架橋性基をもつ化合物をエステル結合等で反応させて導入する等の公知の方法を用いることができる。   The method of synthesizing the resin having a phenolic hydroxyl group and having a photocrosslinkable group in the side chain, which is included in the negative photosensitive resin composition used in the present invention, is not particularly limited. For example, it has a phenolic hydroxyl group A known method such as introducing a compound having a photocrosslinkable group such as a cinnamoyl group into the hydroxyl group of the resin through an ester bond or the like can be used.

上記フェノール性水酸基を有する樹脂としては、例えばアルカリ可溶性のフェノール樹脂等が挙げられ、この合成法に関しては特に限定されるものではないが、例えばフェノール類とアルデヒド類とを酸触媒の存在下に縮合する等の公知の方法が挙げられる。フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、キシレノール、フェニルフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ナフトール、ビスフェノールCもしくはビスフェノールA等が挙げられる。これらのフェノール類は単独で、又は2種以上組合わせて用いられる。アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドもしくはベンズアルデヒド等の脂肪族又は芳香族アルデヒドが挙げられる。これらの中でも電気特性や取り扱い易さの点からノボラック構造を含む樹脂が好ましく、クレゾールノボラック樹脂が特に好ましい。また上記樹脂は必要により、分別等の手段を用いて分子量分布を調節してもよい。   The resin having a phenolic hydroxyl group includes, for example, an alkali-soluble phenol resin, and the synthesis method is not particularly limited. For example, phenols and aldehydes are condensed in the presence of an acid catalyst. The publicly known method of doing etc. is mentioned. Examples of phenols include phenol, cresol, ethylphenol, butylphenol, xylenol, phenylphenol, catechol, resorcinol, pyrogallol, naphthol, bisphenol C or bisphenol A. These phenols are used alone or in combination of two or more. Examples of the aldehydes include aliphatic or aromatic aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, or benzaldehyde. Among these, a resin including a novolac structure is preferable from the viewpoint of electrical characteristics and ease of handling, and a cresol novolac resin is particularly preferable. In addition, if necessary, the molecular weight distribution of the resin may be adjusted using a means such as fractionation.

本発明で用いるネガ型感光性樹脂組成物に感光性を持たせるために、前記フェノール性水酸基を有する樹脂は光架橋性基を有することが好ましい。より好ましくは光ニ量化反応性の官能基を有するとよく、このような官能基を有する化合物としては、光によってニ量化してシクロブタン環を形成するものであれば特に限定されないが、例えばケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、p−ニトロケイ皮酸等のケイ皮酸化合物、シンナミリデン酢酸、α−シアノシンナミリデン酢酸等のシンナミリデン酢酸化合物、ベンザルアセトフェノン、α−フェニルマレイミド基を持つ化合物、もしくはアントラセン、クマリン、フリルアクリル酸、シクロプロペン基を持つ化合物、等が挙げられ、これらの酸ハロゲン化物等を反応に用いて樹脂に官能基を導入する。得られるネガ型感光性樹脂組成物の感度が上がるため、p−ニトロケイ皮酸及びベンザルアセトフェノンまたはそれらの誘導体を用いるのが特に好ましい。これらは通常単独で用いられるが必要に応じて2種以上組み合わせて使用することもできる。   In order to impart photosensitivity to the negative photosensitive resin composition used in the present invention, the resin having a phenolic hydroxyl group preferably has a photocrosslinkable group. More preferably, it has a photodimerization reactive functional group, and the compound having such a functional group is not particularly limited as long as it can be dimerized by light to form a cyclobutane ring. Cinnamic acid compounds such as acid, α-cyanocinnamic acid and p-nitrocinnamic acid, cinnamylidene acetic acid compounds such as cinnamylidene acetic acid and α-cyanocinnamylidene acetic acid, benzalacetophenone, compounds having an α-phenylmaleimide group, or Examples include anthracene, coumarin, furylacrylic acid, compounds having a cyclopropene group, and the like. These acid halides are used for the reaction to introduce a functional group into the resin. In order to increase the sensitivity of the obtained negative photosensitive resin composition, it is particularly preferable to use p-nitrocinnamic acid and benzalacetophenone or their derivatives. These are usually used alone, but can be used in combination of two or more as required.

これら光架橋性基の導入率は、フェノール性水酸基に対して0.5〜90モル%に調製することが望ましく、さらに好ましくは0.5〜70%の範囲である。導入率が0.5モル%未満であると、生産時に必要な感度を得ることができず、一方導入率が90モル%以上であると、保存安定性が悪く、また樹脂のアルカリ可溶性が低下しレジストの現像性が著しく低下する。   The introduction rate of these photocrosslinkable groups is desirably adjusted to 0.5 to 90 mol% with respect to the phenolic hydroxyl group, and more preferably in the range of 0.5 to 70%. If the introduction rate is less than 0.5 mol%, the sensitivity required during production cannot be obtained, whereas if the introduction rate is 90 mol% or more, the storage stability is poor and the alkali solubility of the resin is reduced. However, the developability of the resist is remarkably lowered.

またさらに、必要に応じて適当な増感剤を入れることで感度の向上を図ることができる。このような増感剤としては、例えば、p,p−ジメチルアミノベンゾフェノン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン(ミヒラーズケトン)等のケトン類、1,2−ベンズアントラキノン等のキノン類、2,6−ジクロロ−4−ニトロアニリン等のニトロ化合物等が挙げられるが、この限りではない。これらは通常単独で用いられるが必要に応じて2種以上組み合わせて使用することもできる。   Furthermore, the sensitivity can be improved by adding an appropriate sensitizer as required. Examples of such a sensitizer include ketones such as p, p-dimethylaminobenzophenone and p, p′-tetramethyldiaminobenzophenone (Michler's ketone), quinones such as 1,2-benzanthraquinone, and 2,6 -A nitro compound such as dichloro-4-nitroaniline and the like can be mentioned, but not limited thereto. These are usually used alone, but can be used in combination of two or more as required.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物には前記成分以外に、塗布性の向上のためなど、必要に応じて相溶性のある添加物、例えば、可塑剤、安定剤、界面活性剤、着色料、レベリング剤、カップリング剤、充填材などを、本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。   In addition to the above components, the negative photosensitive resin composition of the present invention is compatible with additives as necessary, for example, to improve coatability, such as plasticizers, stabilizers, surfactants, and colorants. Leveling agents, coupling agents, fillers, and the like can be added within a range that does not impair the object of the present invention.

なお、感光液を調製する際には、必要に応じて適当な溶剤にて希釈しても良いが、その場合には基材上に塗布した後に乾燥を要する。上記溶剤としては、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、2−ブタノン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−エチルエトキシアセテート、2−ブトキシエチルアセテート、2−メトキシエチルエーテル、2−エトキシエチルエーテル、2−(2−エトキシエトキシ)エタノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセテート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。   In preparing the photosensitive solution, it may be diluted with an appropriate solvent as necessary, but in that case, drying is required after coating on the substrate. Examples of the solvent include dichloromethane, chloroform, acetone, 2-butanone, cyclohexanone, ethyl acetate, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethylethoxyacetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxy Ethyl ether, 2-ethoxyethyl ether, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.

次に、本発明の配向制御用突起の形成方法について説明する。透光性を有する基板上に、あるいは必要であれば上述した方法によって、カラーフィルタ層、透明導電層、保護膜層が積層された基板上に、既述のネガ型感光性樹脂組成物を、バーコーター、アプリケーター、ワイヤーバー、スピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工方法を用い積層する。   Next, a method for forming the alignment control protrusion of the present invention will be described. On the substrate having translucency or, if necessary, the above-described negative photosensitive resin composition on the substrate on which the color filter layer, the transparent conductive layer, and the protective film layer are laminated by the above-described method, Lamination is performed using a known coating method such as a bar coater, applicator, wire bar, spin coater, roll coater, slit coater, curtain coater, die coater or comma coater.

その後所定のパターンを有するフォトマスクを密着させ、光照射してパターン露光を行い、次いで現像を行い、未露光部分を溶解除去することで配向制御用突起を形成することができる。   Thereafter, a photomask having a predetermined pattern is brought into close contact, and light exposure is performed to perform pattern exposure, followed by development, and dissolution and removal of unexposed portions to form alignment control projections.

前記パターン露光においては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等で露光し、光照射部分を架橋させた後、アルカリ現像液にて現像することにより、マスクパターンに忠実なMVA画像を得ることができる。さらに必要ならば、熱処理を施し硬膜化を行うことができる。   In the pattern exposure, for example, exposure with an ultra-high pressure mercury lamp, high-pressure mercury lamp, medium-pressure mercury lamp, low-pressure mercury lamp, xenon lamp, halogen lamp, etc. An MVA image faithful to the mask pattern can be obtained. Further, if necessary, the film can be hardened by heat treatment.

本発明における配向制御用突起は、上記フォトリソグラフィー工程後に加熱工程を施すことにより、該配向制御用突起の硬化を促進し基板との密着性を向上せしめ、さらに耐溶剤性、耐薬品性を付与することができ、また、熱による収縮やリフローにより形状を滑らかにし液晶分子の配向性をより向上することが可能となる。   The alignment control protrusions in the present invention are subjected to a heating step after the photolithography process, thereby promoting the curing of the alignment control protrusions and improving the adhesion to the substrate, and further imparting solvent resistance and chemical resistance. In addition, the shape can be made smooth by heat shrinkage and reflow, and the orientation of liquid crystal molecules can be further improved.

該配向制御用突起の形状としては、ドット状、ストライプ状、ジグザグ状のように規則性があることが好ましく、その断面が半円状、半楕円形状、あるいは三角形などのような多角形状であることが好ましい。画素上のパターンとしては対向基板の配向制御用突起とともに画素を2分割以上に分割するものであれば特に限定されるものではない。   The shape of the alignment control protrusion is preferably regular, such as a dot shape, a stripe shape, or a zigzag shape, and its cross section is a semicircular shape, a semielliptical shape, or a polygonal shape such as a triangle. It is preferable. The pattern on the pixel is not particularly limited as long as the pixel is divided into two or more parts together with the alignment control protrusion on the counter substrate.

さらにはこれら突起の一部をスペーサーの代替として利用することで、カラーフィルタ製造工程を簡略化し、コスト的に優れたスペーサーレスのMVA液晶表示装置を製造することも可能となる。   Furthermore, by utilizing a part of these protrusions as a substitute for the spacer, it is possible to simplify the color filter manufacturing process and manufacture a spacer-less MVA liquid crystal display device excellent in cost.

以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は下述する実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いるネガ型感光性樹脂組成物は光に対して極めて敏感であるため、自然光など不必要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples described below. Further, since the negative photosensitive resin composition used in the present invention is extremely sensitive to light, it is necessary to prevent exposure to unnecessary light such as natural light, and all operations are performed under a yellow or red light. Needless to say.

<フェノール性水酸基を有する樹脂Aの合成例:ノボラック樹脂のシンナメート化>
水酸化ナトリウム4モル/Lの水溶液とメチルエチルケトンとの混合溶液にクレゾールノボラック樹脂(旭有機材工業社製、EP6050G製品名)13.7gを溶解した後−5℃に冷却し、これに、シンナモイルクロリド219gのメチルエチルケトン/トルエン溶液を−5℃に冷却して加え、0℃で90分間攪拌して反応させた。静置後、上層をメタノール中に滴下して精製し、目的とするフェノール性水酸基を有する樹脂A(以下単に樹脂Aとする)を得た。
<Synthesis Example of Resin A Having Phenolic Hydroxyl Group: Cinnamation of Novolak Resin>
13.7 g of cresol novolak resin (Asahi Organic Chemicals Co., Ltd., EP 6050G product name) was dissolved in a mixed solution of sodium hydroxide 4 mol / L and methyl ethyl ketone, and cooled to -5 ° C. A methylethylketone / toluene solution of 219 g of chloride was cooled to −5 ° C. and added, and the reaction was stirred at 0 ° C. for 90 minutes. After standing still, the upper layer was dropped into methanol and purified to obtain a target resin A having a phenolic hydroxyl group (hereinafter simply referred to as resin A).

上記樹脂A100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。   100 g of the above resin A was dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 g of a leveling agent was mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition.

透明基板上にCr薄膜を成膜し、フォトエッチング法でブラックマトリックスを形成した。この上に、赤色感光性樹脂組成物を塗布し、露光、現像、ポストベーク処理を行い赤色画素を形成し、続いて同様の処理を緑色感光性樹脂組成物、青色感光性樹脂組成物について行い、緑色画素、青色画素を形成した。   A Cr thin film was formed on a transparent substrate, and a black matrix was formed by a photoetching method. A red photosensitive resin composition is applied thereon, exposed to light, developed, and post-baked to form red pixels, and then the same processing is performed on the green photosensitive resin composition and the blue photosensitive resin composition. A green pixel and a blue pixel were formed.

次に、全面にITO膜をスパッタにより成膜し、さらに、上記ネガ型感光性樹脂組成物をスピンコータ−にて1.9μmの厚さに塗布し、プリベーク後に、フォトマスクを介して露光、アルカリ現像処理を行い線幅10μmのライン状パターンを形成した。続いて、230℃/45分でポストベークを行い、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。   Next, an ITO film is formed on the entire surface by sputtering, and further, the negative photosensitive resin composition is applied to a thickness of 1.9 μm with a spin coater. Development processing was performed to form a line pattern having a line width of 10 μm. Subsequently, post-baking was performed at 230 ° C./45 minutes to obtain a substrate for an MVA liquid crystal display device having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物は200mJ/cmで硬化し、パターニング特性は良好であった。また、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA型液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は高視野角を有し、かつ長時間にわたり電圧を印加した状態においても焼きつきが発生せず、良好な表示性能を示すものであった。 The negative photosensitive resin composition thus obtained was cured at 200 mJ / cm 2 and the patterning characteristics were good. Further, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, this MVA type liquid crystal display device had a high viewing angle and voltage for a long time. Even in the state where no is applied, image sticking did not occur and good display performance was exhibited.

<フェノール性水酸基を有する樹脂Bの合成例:ノボラック樹脂のニトロシンナメート化>
塩化ケイ皮酸219gのかわりに、p−ニトロシンナモイルクロリド264gを用いた以外は樹脂Aと同様に操作して目的とするフェノール性水酸基を有する樹脂B(以下単に樹脂Bとする)を得た。
<Synthesis example of resin B having phenolic hydroxyl group: nitrocinnamate conversion of novolac resin>
Resin B having the desired phenolic hydroxyl group (hereinafter simply referred to as Resin B) was obtained by operating in the same manner as Resin A except that 264 g of p-nitrocinnamoyl chloride was used instead of 219 g of chlorocinnamic acid. .

上記樹脂B100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。このように調整したネガ型感光性樹脂組成物を用いて実施例1と同様に操作し、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。   100 g of the above resin B was dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 g of a leveling agent was mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition. The negative photosensitive resin composition thus adjusted was used in the same manner as in Example 1 to obtain an MVA liquid crystal display substrate having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物は150mJ/cmで十分硬化しており、パターニング特性も良好であった。また、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA型液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は高視野角を有し、かつ焼きつきが発生せず、良好な表示性能を示すものであった。 The negative photosensitive resin composition thus obtained was sufficiently cured at 150 mJ / cm 2 and had good patterning characteristics. Further, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, this MVA type liquid crystal display device had a high viewing angle and burn-in occurred. The display performance was good.

上記樹脂B100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、増感剤としてp,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン10gを加え、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。このように調整したネガ型感光性樹脂組成物を用いて実施例1と同様に操作し、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。   100 g of the above resin B is dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 10 g of p, p′-tetramethyldiaminobenzophenone is added as a sensitizer, 1 g of leveling agent is mixed and dissolved, and then a 0.2 μm filter. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtration. The negative photosensitive resin composition thus adjusted was used in the same manner as in Example 1 to obtain an MVA liquid crystal display substrate having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物は70mJ/cmで硬化し、パターニング特性も良好であった。また、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA型液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は高視野角を有し、かつ焼きつきが発生せず、良好な表示性能を示すものであった。 The negative photosensitive resin composition thus obtained was cured at 70 mJ / cm 2 and had good patterning characteristics. Further, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, this MVA type liquid crystal display device had a high viewing angle and burn-in occurred. The display performance was good.

<フェノール性水酸基を有する樹脂Cの合成例:ノボラック樹脂のシンナミリデンアセテート化>
水酸化ナトリウム4モル/Lの水溶液とメチルエチルケトンとの混合溶液にクレゾールノボラック樹脂(旭有機材工業社製、EP6050G製品名)6.4gを溶解した後−10℃に冷却し、17gのシンナミリデン酢酸から得られたシンナミリデンアセチルクロリドのメチルエチルケトン溶液を加え、−3℃で90分間攪拌して反応させた。静置後、上層をメタノール中に滴下して精製し、目的のフェノール性水酸基を有する樹脂C(以下単に樹脂Cとする)を得た。
<Synthesis Example of Resin C Having Phenolic Hydroxyl Group: Cinnamylidene Acetate Conversion of Novolak Resin>
After dissolving 6.4 g of cresol novolak resin (Asahi Organic Materials Co., Ltd., EP6050G product name) in a mixed solution of 4 mol / L sodium hydroxide and methyl ethyl ketone, the solution was cooled to −10 ° C., and from 17 g of cinnamylideneacetic acid. A methyl ethyl ketone solution of the obtained cinnamylidene acetyl chloride was added and stirred at -3 ° C. for 90 minutes for reaction. After standing, the upper layer was dropped into methanol for purification to obtain a resin C having a target phenolic hydroxyl group (hereinafter simply referred to as resin C).

上記樹脂C100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。このように調整したネガ型感光性樹脂組成物を用いて実施例1と同様に操作し、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。   100 g of the above resin C was dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 1 g of a leveling agent was mixed and dissolved, followed by filtration with a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition. The negative photosensitive resin composition thus adjusted was used in the same manner as in Example 1 to obtain an MVA liquid crystal display substrate having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物は120mJ/cmで硬化し、パターニング特性も良好であった。また、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA型液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は高視野角を有し、かつ焼きつきが発生せず、良好な表示性能を示すものであった。 The negative photosensitive resin composition thus obtained was cured at 120 mJ / cm 2 and had good patterning characteristics. Further, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, this MVA type liquid crystal display device had a high viewing angle and burn-in occurred. The display performance was good.

<フェノール性水酸基を有する樹脂Dの合成例:ノボラック樹脂のベンザルアセトフェノン化>
無水酢酸60g中に、クレゾールノボラック樹脂(旭有機材工業社製、EP6050G製品名)33gを冷却しながら溶解し、硫酸10gを触媒としてアセチル化反応を行わせた後、水中に入れて2回精製し樹脂状のアセトキシフェノールノボラック樹脂を析出させた。次にこのアセトキシ化樹脂をニトロベンゼン中に溶かし、さらに無水塩化アルミニウム35gをゆっくりと加え、25〜30℃に保ってアセチル転移反応を行った後、精製し、ヒドロキシアセトフェノン樹脂を得た。この樹脂24gとp−メチルベンズアルデヒド11gを氷酢酸に溶かし、硫酸を加えて反応を行い、精製してフェノール性水酸基を有する樹脂D(以下、単に樹脂Dとする)を得た。
<Synthesis example of resin D having phenolic hydroxyl group: benzalacetophenonization of novolak resin>
In 60 g of acetic anhydride, 33 g of cresol novolak resin (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd., EP 6050G product name) is dissolved while cooling, and after acetylation reaction is carried out using 10 g of sulfuric acid as a catalyst, purification is performed twice by putting it in water. A resinous acetoxyphenol novolak resin was precipitated. Next, this acetoxylated resin was dissolved in nitrobenzene, 35 g of anhydrous aluminum chloride was slowly added, and the mixture was kept at 25 to 30 ° C. for acetyl transfer reaction and then purified to obtain a hydroxyacetophenone resin. 24 g of this resin and 11 g of p-methylbenzaldehyde were dissolved in glacial acetic acid, reacted by adding sulfuric acid, and purified to obtain a resin D having a phenolic hydroxyl group (hereinafter simply referred to as “resin D”).

上記樹脂D100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。このように調整したネガ型感光性樹脂組成物を用いて実施例1と同様に操作し、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。   100 g of the above resin D was dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 g of the leveling agent was mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition. The negative photosensitive resin composition thus adjusted was used in the same manner as in Example 1 to obtain an MVA liquid crystal display substrate having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物は100mJ/cmで硬化し、パターニング特性も良好であった。また、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA型液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は高視野角を有し、かつ焼きつきが発生せず、良好な表示性能を示すものであった。 The negative photosensitive resin composition thus obtained was cured at 100 mJ / cm 2 and had good patterning characteristics. Further, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, this MVA type liquid crystal display device had a high viewing angle and burn-in occurred. The display performance was good.

クレゾールノボラック樹脂(旭有機材工業社製、EP6050G製品名)100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、さらにベンザルアセトフェノン40gと、DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 東亞合成社製、アロニックスM−400製品名)20gとイルガキュア369(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)3g、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。このように調整したネガ型感光性樹脂組成物を用いて実施例1と同様に操作し、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。   100 g of cresol novolac resin (Asahi Organic Materials Co., Ltd., EP6050G product name) is dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 40 g of benzalacetophenone, Manufactured by Aronics M-400 (product name), 3 g of Irgacure 369 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and 1 g of leveling agent were mixed and dissolved, followed by filtration with a 0.2 μm filter to obtain a negative photosensitive resin composition. Prepared. The negative photosensitive resin composition thus adjusted was used in the same manner as in Example 1 to obtain an MVA liquid crystal display substrate having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物は200mJ/cmで硬化し、パターニング特性も良好であった。また、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA型液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は高視野角を有し、かつ焼きつきが発生せず、良好な表示性能を示すものであった。
[比較例1]
ポリビニルアルコールのケイ皮酸エステル(ポリビニルシンナメート)100gをエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(和光純薬社製)400gに溶かし、レベリング剤1gを混合溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。ここでポリビニルシンナメートは、公知の方法(東工試法)によって合成したものである。このように調整したネガ型感光性樹脂組成物を用いて実施例1と同様に操作し、カラーフィルタ層と配向制御用突起を有するMVA型液晶表示装置用基板を得た。
The negative photosensitive resin composition thus obtained was cured at 200 mJ / cm 2 and had good patterning characteristics. Further, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, this MVA type liquid crystal display device had a high viewing angle and burn-in occurred. The display performance was good.
[Comparative Example 1]
100 g of polyvinyl alcohol cinnamate (polyvinylcinnamate) is dissolved in 400 g of ethylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 g of leveling agent is mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter. Type photosensitive resin composition was prepared. Here, polyvinyl cinnamate is synthesized by a known method (Tokyo Industrial Test). The negative photosensitive resin composition thus adjusted was used in the same manner as in Example 1 to obtain an MVA liquid crystal display substrate having a color filter layer and alignment control protrusions.

このようにして得られたネガ型感光性樹脂組成物のパターニング特性は良好であった。しかし、このネガ型感光性樹脂組成物による配向制御用突起を有する基板を用いてMVA液晶表示装置を作製したところ、このMVA型液晶表示装置は長時間電圧を印可すると焼きつきが発生してしまった。   The negative photosensitive resin composition thus obtained had good patterning characteristics. However, when an MVA liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, the MVA liquid crystal display device was burned when a voltage was applied for a long time. It was.

本発明に係る方法によって配向突起を形成した液晶表示装置用基板を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the board | substrate for liquid crystal display devices in which the alignment protrusion was formed by the method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 …MVA−LCD
11 …TFT側基板
12 …カラーフィルタ側基板
13 …配向制御用突起
14 …配向制御用突起
15 …液晶分子
10 ... MVA-LCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... TFT side substrate 12 ... Color filter side substrate 13 ... Orientation control protrusion 14 ... Orientation control protrusion 15 ... Liquid crystal molecule

Claims (8)

対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基を有する樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物により形成されてなることを特徴とする配向制御用突起を有する基板。   A negative photosensitive resin comprising a liquid crystal display device that sandwiches liquid crystal with an opposing substrate and having at least alignment control protrusions, wherein the alignment control protrusions include a resin having at least a phenolic hydroxyl group. A substrate having alignment control protrusions, characterized by being formed of a composition. 前記フェノール性水酸基を有する樹脂は、側鎖の一部に光架橋性基を有することを特徴とする請求項1記載の配向制御用突起を有する基板。   2. The substrate having an alignment control protrusion according to claim 1, wherein the resin having a phenolic hydroxyl group has a photocrosslinkable group in a part of a side chain. 前記光架橋性基は光二量化反応性の官能基であることを特徴とする請求項2記載の配向制御用突起を有する基板。   The substrate having an alignment control protrusion according to claim 2, wherein the photocrosslinkable group is a photodimerization reactive functional group. 前記フェノール性水酸基を有する樹脂は、ノボラック構造を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板。   4. The substrate having alignment control protrusions according to claim 1, wherein the resin having a phenolic hydroxyl group has a novolac structure. 前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の一方は、少なくとも透明基板とカラーフィルタ層からなり、前記カラーフィルタ層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板。   5. One of the substrates sandwiching the liquid crystal between the opposing substrates comprises at least a transparent substrate and a color filter layer, and an alignment control protrusion is formed on the color filter layer. A substrate having the alignment control protrusion according to any one of the above. 前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくとも一方は、少なくとも透明基板と透明導電層からなり、透明導電層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板。   6. The substrate according to claim 1, wherein at least one of the substrates sandwiching the liquid crystal with the opposing substrate comprises at least a transparent substrate and a transparent conductive layer, and an alignment control protrusion is formed on the transparent conductive layer. A substrate having the alignment control protrusion according to any one of the above. 前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板はスペーサー用突起を有し、該スペーサー用突起は同じ基板上に存在する配向制御用突起と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板。   The substrate for sandwiching the liquid crystal with the opposing substrate has a spacer projection, and the spacer projection is formed of the same material as the alignment control projection on the same substrate. Item 7. A substrate having an alignment control protrusion according to any one of Items 1 to 6. 請求項1から7のいずれかに記載の配向制御用突起を設けられた基板を、液晶を挟持する対向する基板の少なくとも一方に用いたことを特徴とする液晶表示装置。   8. A liquid crystal display device, wherein the substrate provided with the alignment control protrusion according to claim 1 is used as at least one of opposing substrates sandwiching liquid crystal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007233132A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Toppan Printing Co Ltd Substrate with protrusion for alignment control and liquid crystal display device using same
JP2008216290A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Sanyo Chem Ind Ltd Photosensitive resin composition

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