JP2007233132A - Substrate with protrusion for alignment control and liquid crystal display device using same - Google Patents

Substrate with protrusion for alignment control and liquid crystal display device using same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate for a liquid crystal display device with minute protrusions for alignment control having an exact cross-sectional shape and exact dimensions, and an MVA-LCD using the same. <P>SOLUTION: The protrusions for alignment control are formed by curing a negative photosensitive resin composition containing (A) a binder resin, (B) a photopolymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator and (D) a polymerization inhibitor, wherein the content of the polymerization inhibitor (D) in the negative photosensitive resin composition is confined to 0.001-0.3 wt.% when the total amount of the binder resin (A), the photopolymerizable monomer (B) and the photopolymerization initiator (C) is considered to be 100 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、垂直配向(VA、Vertically 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 Vertically Aligned)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 vertically aligned (VA) type liquid crystal display (LCD), and more particularly, to an alignment control protrusion used in an alignment-divided vertical alignment (MVA, multi domain vertically aligned) type LCD. The present invention relates to a substrate having the same and a liquid crystal display device using the same.

MVA−LCD(Multi−Domein Vertical Alignment−Liquid Crystal Display、配向分割垂直配向型液晶表示装置、)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、配向制御用突起を基板上に設け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) is controlled so that the liquid crystal molecules are tilted in multiple directions within a single pixel. It is a vertical alignment type liquid crystal display device in which alignment control projections are provided on a substrate so as to perform gradation display, and 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−LCD10は、2枚の基板11,12によって液晶分子15を挟持して構成したものである。基板11は、画面観察者から見て背面側に位置する基板で、液晶駆動用のTFT(図示せず)と配向制御用突起13が設けられている。また、基板12は、画面観察者に位置する基板で、液晶15を透過した表示光を着色するカラーフィルタ層(図示せず)と配向制御用突起14が設けられている。そして、これら配向制御用突起13と配向制御用突起14とは、互い違いになるように配置されている。   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 is configured by sandwiching liquid crystal molecules 15 between two substrates 11 and 12. The substrate 11 is a substrate located on the back side when viewed from the screen observer, and is provided with a TFT (not shown) for driving a liquid crystal and an alignment control protrusion 13. The substrate 12 is a substrate positioned on the screen observer, and is provided with a color filter layer (not shown) for coloring display light transmitted through the liquid crystal 15 and an alignment control protrusion 14. The alignment control protrusions 13 and the alignment control protrusions 14 are alternately arranged.

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や配向制御用突起14の近傍では、これら突起13,14の斜面の影響によって液晶分子15が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13,14の斜面の近傍にある液晶分子15が傾斜し、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って突起を設けることにより、電圧印加時の液晶分子の配向を制御することができる。   FIG. 1A shows a state when no voltage is applied. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules 15 are vertically aligned between the two substrates, but in the vicinity of the alignment control protrusion 13 and the alignment control protrusion 14, The liquid crystal molecules 15 are slightly inclined due to the influence of the inclined surfaces of the protrusions 13 and 14. FIG. 1B shows a state when a voltage is applied. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules 15 near the slopes of the protrusions 13 and 14 are tilted, and the liquid crystal molecules other than the tilted portions are sequentially aligned in the same orientation. It becomes like this. That is, by providing a protrusion in place of the rubbing treatment, the alignment of liquid crystal molecules when a voltage is applied can be controlled.

該配向制御用突起の形状としては、画素上の液晶分子を規則的に2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が、基板に垂直な方向から見た場合の形状がドット状、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い。また、基板に水平な方向から見た場合の断面形状が半円状、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。特に、側面は図2(a)に示すような順テーパーであることが必須であり、傾斜角や裾部分などは品種によって異なる。ノンテーパー(b)あるいは逆テーパー(c)の場合は、液晶分子の傾斜方向を制御することができないばかりか、乱れによる表示ムラを生じたり、輝度の低下を招くため、断面形状は非常に重要な要素である。   The shape of the alignment control protrusion is not particularly limited as long as the liquid crystal molecules on the pixel are regularly divided into two or more, but the shape when viewed from the direction perpendicular to the substrate is a dot. It is preferable to have regularity such as a shape, a stripe shape, or a zigzag shape. Moreover, it is preferable that the cross-sectional shape when viewed from a direction horizontal to the substrate is a semicircular shape, a semi-elliptical shape, or a polygonal shape such as a triangle. In particular, it is essential that the side surface has a forward taper as shown in FIG. In the case of non-taper (b) or reverse taper (c), not only the tilt direction of liquid crystal molecules cannot be controlled, but also display unevenness due to disturbance or reduction in luminance is caused, so the cross-sectional shape is very important. Element.

従来、このような配向制御用突起は、ノボラック樹脂を主成分とするポジ型感光性樹脂組成物を使用して、フォトリソグラフィー法によって形成している。すなわち、基板上にポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、乾燥してその皮膜を形成した後、フォトマスクを介して部分的に露光・現像して、前記突起を形成する。現像の後加熱硬化(ポストベーク)するのが普通である(特許文献1及び非特許文献1参照)。   Conventionally, such alignment control protrusions are formed by a photolithography method using a positive photosensitive resin composition containing a novolac resin as a main component. That is, a positive photosensitive resin composition is applied onto a substrate, dried to form a film, and then partially exposed and developed through a photomask to form the protrusions. It is common to carry out heat curing (post-bake) after development (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

しかし、近年、MVA−LCDの高精細化が進むにつれて、配向制御用突起も高精細化が必要となってきている。例えば2.4インチ型の携帯電話で従来の解像度がQVGA(320×240画素)であったものが、VGA(640×480画素)の解像度となった場合、1画素の幅が約75μmから約25μmにまで狭くなることになる。従って25μm幅の画素内に形成される配向制御用突起パターンもより小さいものである必要がある。さらに、品種の多様化に伴い、配向制御用突起に要求されるサイズ(高さ、線幅)や側面のテーパー形状も様々となり、これらに柔軟に対応することが求められている。   However, in recent years, as the resolution of MVA-LCD has been increased, the alignment control protrusions have also been required to have higher definition. For example, when a 2.4-inch mobile phone with a conventional resolution of QVGA (320 × 240 pixels) has a resolution of VGA (640 × 480 pixels), the width of one pixel is about 75 μm to about It will be as narrow as 25 μm. Therefore, the alignment control projection pattern formed in a pixel having a width of 25 μm needs to be smaller. Furthermore, with the diversification of products, the sizes (height and line width) required for the alignment control protrusions and the tapered shape of the side surface are various, and it is required to flexibly cope with these.

しかし、配向制御用突起を形成する材料としてノボラック型のポジ型感光性樹脂組成物を用いる場合、上記のような微細なパターンを形成するのは困難である。すなわち、ノボラック樹脂はポストベーク工程での熱フローが非常に大きく、これによって突起パターンが水平方向に広がってしまうため、微細なパターンを形成することができない。また、マスクの微細な欠陥に由来する共通欠陥が生じやすく、歩留まりに悪影響を与えるため、コスト、プロセス的にも問題があった。   However, when a novolac-type positive photosensitive resin composition is used as a material for forming the alignment control protrusion, it is difficult to form the fine pattern as described above. That is, the novolac resin has a very large heat flow in the post-bake process, and this causes the projection pattern to spread in the horizontal direction, so that a fine pattern cannot be formed. Further, common defects derived from fine defects of the mask are likely to occur, and the yield is adversely affected, so that there is a problem in cost and process.

一方、ネガ型感光性樹脂組成物とフォトリソグラフィー法とを適用して配向制御用突起を形成する方法も知られている(特許文献2参照)。この方法によって、配向制御用突起を形成する場合には、フォトマスクのパターンに比較して大きい配向制御用突起が形成されやすかった。このため、配向制御用突起のパターンを微細にしようとすると、マスクパターンの寸法はこれよりさらに小さくしなければならない。このため、マスク設計が困難となって、微細な配向制御用突起を形成することができないという問題があった。   On the other hand, a method of forming alignment control protrusions by applying a negative photosensitive resin composition and a photolithography method is also known (see Patent Document 2). When forming alignment control protrusions by this method, alignment control protrusions that are larger than the photomask pattern were easily formed. For this reason, in order to make the pattern of the alignment control protrusion fine, the dimension of the mask pattern must be made smaller than this. For this reason, there is a problem that mask design becomes difficult and fine alignment control protrusions cannot be formed.

露光量やネガ型感光性樹脂組成物の感度を低下させてその硬化の程度を落とすことによって、形成される配向制御用突起の大きさをマスクパターンに近づけることもできる。例えば、開始剤やモノマーの量を少なくしたり、あるいは官能基数の少ないモノマーを使用したりして、ネガ型感光性樹脂組成物の感度を低下させる方法である。この場合には、解像度が向上して配向制御用突起の大きさがマスクパターンの大きさに近づくが、配向制御用突起の断面形状や寸法にばらつきが出やすくなるという問題があった。また、このような方法においては、制御するパラメータが多いため、多様化するサイズやテーパー形状に対応するには時間的、コスト的にも不利である。
特許第2947350号公報 特開平11−2489213号公報 Electronic Journal 1997年10月号P.33
By reducing the exposure amount and the sensitivity of the negative photosensitive resin composition to reduce the degree of curing thereof, the size of the formed alignment control protrusion can be made closer to the mask pattern. For example, the sensitivity of the negative photosensitive resin composition is reduced by reducing the amount of initiator or monomer or using a monomer having a small number of functional groups. In this case, although the resolution is improved and the size of the alignment control protrusion approaches the size of the mask pattern, there is a problem that the cross-sectional shape and dimensions of the alignment control protrusion are likely to vary. Further, in such a method, since there are many parameters to be controlled, it is disadvantageous in terms of time and cost to cope with diversifying sizes and tapered shapes.
Japanese Patent No. 2947350 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-2487213 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、微細な配向制御用突起であって、しかも、正確な断面形状と寸法とを有する突起を有する液晶表示装置用基板と、これを用いたMVA−LCDを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a substrate for a liquid crystal display device having a fine alignment control protrusion and a protrusion having an accurate cross-sectional shape and dimensions. An object of the present invention is to provide an MVA-LCD using this.

すなわち、請求項1に記載の発明は、対向する基板との間で液晶を挟持して液晶表示装置を構成すると共に、前記液晶の配向方向を制御する突起を有する配向制御用突起付き基板において、
前記配向制御用突起が、(A)バインダー樹脂、(B)光重合性モノマー、(C)光重合開始剤、および(D)重合禁止剤を含むネガ型感光性樹脂組成物を硬化して形成されており、
かつ、前記ネガ型感光性樹脂組成物中の(D)重合禁止剤の含有量が、(A)バインダー樹脂、(B)光重合性モノマー及び(C)光重合開始剤の3者の合計を100重量%としたとき、0.001〜0.3重量%の範囲であることを特徴とする配向制御用突起付き基
板である。
That is, the invention according to claim 1 is a substrate with an alignment control protrusion having a protrusion for controlling the alignment direction of the liquid crystal while constituting a liquid crystal display device by sandwiching a liquid crystal with an opposing substrate.
The alignment control protrusion is formed by curing a negative photosensitive resin composition containing (A) a binder resin, (B) a photopolymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a polymerization inhibitor. Has been
And the content of (D) polymerization inhibitor in the said negative photosensitive resin composition is the sum total of three of (A) binder resin, (B) photopolymerizable monomer, and (C) photoinitiator. A substrate with protrusions for orientation control, characterized by being in the range of 0.001 to 0.3% by weight when it is 100% by weight.

また、請求項2に記載の発明は、前記(D)重合禁止剤がハイドロキノン系重合禁止剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の配向制御用突起付き基板である。   The invention according to claim 2 is the substrate with alignment control protrusions according to claim 1, wherein the polymerization inhibitor (D) contains a hydroquinone polymerization inhibitor.

また、請求項3に記載の発明は、前記(A)バインダー樹脂がアルカリ可溶性を有する樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の配向制御用突起付き基板である。   The invention according to claim 3 is the substrate with alignment control protrusions according to claim 1 or 2, wherein the binder resin (A) is a resin having alkali solubility.

また、請求項4に記載の発明は、前記基板が、透過光を着色するカラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の配向制御用突起付き基板である。   The invention according to claim 4 is the substrate with alignment control protrusions according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate includes a color filter layer that colors transmitted light.

また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の配向制御用突起付き基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置である。   The invention according to claim 5 is a liquid crystal display device using the substrate with alignment control protrusions according to any one of claims 1 to 4.

本発明においては、(D)重合禁止剤の含有量が、(A)バインダー樹脂、(B)光重合性モノマー及び(C)光重合開始剤の3者の合計を100重量%としたとき、0.001〜0.3重量%の範囲であるネガ型感光性樹脂組成物を使用して配向制御用突起を形成しているため、後述する実施例から分かるように、優れた解像性と形状安定性をもつ配向制御用突起を形成することができ、そのため、表示ムラがなく、高精細、高視野角なMVA−LCDを得ることができる。   In the present invention, when the content of the (D) polymerization inhibitor is 100% by weight, the total of (A) the binder resin, (B) the photopolymerizable monomer, and (C) the photopolymerization initiator is 100% by weight. Since the negative control photosensitive resin composition in the range of 0.001 to 0.3% by weight is used to form the alignment control protrusions, as can be seen from the examples described later, excellent resolution and An alignment control protrusion having shape stability can be formed. Therefore, an MVA-LCD having no display unevenness and high definition and a high viewing angle can be obtained.

以下、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.

[配向制御用突起付き基板の作製]
配向制御用突起基板として、以下では、一例として、透明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ものについて説明する。ただし、本発明は必ずしもカラーフィルタ層を必要とするものではなく、以下の説明に何ら限定されるものではない。
[Production of substrate with protrusions for orientation control]
As an example of the alignment control projection substrate, a description will be given below of an example in which a color filter layer is provided on a transparent substrate and the alignment control projection is formed thereon. However, the present invention does not necessarily require a color filter layer and is not limited to the following description.

本発明の配向制御用突起付き基板の一例として、透明性を有する基板上にカラーフィルタ層、透明導電性膜層、配向制御用突起をこの順に設けた構成、あるいはカラーフィルタ層、透明導電性膜層、配向制御用突起、配向膜層をこの順に設けた構成、もしくは必要に応じて、任意の層の間に透明保護膜層を設けた積層体構成を挙げることができる。カラーフィルタ層は、コントラスト向上のためのブラックマトリックスと、透過光を着色する着色画素層とで構成され、この着色画素層は、それぞれ、赤、緑、青の色彩を有する。そして、この配向制御用突起基板は、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。   As an example of the substrate with alignment control protrusions of the present invention, a color filter layer, a transparent conductive film layer, and an alignment control protrusion provided in this order on a transparent substrate, or a color filter layer and a transparent conductive film The structure which provided the layer, the processus | protrusion for orientation control, the alignment film layer in this order, or the laminated body structure which provided the transparent protective film layer between arbitrary layers as needed can be mentioned. The color filter layer includes a black matrix for improving contrast and a colored pixel layer for coloring transmitted light. The colored pixel layers have red, green, and blue colors, respectively. The alignment control projection substrate is opposed to a counter substrate on which an electrode such as a thin film transistor is formed to constitute an LCD through a liquid crystal layer.

前記透明性を有する基板は、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、ポストベークを行うことから、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。   The substrate having transparency is preferably a plate-like substrate, and examples thereof include glass or a plastic sheet or film such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethersulfone or polyacrylate. Further, since post-baking is performed after forming the alignment control protrusions, 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 should be selected. Is preferred.

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、後に示す赤、緑、青などからなる着色画素層を形成する際、これら各色の層を積層させて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, when forming a colored pixel layer composed of red, green, blue, etc., which will be described later, these layers may be formed by laminating layers of these colors, etc. Also good.

前記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、緑色画素パターン、および青色画素パターンの3原色からなる画素パターンが所望の形状に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, a green pixel pattern, and a blue pixel pattern, is arranged in a desired shape. 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.

次にカラーフィルタ層を形成した基板上に透明導電膜層を設ける。透明導電膜層は、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ために設けられ、透明導電膜層は対向する液晶表示装置基板の、少なくともいずれか一方には必須である。通常は、透明導電膜層は、配向制御用突起の直下に形成されるが、蒸着等を用いて、配向制御用突起の上層に設けることもできる。透明導電性膜層は、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SnO2(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。 Next, a transparent conductive film layer is provided on the substrate on which the color filter layer is formed. The transparent conductive film layer is provided to control the behavior of the liquid crystal sandwiched between the substrates by transmitting an electric signal, and the transparent conductive film layer is provided on at least one of the opposing liquid crystal display device substrates. It is essential. Normally, the transparent conductive film layer is formed immediately below the alignment control protrusion, but it can also be provided on the alignment control protrusion by vapor deposition or the like. The transparent conductive film layer is made of a material that is transparent, conductive, and can be formed into a thin film. Usually, an ITO (indium and tin composite oxide) film is used, and the other is IZO (indium and zinc composite oxide). And SnO 2 (tin dioxide) film are selected and formed by a method such as sputtering or vacuum deposition.

続いて、配向制御用突起を形成する。上記基板上に本発明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、又はその他の公知の塗工方法を用い積層する。ネガ型感光性樹脂組成物を溶媒に希釈し、感光液として調整し、基板上に前記方法で塗布してもよいが、その場合には基材上に塗布した後に、溶媒を除去する必要がある。その後、所定のパターンを有したフォトマスクを介し、光照射してパターン露光を行い、次いでアルカリ現像液にて現像を行い、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。   Subsequently, alignment control protrusions are formed. On the substrate, the negative photosensitive resin composition of the present invention is applied to a bar coater, applicator, wire bar, spin coater, roll coater, slit coater, curtain coater, die coater, comma coater, or other known coating methods. Laminate using. The negative photosensitive resin composition may be diluted with a solvent, prepared as a photosensitive solution, and coated on the substrate by the above method. In this case, the solvent needs to be removed after coating on the substrate. is there. Thereafter, pattern exposure is performed by irradiating light through a photomask having a predetermined pattern, then developing with an alkali developer, and unexposed portions are dissolved and removed to form alignment control protrusions. it can.

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、ハロゲンランプ等が挙げられるが、これに限定されるものではなくその他公知の方法で行うことができる。   Examples of the pattern exposure include an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a xenon lamp, and a halogen lamp, but are not limited thereto and can be performed by other known methods.

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ポストベークを施すことにより、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、適度な熱収縮や熱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 post-baked 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 appropriate heat shrinkage and heat flow, and the orientation of liquid crystal molecules can be further improved.

次に、必要に応じて上記基板上に配向膜層を設ける。配向膜層は、液晶化合物を垂直配向させるために設けられる。配向膜層には、透明で絶縁性の物質が用いられ、一般にポリイミド樹脂などが用いられる。配向膜層は、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。   Next, an alignment film layer is provided on the substrate as necessary. The alignment film layer is provided for vertically aligning the liquid crystal compound. A transparent and insulating material is used for the alignment film layer, and generally a polyimide resin or the like is used. The alignment film layer is formed by forming a polyimide resin solution, a polyamic acid solution, or the like by a known coating method or printing method, and then baking.

透明保護膜層は、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機能を有する。透明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 transparent protective film layer has a function of flattening a step generated when the black matrix and the colored pixel layer are formed. As a material for forming the transparent protective film layer, photocurable, thermosetting, light and thermosetting resin compositions, resin cured products such as epoxy, acrylic and polyimide, or inorganic compounds by sputtering or vapor deposition, etc. 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.

また、本発明の配向制御用突起は、この層構成に用いる場合に限定されず、必要に応じて任意の層に配向制御用突起を形成することができる。
[ネガ型感光性樹脂組成物]
本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、(A)バインダー樹脂、(B)光重合性モノマー、(C)光重合開始剤、(D)重合禁止剤及び溶剤を含有してなる。
In addition, the alignment control protrusion of the present invention is not limited to the case of using this layer structure, and the alignment control protrusion can be formed in any layer as required.
[Negative photosensitive resin composition]
The negative photosensitive resin composition of the present invention comprises (A) a binder resin, (B) a photopolymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator, (D) a polymerization inhibitor and a solvent.

本発明におけるネガ型感光性樹脂組成物の(A)バインダー樹脂は、アルカリ可溶性を有することが好ましい。この場合、上記ネガ型感光性樹脂組成物がアルカリ水溶液で現像可能となり、従来のプロセスで使用できるためコスト的にも有利であり、環境の観点からも好ましい。また、感度、現像安定性、耐溶剤性等の点からラジカル架橋性を有する樹脂が好ましく、さらに電気特性の点から、芳香環を有する樹脂が好ましい。このような樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール性水酸基を有する樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの変性物等が挙げられる。   It is preferable that (A) binder resin of the negative photosensitive resin composition in this invention has alkali solubility. In this case, the negative photosensitive resin composition can be developed with an alkaline aqueous solution and can be used in a conventional process, which is advantageous in terms of cost and is preferable from the viewpoint of the environment. Moreover, a resin having radical crosslinkability is preferable from the viewpoint of sensitivity, development stability, solvent resistance, and the like, and a resin having an aromatic ring is preferable from the viewpoint of electrical characteristics. Such a resin is not particularly limited, and examples thereof include resins having phenolic hydroxyl groups, epoxy resins, and modified products thereof.

前記フェノール性水酸基を有する樹脂としては、クレゾールノボラック樹脂、ポリビニルフェノール、あるいはp−ビニルフェノールとスチレンとの共重合体などが挙げられる。ポリビニルフェノールは、置換基を有するヒドロキシスチレン類又は置換基のないヒドロキシスチレン類を、単独で又はその2種以上をラジカル重合開始剤またはカチオン重合開始剤の存在下で重合することにより得ることができる。置換基を有するヒドロキシスチレン類としては、例えば、2−(p−ヒドロキシフェニル)プロピレンが例示できる。また、置換基のないヒドロキシスチレン類としてはp−ヒドロキシスチレンが例示できる。   Examples of the resin having a phenolic hydroxyl group include a cresol novolac resin, polyvinylphenol, and a copolymer of p-vinylphenol and styrene. Polyvinylphenol can be obtained by polymerizing hydroxystyrenes having a substituent group or hydroxystyrenes having no substituent group alone or two or more thereof in the presence of a radical polymerization initiator or a cationic polymerization initiator. . Examples of the hydroxystyrenes having a substituent include 2- (p-hydroxyphenyl) propylene. Moreover, p-hydroxystyrene can be illustrated as hydroxystyrenes without a substituent.

前記エポキシ樹脂としては、アルカリ現像性を有するものであれば何ら限定されることなく使用することができるが、なかでも多官能エポキシ樹脂に不飽和一塩基酸およびフェノール化合物を付加させ、さらに多塩基酸無水物にて架橋したものが特に好ましい。また、これらの樹脂は現像性、感度、熱可塑性等を考慮し、2種類以上を混合して使用してもよい。   The epoxy resin can be used without any limitation as long as it has alkali developability, and among them, an unsaturated monobasic acid and a phenol compound are added to the polyfunctional epoxy resin, Those crosslinked with an acid anhydride are particularly preferred. These resins may be used in combination of two or more in consideration of developability, sensitivity, thermoplasticity and the like.

本発明のバインダー樹脂の重量平均分子量Mwは、強度と現像性の観点から2000〜40000の範囲であることが好ましく、さらに2000〜15000の範囲であることが特に好ましい。なお、MwはGPC法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。   The weight average molecular weight Mw of the binder resin of the present invention is preferably in the range of 2000 to 40000, more preferably in the range of 2000 to 15000, from the viewpoint of strength and developability. In addition, Mw is the weight average molecular weight of polystyrene conversion measured by GPC method.

本発明における(B)光重合性モノマーとしては、例えばビニル基あるいはアリル基を有するモノマー、オリゴマー、末端または側鎖にビニル基あるいはアリル基を有するポリマーが挙げられる。このような化合物としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどの各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、ウレタンアクリレート、ウレタン基ポリエステルを有する多官能(メタ)アクリレート等を挙げることができるが、この限りではない。また、これらは必要に応じて2種以上を混合して用いても構わない。   Examples of the photopolymerizable monomer (B) in the present invention include a monomer having a vinyl group or an allyl group, an oligomer, and a polymer having a vinyl group or an allyl group at the terminal or side chain. Such compounds include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol. Various acrylic esters and methacrylic esters such as hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, melamine (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, (meta ) Acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, acrylonitrile, urethane acrylate, polyfunctional (meth) acrylate having urethane group polyester, etc. Kill, but not limited thereto. Moreover, you may use these in mixture of 2 or more types as needed.

これら(B)光重合性モノマーの量は、(A)バインダー樹脂に対して20〜300重
量%の範囲をとることが可能であり、好ましくは30〜120重量%である。20重量%以下であると感度が低下し、300重量%以上であると塗膜のタック性が大きすぎて露光時のマスク汚染の原因となり、また形成される配向制御用突起の電気特性も悪くなる。
The amount of these (B) photopolymerizable monomers can be in the range of 20 to 300% by weight, preferably 30 to 120% by weight, based on the (A) binder resin. If it is 20% by weight or less, the sensitivity is lowered, and if it is 300% by weight or more, the tackiness of the coating film is too large, causing mask contamination at the time of exposure, and the electrical characteristics of the alignment control protrusions formed are also poor. Become.

また、本発明に使用する(C)光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−エチルアントラキノン、フェナントラキノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、エチルベンゾイン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体などのロフィン二量体、N−フェニルグリシンなどのN−アリールグリシン類、4,4’−ジアジドカルコンなどの有機アジド類、3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルペルオキシカルボキシル)ベンゾフェノンなどの有機過酸化物類などが挙げられる。   The photopolymerization initiator (C) used in the present invention includes benzophenone, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 2-ethylanthraquinone, phenanthra. Quinone, benzyldimethyl ketal, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin phenyl ether, ethyl benzoin, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1- ON, Lophine dimers such as 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, N-aryl glycines such as N-phenylglycine, organic azides such as 4,4′-diazidochalcone Kind, 3, ', And organic peroxides such as 4,4'-tetra (tert- butylperoxy carboxyl) benzophenone.

上記(C)光重合開始剤は、単独あるいは2種以上混合して用いるが、増感剤として、例えばα−アシルオキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナントレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、3−メルカプトプロピオン酸などの化合物も併用することができる。   The above (C) photopolymerization initiator is used alone or in combination of two or more. As the sensitizer, for example, α-acyloxime ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10- Compounds such as phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4'-diethylisophthalophenone, 4,4'-diethylaminobenzophenone, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 3-mercaptopropionic acid are also used in combination. be able to.

これらの(C)光重合開始剤の量は、(A)バインダー樹脂に対して0.1〜30重量%が好ましく、さらに好ましくは3〜20重量%である。   The amount of these (C) photopolymerization initiators is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 3 to 20% by weight, based on (A) the binder resin.

本発明の(D)重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メトキノン等、ハイドロキノン系のものを使用することができるが、その他、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、塩化第一銅、2,6−ジ−tert−ブチルーp-クレゾールとの組み合わせも可能である。   As the polymerization inhibitor (D) of the present invention, hydroquinone, such as hydroquinone and methoquinone can be used, but pyrogallol, tert-butylcatechol, cuprous chloride, 2,6-di-tert. A combination with -butyl-p-cresol is also possible.

(D)重合禁止剤の量は、(A)バインダー樹脂と、(B)光重合性モノマーと、(C)光重合開始剤の3者の合計を100重量%としたとき、0.001〜0.3重量%が好ましく、さらに好ましくは0.005〜0.1重量%である。0.001重量%以下では重合禁止剤の添加効果が不十分であり、0.3重量%を越えると感度の低下、あるいは密着性の低下、あるいは断面形状が順テーパーからノンテーパーに近づき、十分に液晶を配向制御することができなくなる。   (D) The amount of the polymerization inhibitor is 0.001 to 1 when the total of (A) binder resin, (B) photopolymerizable monomer, and (C) photopolymerization initiator is 100% by weight. 0.3 weight% is preferable, More preferably, it is 0.005-0.1 weight%. If it is 0.001% by weight or less, the effect of adding a polymerization inhibitor is insufficient, and if it exceeds 0.3% by weight, the sensitivity is lowered or the adhesion is lowered, or the cross-sectional shape approaches from a forward taper to a non-taper. This makes it impossible to control the orientation of the liquid crystal.

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、または効果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 or effect of the present invention is not impaired.

ネガ型感光性樹脂を感光液とするために用いる溶媒として、ジクロルエタン、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。
Solvents used to make a negative photosensitive resin as a sensitizing solution include dichloroethane, chloroform, acetone, 2-butanone, cyclohexanone, ethyl acetate, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethylethoxy. Acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxyethyl 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-dioxy Emissions, and the like.

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、本発明は後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の光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, although an example is given and explained about an embodiment of the invention, the present invention is not limited to an example mentioned 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 lamp. It goes without saying that it will be done.

[実施例1]
透明基板上にスパッタリングで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パターンを形成し、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、緑色画素パターン、青色画素パターンを形成した。次に、全面にITO膜をスパッタリングにより成膜して透明導電膜層とした。
[Example 1]
A Cr thin film was formed on a transparent substrate by sputtering, and a black matrix was formed by a photoetching method. On this, a red photosensitive resin composition is applied, exposed, developed, and post-baked to form a red pixel pattern, and then the same processing is performed on the green photosensitive resin composition and the blue photosensitive resin composition. A green pixel pattern and a blue pixel pattern were formed. Next, an ITO film was formed on the entire surface by sputtering to form a transparent conductive film layer.

次に下記の組成を有するネガ型感光性樹脂組成物を調整した。   Next, a negative photosensitive resin composition having the following composition was prepared.

バインダー樹脂(丸善石油化学社製「マルカリンカーM」)
20g
光重合性モノマー(東亜合成社製「アロニックスM-402」) 16g
光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IrgOXE01」) 3.5g
重合禁止剤ハイドロキノン(関東化学社製) 0.004g
シクロヘキサノン(関東化学社製)
110g
このネガ型感光性樹脂組成物をスピンコーターにて上記基板に塗布し、厚さ1.9μmの感光性樹脂組成物の塗膜を形成した。プリベーク後、径8μmの八角形の開口パターンを有するフォトマスクを介して超高圧水銀灯の光を照射し、続いてアルカリ現像処理を行い、ドット状パターンを形成した。続いて、230℃、30分でポストベークを行い、配向制御用突起付き基板を得た。なお、露光量は150mJ/cm2とした。
Binder resin ("Maruka Linker M" manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.)
20g
16 g of photopolymerizable monomer ("Aronix M-402" manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)
Photoinitiator (Ciba Specialty Chemicals “IrgOXE01”) 3.5g
Polymerization inhibitor hydroquinone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 0.004 g
Cyclohexanone (manufactured by Kanto Chemical)
110g
This negative photosensitive resin composition was applied to the substrate with a spin coater to form a coating film of the photosensitive resin composition having a thickness of 1.9 μm. After pre-baking, light of an ultrahigh-pressure mercury lamp was irradiated through a photomask having an octagonal opening pattern with a diameter of 8 μm, followed by alkali development to form a dot pattern. Subsequently, post-baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a substrate with alignment control protrusions. The exposure amount was 150 mJ / cm 2 .

得られた配向制御用突起の寸法(下底線幅)、断面形状、およびパターン安定性の評価結果を表1に示す。なお、寸法評価は光学顕微鏡を用いて行なった。断面形状については、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて評価を行なった。評価のランクは○:順テーパー形状、もしくは、×ノンテーパー形状および逆テーパー形状とした。形状安定性については、測定点5点中、少なくとも1点以上において、上記寸法が平均値から0.3μm以上ずれるか、あるいは断面形状が×となるものが存在する場合に×、それ以外の場合を○とした。表1中、重合禁止剤重量%とは、(D)重合禁止剤の重量を、(A)バインダー樹脂と(B)光重合性モノマーと(C)光重合開始剤との合計重量で割ったものを表す。   Table 1 shows the evaluation results of the dimensions (lower bottom line width), cross-sectional shape, and pattern stability of the obtained alignment control protrusions. The dimensional evaluation was performed using an optical microscope. The cross-sectional shape was evaluated using a scanning electron microscope (SEM). The evaluation rank was ◯: a forward tapered shape, or a non-tapered shape and a reverse tapered shape. Concerning shape stability, at least 1 out of 5 measurement points, the above dimensions are shifted from the average value by 0.3 μm or more, or the cross-sectional shape is x, otherwise, Was marked as ○. In Table 1, the polymerization inhibitor weight% is the weight of (D) polymerization inhibitor divided by the total weight of (A) binder resin, (B) photopolymerizable monomer, and (C) photopolymerization initiator. Represents a thing.

[実施例2]
重合禁止剤ハイドロキノン(関東化学社製)0.004gの量を0.015gに増加した以外は実施例1と同様にしてネガ型感光性樹脂組成物を調整し、これを用いて配向制御用突起を有するカラーフィルタ基板を得た。得られた配向制御用突起の評価結果を表1に示す。
[Example 2]
A negative photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of 0.004 g of polymerization inhibitor hydroquinone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was increased to 0.015 g. A color filter substrate having was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained alignment control protrusions.

[実施例3]
重合禁止剤ハイドロキノン(関東化学社製)0.004gの代わりに、メトキノン0.006gを用いた以外は、実施例2と同様にしてネガ型感光性樹脂組成物を調整し、これを用いて配向制御用突起を有するカラーフィルタ基板を得た。得られた配向制御用突起の評価結果を表1に示す。
[Example 3]
A negative photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that 0.006 g of methoquinone was used instead of 0.004 g of the polymerization inhibitor hydroquinone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), and this was used for orientation. A color filter substrate having control protrusions was obtained. Table 1 shows the evaluation results of the obtained alignment control protrusions.

[比較例1]
重合禁止剤ハイドロキノン(関東化学社製)を除いた以外は、実施例1と同様にしてネガ型感光性樹脂組成物を調整し、これを用いて配向制御用突起を有するカラーフィルタ基板を得た。得られた配向制御用突起の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Except for the polymerization inhibitor hydroquinone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), a negative photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, and a color filter substrate having alignment control protrusions was obtained using this. . Table 1 shows the evaluation results of the obtained alignment control protrusions.

[比較例2]
重合禁止剤ハイドロキノン(関東化学社製)の量を0.15gに増加した以外は、実施例1と同様にしてネガ型感光性樹脂組成物を調整し、これを用いて配向制御用突起を形成したが、大量にハガレが発生し、評価できるレベルのカラーフィルタ基板を得ることはできなかった。なお、露光量は250mJ/cm2として、十分な露光を行った。
[Comparative Example 2]
A negative photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the polymerization inhibitor hydroquinone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was increased to 0.15 g, and this was used to form alignment control protrusions. However, a large amount of peeling occurred, and it was not possible to obtain a color filter substrate of a level that can be evaluated. The exposure amount was 250 mJ / cm 2 and sufficient exposure was performed.

[比較例3]
光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IrgOXE01」)3.5gを1.5gに減量し、かつ重合禁止剤ハイドロキノン(関東化学社製)を除いた以外は、実施例1と同様にしてネガ型感光性樹脂組成物を調整し、これを用いて露光量を250mJ/cm2にして配向制御用突起を有するカラーフィルタ基板を得た。得られた配向制御用突起の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
Photopolymerization initiator (Ciba Specialty Chemicals “IrgOXE01”) 3.5 g was reduced to 1.5 g, and the polymerization inhibitor hydroquinone (Kanto Chemical Co., Ltd.) was removed. Then, a negative photosensitive resin composition was prepared, and an exposure amount was 250 mJ / cm 2 using this to obtain a color filter substrate having alignment control protrusions. Table 1 shows the evaluation results of the obtained alignment control protrusions.

Figure 2007233132
表1に示すように、重合禁止剤としてハイドロキノンあるいはメトキノンを適正量添加して得られるネガ型感光性樹脂組成物を調整し、これを用いて配向制御用突起を形成した実施例1〜3では、マスク開口に対して+3μm以下で断面形状およびパターン安定性も良好な配向制御用突起を形成することができた。さらに、安定性を悪化させることなく、適正量の重合禁止剤によって寸法の調整が可能であることから、多様な要求スペックにも容易に対応可能であることも確認できた。
Figure 2007233132
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 in which a negative photosensitive resin composition obtained by adding an appropriate amount of hydroquinone or methoquinone as a polymerization inhibitor was prepared, and alignment control protrusions were formed using this. Further, alignment control protrusions having a cross-sectional shape and a good pattern stability of +3 μm or less with respect to the mask opening could be formed. Furthermore, since it is possible to adjust the dimensions with an appropriate amount of polymerization inhibitor without deteriorating the stability, it was also confirmed that various required specifications can be easily accommodated.

一方、ハイドロキノン系の重合禁止剤を添加していない比較例1では、マスクパターンの大きさ(8μm)に比較して配向制御用突起の大きさ(12.1μm)が大きく、微細なパターンを形成することができなかった。また、重合禁止剤が適正量より多い比較例2では密着性が著しく低下し、残ったパターンも逆テーパーとなっていた。また、開始剤を減量した比較例3では、寸法および断面形状の特性は良好だが、感度低下、形状安定性が悪化し、良好な特性の配向制御用突起は得られなかった。   On the other hand, in Comparative Example 1 in which no hydroquinone polymerization inhibitor was added, the size of the alignment control protrusion (12.1 μm) was larger than that of the mask pattern (8 μm), and a fine pattern was formed. I couldn't. Further, in Comparative Example 2 in which the polymerization inhibitor was more than the appropriate amount, the adhesion was remarkably lowered, and the remaining pattern was reverse tapered. Further, in Comparative Example 3 in which the amount of the initiator was reduced, the characteristics of the dimensions and the cross-sectional shape were good, but the sensitivity was lowered and the shape stability was deteriorated, and the alignment control projection having good characteristics was not obtained.

実施例1〜3にて得られた配向制御用突起を有するカラーフィルター基板を用いてMVA―LCDを作製したところ、このMVA−LCDは高精細、高視野角で表示ムラのない優れた表示性能を示すものであった。
本発明は、解像性、断面形状、形状安定性に優れた液晶配向制御用突起を有する液晶表示装置用基板を提供し、さらにこの基板を用いることにより、高精細、高視野角で表示ムラのない優れた表示特性を示すMVA−LCDを提供することができる。
An MVA-LCD was produced using the color filter substrate having the alignment control protrusions obtained in Examples 1 to 3. As a result, this MVA-LCD was excellent in display performance with high definition, high viewing angle and no display unevenness. Was shown.
The present invention provides a substrate for a liquid crystal display device having a liquid crystal alignment control projection having excellent resolution, cross-sectional shape, and shape stability, and further, by using this substrate, display unevenness with high definition and high viewing angle. It is possible to provide an MVA-LCD that exhibits excellent display characteristics without any problems.

配向制御用突起付き基板を用いた液晶表示装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the liquid crystal display device using the board | substrate with the protrusion for orientation control. 配向制御用突起の形状を示す平面説明図。Plane explanatory drawing which shows the shape of the protrusion for orientation control.

符号の説明Explanation of symbols

10 …MVA−LCD
11 …背面側基板
12 …観察者側基板
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 ... Back side substrate 12 ... Observer side substrate 13 ... Orientation control protrusion 14 ... Orientation control protrusion 15 ... Liquid crystal molecule

Claims (5)

対向する基板との間で液晶を挟持して液晶表示装置を構成すると共に、前記液晶の配向方向を制御する突起を有する配向制御用突起付き基板において、
前記配向制御用突起が、(A)バインダー樹脂、(B)光重合性モノマー、(C)光重合開始剤、および(D)重合禁止剤を含むネガ型感光性樹脂組成物を硬化して形成されており、
かつ、前記ネガ型感光性樹脂組成物中の(D)重合禁止剤の含有量が、(A)バインダー樹脂、(B)光重合性モノマー及び(C)光重合開始剤の3者の合計を100重量%としたとき、0.001〜0.3重量%の範囲であることを特徴とする配向制御用突起付き基板。
In a substrate with an alignment control protrusion having a protrusion for controlling the alignment direction of the liquid crystal while constituting a liquid crystal display device by sandwiching a liquid crystal with an opposing substrate,
The alignment control protrusion is formed by curing a negative photosensitive resin composition containing (A) a binder resin, (B) a photopolymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a polymerization inhibitor. Has been
And the content of (D) polymerization inhibitor in the said negative photosensitive resin composition is the sum total of three of (A) binder resin, (B) photopolymerizable monomer, and (C) photoinitiator. A substrate with protrusions for orientation control, characterized by being in the range of 0.001 to 0.3% by weight when it is 100% by weight.
前記(D)重合禁止剤がハイドロキノン系重合禁止剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の配向制御用突起付き基板。   2. The substrate with alignment control protrusions according to claim 1, wherein the polymerization inhibitor (D) contains a hydroquinone polymerization inhibitor. 前記(A)バインダー樹脂がアルカリ可溶性を有する樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の配向制御用突起付き基板。   The substrate with alignment control protrusions according to claim 1, wherein the (A) binder resin is an alkali-soluble resin. 前記基板が、透過光を着色するカラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の配向制御用突起付き基板。   The said board | substrate is provided with the color filter layer which colors the transmitted light, The board | substrate with an orientation control protrusion in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜4のいずれかに記載の配向制御用突起付き基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device using the substrate with alignment control protrusions according to claim 1.
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