JP2006098673A - Substrate having protrusion for alignment control and liquid crystal display device using the substrate - Google Patents

Substrate having protrusion for alignment control and liquid crystal display device using the substrate Download PDF

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みどり 小原
Yasushi Oe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an after image generating when putting a liquid crystal display device, manufactured by using a substrate formed with protrusions for alignment control by using a negative type photosensitive resin composition, in the state of applying a voltage over a long time. <P>SOLUTION: The substrate having at least the protrusions 13, 14 for alignment control holds liquid crystal between a counter substrate and the same to constitute a liquid crystal display device, wherein the protrusions 13, 14 for alignment control are made of the negative type photosensitive resin composition containing a resin having at least phenolic hydroxide group. Further, by using a negative type resist containing a resin having one or more photo-crosslinking functional groups selected from among styryl pyridinium group and styryl quinolium group in one part of side chains of the resin having phenolic hydroxide group, a high-sensitivity negative type photosensitive resin composition may be preferably obtained without injuring electric characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2006,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 (MVA) 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(特許文献1、特許文献2、及び非特許文献1参照)。 Conventionally, in order to create such a pattern, a positive resist or a negative resist using an acrylic resin is used, and it has been formed by a photolithography technique (Patent Document 1, Patent Document 2, and Non-Patent Document). 1).

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、その解決が重要な課題となっている。
特許第2947350号公報 特開平11−248921号公報 Electronic Journal 1997年10月号 P.33
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 reason for this is thought to be the accumulation of charges on the surface of the alignment control protrusion, and the solution thereof is an important issue.
Japanese Patent No. 2947350 Japanese Patent Laid-Open No. 11-248921 Electronic Journal October 1997 P.I. 33

またネガ型レジストは、基本的にバインダー樹脂のほかに、硬化成分としてモノマーを含有している場合が多いが、このモノマーが電気特性に悪影響を与えることが経験的にわかっているため、配向制御用突起用レジストの組成にはモノマーの低減が要求されている。 Negative resists basically contain a monomer as a curing component in addition to the binder resin, but it has been empirically found that this monomer has an adverse effect on electrical characteristics, so orientation control Reduction of the monomer is required for the composition of the resist for protrusions for use.

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するネガ型レジスト、特に、側鎖の一部にスチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる1種以上の光架橋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。   As a result of studying various materials and processing methods in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that a negative resist having a phenolic hydroxyl group, particularly a styrylpyridinium group in a part of a side chain, as a projection forming material for orientation control Alternatively, by using a negative resist containing a resin having one or more photocrosslinkable functional groups selected from styrylquinolium groups, a color filter having a desired alignment control protrusion can be obtained. It has been found that an MVA liquid crystal display device using a color filter exhibits good display characteristics without burn-in and a wide viewing angle, and has reached the present invention.

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、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、前記基板の一方は、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、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た配向制御用突起を設けたことを特徴とする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, there is provided a substrate having at least an alignment control protrusion constituting a liquid crystal display device that sandwiches liquid crystal with an opposing substrate, wherein one of the substrates is at least a transparent substrate and a color An alignment control protrusion comprising a filter layer and provided with an alignment control protrusion formed of a negative photosensitive resin composition containing at least a resin having a phenolic hydroxyl group on the color filter layer. It is a substrate which has.

請求項3に係る発明は、前記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、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、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を形成された配向制御用突起を設けたことを特徴とする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, there is provided a substrate having at least an alignment control protrusion that constitutes a liquid crystal display device that sandwiches liquid crystal with the opposing substrate. At least one of the substrates is at least a transparent substrate and a transparent conductive layer. And a substrate having an alignment control protrusion, characterized in that an alignment control protrusion formed of a negative photosensitive resin composition containing a resin having at least a phenolic hydroxyl group is provided on the transparent conductive layer. It is.

請求項4に係る発明は、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ないし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。   The invention according to claim 4 is characterized in that the resin having a phenolic hydroxyl group has a photocrosslinkable group in a part of a side chain, the alignment control protrusion according to any one of claims 1 to 3 It is a substrate which has.

請求項5に係る発明は、前記光架橋性基は、スチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる1種以上の官能基であることを特徴とする請求項4記載の配向制御用突起を有する基板である。   The invention according to claim 5 has the alignment control protrusion according to claim 4, wherein the photocrosslinkable group is at least one functional group selected from a styrylpyridinium group or a styrylquinolium group. It is a substrate.

請求項6に係る発明は、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ないし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。   The invention according to claim 6 is the substrate having an alignment control protrusion according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin having a phenolic hydroxyl group has a novolac structure.

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ないし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。
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。
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.
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ないし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。
請求項1ないし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 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.
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 any one of claims 1 to 7. 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い配向制御用突起を有する基板とすることができる。
この配向制御用突起を有する基板を用いることで、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. And a substrate having an alignment control protrusion on which the charge is difficult to accumulate on the surface of the alignment control protrusion.
By using the substrate having the alignment control protrusions, a substrate and a liquid crystal display device having the alignment control protrusions exhibiting good display characteristics without image sticking and a wide viewing angle can be obtained.

一方、前記フェノール性水酸基を有する樹脂の側鎖の一部に導入された官能基の光架橋反応は、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。さらに光架橋性の官能基の中でも特に、スチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基を樹脂の側鎖に反応させた場合は、導入率が低くても高感度となることから、樹脂本来の特性をほとんど損なうことなく実用レベルの高い感光性をもたせることが可能となる。
以上より、これらフェノール性水酸基とスチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる1種以上の光架橋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大幅に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。
On the other hand, the photocrosslinking reaction of the functional group introduced into a part of the side chain of the resin having a phenolic hydroxyl group is sensitively advantageous in a process performed in air since it does not receive an inhibition reaction by oxygen. Furthermore, among the photo-crosslinkable functional groups, when the styrylpyridinium group or styrylquinolium group is reacted with the side chain of the resin, it is highly sensitive even if the introduction rate is low, so the characteristics inherent to the resin are almost unchanged. It is possible to provide a high level of photosensitivity without loss.
From the above, by using a resin having both of these phenolic hydroxyl groups and one or more photocrosslinkable functional groups selected from a styrylpyridinium group or a styrylquinolium group, no monomer is used or the amount of monomers is greatly increased. Therefore, a negative resist having excellent electrical characteristics and sensitivity can be obtained.

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。
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。
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.
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。
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
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。
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。
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.
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。
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。
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.
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。
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 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.
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 the color filter layer or the transparent conductive layer, or a color filter layer, a transparent conductive layer, and an alignment control protrusion. 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。
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 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.
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、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, and 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 an ordinary negative photosensitive resin composition is used in order to obtain an alignment control projection with high dimensional accuracy, the spread of the base 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。また光架橋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。そして光架橋性官能基の中でも特に、スチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基を樹脂の側鎖に反応させた場合に、極めて導入率が低くても高感度となることから、樹脂本来の特性をほとんど損なうことなく感光性をもたせることが可能となる。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スチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる光架橋性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 photocrosslinking reaction is not susceptible to polymerization inhibition by oxygen, and thus is sensitively advantageous in a process performed in air. In particular, among the photocrosslinkable functional groups, when the styrylpyridinium group or styrylquinolium group is reacted with the side chain of the resin, it is highly sensitive even if the introduction rate is very low. Photosensitivity can be imparted without loss. Furthermore, by using a resin that has both a crosslinkable functional group selected from a phenolic hydroxyl group and a styrylpyridinium group or a styrylquinolium group, a combination of these is used, or the amount of monomer is reduced. Therefore, a negative photosensitive resin composition having excellent electrical characteristics and sensitivity can be obtained.

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、側鎖にスチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる1種以上の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く、高分子反応など、公知の一般的な合成手法によって行うことができる。例えば、感光性高分子(永松元太郎、幹英夫 著 講談社発行)や繊維高分子材料研究所研究報告(工業技術院繊維高分子材料研究所) 第155号 p.29〜35)に記載されているように、スチリルキノリウム塩化合物をグリシジル化し、この末端グリシジル基とフェノール性水酸基を有する樹脂の水酸基とを付加反応させて感光基を樹脂の側鎖に導入し、さらにスルホン酸化合物等を添加して4級化し高感度化する等の方法を用いることができる。 The method for synthesizing a resin having a phenolic hydroxyl group and having at least one photocrosslinkable group selected from a styrylpyridinium group or a styrylquinolium group in the side chain, contained in the negative photosensitive resin composition used in the present invention, The method is not particularly limited, and can be performed by a known general synthesis method such as a polymer reaction. For example, photosensitive polymer (Gentaro Nagamatsu, Hideo Miki, published by Kodansha) and research report on fiber polymer material research laboratory (Institute of Industrial Science and Technology, fiber polymer material research laboratory) No. 155 p. 29-35), a styrylquinolium salt compound is glycidylated, this terminal glycidyl group and a hydroxyl group of a resin having a phenolic hydroxyl group are subjected to an addition reaction to introduce a photosensitive group into the side chain of the resin. Further, a method of adding a sulfonic acid compound or the like to quaternize and increase the sensitivity 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、ビニルフェノールのビニル基を重合させ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. And a known method such as polymerizing a vinyl group of vinylphenol. 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。より好ましくはスチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる光架橋性基を有するとよく、このような官能基を有する化合物としては、2−[2−(3−メトキシ−4−ヒドロキシ)フェニルエテニル]ピリジン等のスチリルピリジニウム塩化合物またはスチリルキノリウム塩化合物等が挙げられ、これらは例えば活性メチル基を持つ複素環化合物とヒドロキシベンツアルデヒドから公知の方法にて合成することができる。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 photocrosslinkable group selected from a styrylpyridinium group or a styrylquinolium group, and examples of the compound having such a functional group include 2- [2- (3-methoxy-4-hydroxy) phenyl ether. And styrylpyridinium salt compounds such as [tenyl] pyridine or styrylquinolium salt compounds. These can be synthesized from, for example, a heterocyclic compound having an active methyl group and hydroxybenzaldehyde by a known method. 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0.01〜20モル%に調製することが望ましく、さらに好ましくは0.1〜5%の範囲である。導入率が0.01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20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し、また樹脂本来の特性が損なわれるために電気特性も悪くなる。   The introduction ratio of these photocrosslinkable groups is desirably adjusted to 0.01 to 20 mol% with respect to the phenolic hydroxyl group, and more preferably in the range of 0.1 to 5%. If the introduction rate is less than 0.01 mol%, the sensitivity required during production cannot be obtained. On the other hand, if the introduction rate is 20 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, and the electrical characteristics are also deteriorated because the original characteristics of the resin are impaired.

本発明のカラーフィルタにおける突起パターンを与えるネガ型レジスト溶液はこのようにして得ることができるが、感度および硬化密度をさらに改良するために他の光硬化反応系と組み合わせて使用することもできる。上記光硬化反応系としては、(メタ)アクリルモノマーと光ラジカル重合開始剤からなる光ラジカル重合反応、エポキシやオキセタン等の脂環式モノマーと光カチオン重合開始剤からなる光カチオン重合反応、アジド化合物等からなる他の光架橋反応等、公知の反応系が挙げられる。必要に応じてこれらの反応系の組み合わせ、高感度化、波長選択性の付与、耐熱性、耐薬品性を改善させてもよい。 A negative resist solution that provides a protrusion pattern in the color filter of the present invention can be obtained in this way, but can also be used in combination with other photocuring reaction systems to further improve sensitivity and cure density. The photocuring reaction system includes a photoradical polymerization reaction comprising a (meth) acryl monomer and a photoradical polymerization initiator, a photocationic polymerization reaction comprising an alicyclic monomer such as epoxy or oxetane and a photocationic polymerization initiator, an azide compound. Known reaction systems such as other photo-crosslinking reactions consisting of, and the like can be mentioned. A combination of these reaction systems, high sensitivity, imparting wavelength selectivity, heat resistance, and chemical resistance may be improved as necessary.

ただし、モノマーは電気特性に悪影響を与えることが経験的にわかっており、その量は必要最低限に抑える必要がある。量の上限値は用いる樹脂の種類や感光基の導入率、モノマーの種類等によって大きく変化するが、樹脂に対して50重量%以下、好ましくは40重量%以下に抑えることが望ましい。 However, it has been empirically known that the monomer has an adverse effect on the electrical characteristics, and the amount thereof needs to be minimized. The upper limit of the amount varies greatly depending on the type of resin used, the introduction ratio of the photosensitive group, the type of monomer, and the like, but it is desirable to keep it to 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less based on the resin.

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、密着性、耐熱性、耐薬品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-mentioned components, the negative photosensitive resin composition of the present invention is compatible with additives as necessary, such as for improving applicability, adhesion, heat resistance, and chemical resistance, such as a plasticizer. Stabilizers, surfactants, colorants, leveling agents, coupling agents, fillers, and the like can be added as long as the object of the present invention is not impaired.

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, light exposure is performed to perform pattern exposure, development is performed, and unexposed portions are dissolved and removed to form alignment control protrusions.

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, by exposure with an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a 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.

<<SbQ変性ノボラック樹脂の合成>>
<スチルバゾールの合成>
無水酢酸89g中でバニリン53gと2−メチルピリジン35gを還流下で8時間反応させ、生成物から酢酸を常圧にて留去した。冷却後、濃塩酸を加え室温で30分放置してから80〜90℃で加熱し、再び冷却した後、水に分散してからアンモニア水を加えさらに2時間室温で攪拌した。得られた淡黄色の結晶をろ過して集め、水で洗った後、40℃にて12時間減圧乾燥し、スチルバゾール55gを得た。
<< Synthesis of SbQ-modified novolak resin >>
<Synthesis of stilbazole>
In 89 g of acetic anhydride, 53 g of vanillin and 35 g of 2-methylpyridine were reacted under reflux for 8 hours, and acetic acid was distilled off from the product at normal pressure. After cooling, concentrated hydrochloric acid was added, left at room temperature for 30 minutes, heated at 80 to 90 ° C., cooled again, dispersed in water, added with aqueous ammonia, and further stirred at room temperature for 2 hours. The obtained pale yellow crystals were collected by filtration, washed with water, and then dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours to obtain 55 g of stilbazole.

<スチルバゾールのグリシジルエーテル化>
スチルバゾール55gとエピクロルヒドリン50gをシクロヘキサノン(和光純薬製)に溶解し、粉末状の水酸化ナトリウム10gを少量ずつ加え、30℃で4時間反応させた。過剰のエピクロルヒドリンを減圧除去後、水を加えて生成塩を溶解し、分液除去した。さらに硫酸マグネシウムを用いて溶液を乾燥後、ろ過し、グリシジル化スチルバゾール48gを得た。
<Glycidyl etherification of stilbazole>
55 g of stilbazole and 50 g of epichlorohydrin were dissolved in cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 10 g of powdered sodium hydroxide was added little by little, and reacted at 30 ° C. for 4 hours. Excess epichlorohydrin was removed under reduced pressure, and water was added to dissolve the produced salt, followed by separation and removal. Further, the solution was dried using magnesium sulfate and filtered to obtain 48 g of glycidylated stilbazole.

<クレゾールノボラック樹脂へのスチルバゾールの付加反応>
クレゾールノボラック樹脂(EP4050G、旭有機材工業製)120gと上記グリシジル化スチルバゾール2.82gをシクロヘキサノン500gに溶解し、触媒としてSA−102(DBU−オチクル酸塩)0.1gを加えて還流下にて1時間反応させた。さらにp−トルエンスルホン酸メチル1.88gを加え、50℃にて12時間反応させ、目的とするSbQ変性ノボラック樹脂溶液Aを得た。
<Addition reaction of stilbazole to cresol novolac resin>
120 g of cresol novolak resin (EP4050G, manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) and 2.82 g of the above glycidylated stilbazole were dissolved in 500 g of cyclohexanone, and 0.1 g of SA-102 (DBU-octylate) was added as a catalyst under reflux. The reaction was carried out for 1 hour. Further, 1.88 g of methyl p-toluenesulfonate was added and reacted at 50 ° C. for 12 hours to obtain the intended SbQ-modified novolak resin solution A.

上記樹脂溶液A100gにレベリング剤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。   1 g of a leveling agent was mixed and dissolved in 100 g of the resin solution A, followed by filtration with 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120mJ/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 120 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 in which no is applied, image sticking did not occur and good display performance was exhibited.

<SbQ変性ポリビニルフェノール樹脂の合成>
クレゾールノボラック樹脂120gの代わりに、ポリビニルフェノール樹脂(S−4P、丸善石油化学製)134gを用いた以外は実施例1と同様にして合成し、SbQ変性ポリビニルフェノール樹脂溶液Bを得た。
<Synthesis of SbQ-modified polyvinylphenol resin>
SbQ-modified polyvinyl phenol resin solution B was obtained in the same manner as in Example 1 except that 134 g of polyvinyl phenol resin (S-4P, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) was used instead of 120 g of cresol novolac resin.

上記樹脂溶液B100gにレベリング剤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。このように調製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。   1 g of a leveling agent was mixed and dissolved in 100 g of the resin solution B, followed by filtration with a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition. The negative photosensitive resin composition thus prepared 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.

上記樹脂溶液A100gに、さらに光ラジカル重合性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(アロニックスM−402、東亞合成製)10gを、開始剤としてイルガキュア369(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製)1.5g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。このように調製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。   10 g of dipentaerythritol hexaacrylate (Aronix M-402, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) as a radical photopolymerizable monomer and 100 g of Irgacure 369 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as an initiator are added to 100 g of the resin solution A. After 1 g of the leveling agent was mixed and dissolved, the mixture was filtered with a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition. The negative photosensitive resin composition thus prepared 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80mJ/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 80 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.

[比較例1]
ポリビニルアルコールの側鎖の一部にスチリルピリジニウム塩化合物を付加重合して得られた樹脂(PVA−SBQ、SPP−LS−400、東洋合成工業製)100gを水200g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。ここで用いたPVA−SbQは市販品であるが、公知の方法によって合成してもよい。このように調製したネガ型感光性樹脂組成物を用い、現像液として水を用いた以外は実施例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。
繊維高分子材料研究所研究報告(工業技術院繊維高分子材料研究所) 第155号 p.29〜35
[Comparative Example 1]
100 g of a resin (PVA-SBQ, SPP-LS-400, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) obtained by addition polymerization of a styrylpyridinium salt compound to a part of the side chain of polyvinyl alcohol is dissolved in 200 g of water and 1 g of a leveling agent is mixed. After dissolution, the mixture was filtered through a 0.2 μm filter to prepare a negative photosensitive resin composition. PVA-SbQ used here is a commercial product, but may be synthesized by a known method. A substrate for an MVA type liquid crystal display device having the color filter layer and the alignment control protrusions is operated in the same manner as in Example 1 except that the negative photosensitive resin composition thus prepared is used and water is used as a developer. Got.
Research Report on Fiber Polymer Materials Research Institute (Institute of Technology) 29-35

このようにして得られた配向制御用突起は80mJ/cmで硬化し、パターニング特性も良好であった。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、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 alignment control protrusions thus obtained were cured at 80 mJ / cm 2 and had good patterning characteristics. However, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, the MVA type liquid crystal display device was burned when a voltage was applied for a long time. I have.

[比較例2]
ネガ型感光性樹脂組成物の成分として、さらにジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(アロニックスM-402、東亞合成製)20g、イルガキュア369(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製)3gを加えた以外は実施例1と同様にして操作した。
[Comparative Example 2]
Except that 20 g of dipentaerythritol hexaacrylate (Aronix M-402, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and 3 g of Irgacure 369 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were added as components of the negative photosensitive resin composition. And operated.

このようにして得られた配向制御用突起は50mJ/cmで硬化し、非常に高感度であった。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、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 alignment control protrusions thus obtained were cured at 50 mJ / cm 2 and had very high sensitivity. However, when an MVA type liquid crystal display device was produced using a substrate having alignment control projections made of this negative photosensitive resin composition, the MVA type liquid crystal display device was burned when a voltage was applied for a long time. I have.

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 which formed the alignment protrusion 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. 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、前記基板の少なくとも一方は、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、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た配向制御用突起を設けたことを特徴とする配向制御用突起を有する基板。   In a substrate having at least an alignment control protrusion, which constitutes a liquid crystal display device that sandwiches liquid crystal with an opposing substrate, at least one of the substrates is composed of at least a transparent substrate and a color filter layer, on the color filter layer A substrate having an alignment control protrusion, which is provided with an alignment control protrusion formed of a negative photosensitive resin composition containing a resin having at least a phenolic hydroxyl group. 前記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、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、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を形成された配向制御用突起を設けたことを特徴とする配向制御用突起を有する基板。   In a substrate having at least an alignment control protrusion, which constitutes a liquid crystal display device that sandwiches liquid crystal with the opposing substrate, at least one of the substrates is composed of at least a transparent substrate and a transparent conductive layer, on the transparent conductive layer A substrate having an alignment control protrusion, characterized in that an alignment control protrusion formed of a negative photosensitive resin composition containing a resin having at least a phenolic hydroxyl group is provided. 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ないし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 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、スチリルピリジニウム基またはスチリルキノリウム基から選ばれる1種以上の官能基であることを特徴とする請求項4記載の配向制御用突起を有する基板。   5. The substrate having an alignment control protrusion according to claim 4, wherein the photocrosslinkable group is one or more functional groups selected from a styrylpyridinium group and a styrylquinolium 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ないし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 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ないし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ないし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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009098608A (en) * 2007-09-27 2009-05-07 Toray Ind Inc Manufacturing method of substrate for liquid crystal display apparatus
WO2011148557A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 シャープ株式会社 Method of manufacture for liquid crystal display device

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