JP2011158537A - Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacture of the same - Google Patents
Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacture of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011158537A JP2011158537A JP2010017980A JP2010017980A JP2011158537A JP 2011158537 A JP2011158537 A JP 2011158537A JP 2010017980 A JP2010017980 A JP 2010017980A JP 2010017980 A JP2010017980 A JP 2010017980A JP 2011158537 A JP2011158537 A JP 2011158537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pigment
- coloring composition
- photosensitive coloring
- color filter
- transparent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置やカラー撮像管素子に用いられるカラーフィルタ基板、並びにその製造に用いられる感光性着色組成物に関する。 The present invention relates to a color filter substrate used for a liquid crystal display device or a color image pickup tube element, and a photosensitive coloring composition used for the production thereof.
アクティブマトリックス方式の液晶表示装置では、一般に、ガラス基板上に各画素ごとにアクティブ素子(薄膜トランジスタ、TFT)を形成した基板と、ガラス基板上にカラーフィルタと一様な透明電極を形成したカラーフィルタ基板とが、間に液晶を挟んで対向して配置されている。そして、TFT基板(以下、アクティブ素子を形成した基板をTFT基板と略称する)の各TFT素子のスイッチング作用によって各画素の液晶のシャッター作用を制御している。 In an active matrix liquid crystal display device, generally, a substrate in which an active element (thin film transistor, TFT) is formed for each pixel on a glass substrate, and a color filter substrate in which a color filter and a uniform transparent electrode are formed on the glass substrate. Are arranged opposite to each other with a liquid crystal interposed therebetween. The shutter action of the liquid crystal of each pixel is controlled by the switching action of each TFT element of the TFT substrate (hereinafter, the substrate on which the active element is formed is abbreviated as TFT substrate).
TFTを用いた液晶表示装置は、TFT基板とカラーフィルタ基板を所定の間隔を設けて対向させて配置し、エポキシ樹脂等に補強用の繊維を混合したシール剤によってこれら基板を液晶を挟持するように貼り合わせて構成される。カラーフィルタ基板とTFT基板との間には液晶が封入されているが、カラーフィルタ基板とTFT基板との間隔を正確に保持しないと、液晶層の厚みに差異が出て、液晶の旋光特性差による着色を生じたり、あるいは部分的な色むらが生じて、正しく表示されなくなるという現象が発生する。従来、液晶表示装置においては、TFT基板とカラーフィルタ基板との間に均一なセルギャップを確保するために、スペーサと呼ぶガラス、又は、樹脂の透明球状体粒子(ビーズ)をこれら基板間に介在させていたが、均一にスペーサが分散せずに、スペーサが一部に偏るという現象が生じることがある。このような現象が生じると、スペーサが集まった部分の表示品質が悪化し、また間隔の正確な保持の面でも問題があった。 In a liquid crystal display device using TFTs, a TFT substrate and a color filter substrate are arranged to face each other with a predetermined interval, and the liquid crystal is sandwiched between sealing materials in which reinforcing fibers are mixed with epoxy resin or the like. It is composed by pasting together. Liquid crystal is sealed between the color filter substrate and the TFT substrate, but if the distance between the color filter substrate and the TFT substrate is not accurately maintained, the thickness of the liquid crystal layer will differ, resulting in a difference in the optical rotation characteristics of the liquid crystal. This causes a phenomenon that coloring is caused by or a partial color unevenness occurs and the image is not displayed correctly. Conventionally, in a liquid crystal display device, in order to ensure a uniform cell gap between a TFT substrate and a color filter substrate, glass called a spacer or resin transparent spherical particles (beads) are interposed between these substrates. However, there may be a phenomenon that the spacers are not uniformly dispersed and the spacers are partially biased. When such a phenomenon occurs, the display quality of the portion where the spacers are gathered deteriorates, and there is a problem in terms of accurately maintaining the interval.
そこで、液晶にスペーサと称する直径10μmないし50μmの柱状突起を形成する方法が提案されている。特許文献1〜4には、液晶表示装置用スペーサを、カラーフィルタ基板の上にフォトリソグラフィーの手法で形成する技術が開示されている。また、特許文献5〜7には、工程数を増やすことなく液晶表示装置用スペーサを着色層の重ね合わせにより形成する積層PS(Photo Spacer)の技術が開示されている。 Therefore, a method of forming columnar protrusions having a diameter of 10 μm to 50 μm called spacers on the liquid crystal has been proposed. Patent Documents 1 to 4 disclose a technique for forming a spacer for a liquid crystal display device on a color filter substrate by a photolithography technique. Patent Documents 5 to 7 disclose a technique of a stacked PS (Photo Spacer) in which a spacer for a liquid crystal display device is formed by overlapping colored layers without increasing the number of processes.
積層PSはカラーフィルタの開口率を低下させないように通常ブラックマトリックス(BM)の上に感光性着色組成物を複数色乗り上げ重ねることで形成される。しかしながら、各着色組成物の硬膜物への濡れ性が悪くはじき現象が起こることや、ポストベーキング工程で着色組成物が画素領域に流れ込むために、幅が狭いBM部分に乗り上げ・形成される着色組成物の膜厚は、画素平坦部の膜厚に較べ薄くなり、2色、3色と重ねて必要なPS積層高さを得ることになる。そのため、所望の色相を得るために着色画素の膜厚を優先した際には、積層PSを所望の高さに制御することが困難であった。 The laminated PS is usually formed by overlaying a plurality of photosensitive coloring compositions on a black matrix (BM) so as not to lower the aperture ratio of the color filter. However, since the coloring composition has poor wettability to the hard film, a repelling phenomenon occurs, and the coloring composition flows into the pixel region in the post-baking process, so that the coloring is formed on the narrow BM portion. The film thickness of the composition is thinner than the film thickness of the pixel flat portion, and the necessary PS stacking height is obtained by overlapping two colors and three colors. Therefore, when priority is given to the thickness of the colored pixels in order to obtain a desired hue, it is difficult to control the stacked PS to a desired height.
本発明は、以上のような問題点に鑑みなされたもので、着色画素の膜厚を優先した際に、画素部分とBM上に乗り上げる部分の感光性着色組成物との膜厚の差が低減され、積層PSを所望の高さに制御できるカラーフィルタ基板と、その製造に用いることのできる感光性着色組成物とを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and when priority is given to the thickness of the colored pixel, the difference in film thickness between the pixel portion and the photosensitive coloring composition on the BM is reduced. It is an object of the present invention to provide a color filter substrate capable of controlling the laminated PS to a desired height and a photosensitive coloring composition that can be used in the production thereof.
本発明の請求項1に係る発明は、基板上にブラックマトリックス、複数色の着色画素、前記ブラックマトリックス上に前記着色画素を構成する感光性着色組成物を1色以上積層して形成された積層フォトスペーサを有するカラーフィルタ基板において、
前記感光性着色組成物の全固形分中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有していることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
The invention according to claim 1 of the present invention is a laminate formed by laminating at least one color of a black matrix, a plurality of colored pixels on a substrate, and a photosensitive coloring composition constituting the colored pixels on the black matrix. In a color filter substrate having a photo spacer,
1 to 30% by mass of a transparent extender pigment is contained in the total solid content of the photosensitive coloring composition.
次に、本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載するカラーフィルタ基板の着色画素および積層フォトスペーサ形成に用いられる感光性着色組成物であって、
少なくとも、着色顔料あるいは染料、透明樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、溶剤、透明体質顔料からなる感光性着色組成物であり、且つ、全固形分中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有していることを特徴とする感光性着色組成物である。
Next, the invention according to claim 2 of the present invention is a photosensitive coloring composition used for forming colored pixels and laminated photospacers of the color filter substrate according to claim 1,
It is a photosensitive coloring composition comprising at least a coloring pigment or dye, a transparent resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, a solvent, and a transparent extender pigment, and 1 to 30% by mass of a transparent extender in the total solid content. It is a photosensitive coloring composition characterized by containing a pigment.
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記透明体質顔料が、酸化ケイ素、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの群れから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項2に記載する感光性着色組成物である。 The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the transparent extender pigment is at least one selected from the group consisting of silicon oxide, barium sulfate, aluminum oxide, calcium carbonate, and magnesium carbonate. The photosensitive coloring composition described in 1.
本発明のカラーフィルタ基板および感光性着色組成物によれば、画素及び積層PSを形成している感光性着色組成物がその全固形分中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有していることで、感光性着色組成物の流動性を低く制御でき、BM上あるいは他色の着色組成物の硬膜物へのはじき現象が起きにくく、ポストベーキング工程でも着色組成物が画素領域に流れ込むことが少なくなる。そのため、BM部分に乗り上げ・形成される着色組成物の膜厚の画素平坦部の膜厚に比較した乗り上げ率が大きくなり、従来より薄い膜厚の着色画素とした場合や、少ない色数の感光性着色組成物で必要なPS積層高さを得ることが可能になる。即ちフォトリソ工程で適用する感光性着色組成物の量が削減できる、あるいは、積層の色数を削減できる大きなコストダウン効果が得られる。 According to the color filter substrate and the photosensitive coloring composition of the present invention, the photosensitive coloring composition forming the pixel and the laminated PS contains 1 to 30% by mass of a transparent extender pigment in the total solid content. Therefore, the fluidity of the photosensitive coloring composition can be controlled to be low, the repelling phenomenon to the hard film of the coloring composition of BM or other colors hardly occurs, and the coloring composition flows into the pixel region even in the post-baking process. Less. For this reason, the running rate compared with the film thickness of the pixel flat portion of the colored composition formed on and formed on the BM portion is increased. It is possible to obtain the necessary PS stacking height with the coloring composition. That is, a great cost reduction effect can be obtained in which the amount of the photosensitive coloring composition applied in the photolithography process can be reduced, or the number of colors in the stack can be reduced.
本発明のカラーフィルタ基板及びこれに用いる感光性着色組成物について、一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。 The color filter substrate of the present invention and the photosensitive coloring composition used therefor will be described in detail below based on one embodiment.
本発明のカラーフィルタ基板は、基板(1)上にブラックマトリックス(2)、複数色の着色画素(3)、ブラックマトリックス上に着色画素を構成する感光性着色組成物を1色以上積層して形成された積層フォトスペーサ(4)を有している。そして、本発明のカラーフィルタ基板においては、この感光性着色組成物の全固形文中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有しているを特徴としている。また、本発明に係る感光性着色組成物は、少なくとも、着色顔料あるいは染料、透明樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、溶剤、透明体質顔料からなる感光性着色組成であり、且つ、全固形文中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有していることを特徴とする感光性着色組成物である。 The color filter substrate of the present invention comprises a substrate (1) having a black matrix (2), a plurality of colored pixels (3), and one or more photosensitive coloring compositions constituting the colored pixels laminated on the black matrix. It has the laminated photo spacer (4) formed. The color filter substrate of the present invention is characterized in that 1 to 30% by mass of a transparent extender pigment is contained in the entire solid text of the photosensitive coloring composition. The photosensitive coloring composition according to the present invention is a photosensitive coloring composition comprising at least a coloring pigment or dye, a transparent resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, a solvent, and a transparent extender pigment, It is a photosensitive coloring composition characterized by containing 1 to 30% by mass of a transparent extender pigment in a solid sentence.
透明基板上に着色画素やブラックマトリックスを形成する方法としては顔料分散法が主流となっている。顔料分散法は、有機顔料などの色材を分散した感光性着色組成物の塗布層を公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングすることにより、カラーフィルタを複数の着色層(赤色、緑色、青色など)の画素に形成する方法である。複数の着色層の入色順を限定するものでないが、アライメントの都合及び積層PSの形成性からブラックマトリクス層のパターン形成後に着色層の塗布、露光、現像等により赤色画素、緑色画素、青色画素などを順次形成し画素形成と同時に所望の高さの積層PSを形成する。 As a method for forming colored pixels and a black matrix on a transparent substrate, a pigment dispersion method has become the mainstream. In the pigment dispersion method, a color filter is formed of a plurality of colored layers (red, green, blue, etc.) by patterning a coating layer of a photosensitive coloring composition in which a coloring material such as an organic pigment is dispersed by a known photolithography method. This is a method of forming a pixel. Although the order of coloration of the plurality of colored layers is not limited, red pixels, green pixels, and blue pixels are formed by applying the colored layer, exposing, developing, etc. after forming the pattern of the black matrix layer due to the convenience of alignment and the formability of the laminated PS. Etc. are sequentially formed, and a stacked PS having a desired height is formed simultaneously with the pixel formation.
スペーサとして、着色層を積層して使用する場合、積層部は、ブラックマトリクス層上に1色以上の着色層を積層する。重ねる色の数は、液晶表示装置として必要なセルギャップで規定されるものであるが、2色ないし3色が望ましい。2色の積層の場合、赤色と青色の着色層を積層すると黒色に近くなり、色ズレ発生時の画素部分への混色防止となる。あるいは、2色と3色の2種類の積層部とすることにより、低い方の積層部をサブスペーサとして用いることができる。サブスペーサは、表示装置として使用している時に、液晶パネルに大きな圧力が加わったときに、セルの破壊を防ぐスペーサとなる。スペーサとサブスペーサの形成比率は限定するものでないが、1:2程度(後者がサブスペーサ)が実用的である。あるいは、例えば、2色での積層部として形成し、当該積層部上にさらに突起形成の有無にてスペーサ、サブスペーサとして用いることも可能である。 In the case where a colored layer is used as a spacer, the stacked portion stacks one or more colored layers on the black matrix layer. The number of colors to be superimposed is defined by the cell gap necessary for the liquid crystal display device, but preferably two to three colors. In the case of stacking two colors, when the red and blue colored layers are stacked, the color becomes close to black, which prevents color mixture in the pixel portion when color misregistration occurs. Alternatively, by using two types of stacked portions of two colors and three colors, the lower stacked portion can be used as a sub-spacer. The sub-spacer serves as a spacer that prevents cell destruction when a large pressure is applied to the liquid crystal panel during use as a display device. The formation ratio of the spacer and the sub-spacer is not limited, but about 1: 2 (the latter is the sub-spacer) is practical. Alternatively, for example, it can be formed as a laminated portion of two colors, and can be used as a spacer or sub-spacer depending on whether or not a protrusion is further formed on the laminated portion.
通常のカラーフィルタ基板において、ブラックマトリックス層の厚さは0.5〜3μm、幅は3〜30μmの範囲である。また、赤色画素、緑色画素、青色画素のそれぞれの膜厚(厚さ)は0.5〜3μmである。この膜厚は、感光性着色組成物の組成や塗布方法で大きく左右されるが、従来の感光性着色組成物を用いて各画素の膜厚をおよそ1.8μmで形成した場合には、例えば、図1に示すように、ブラックマトリックス(2)上に乗り上げ・形成する赤色層(4R)の厚さは1.40μm程度、その上に乗り上げ・形成する緑色層(4G)の厚さは0.95μm程度、さらにその上に乗り上げ・形成する青色層(4B)の厚さは0.88μm程度と薄く形成される傾向にある。すなわち、所望の色相を得るために着色画素の膜厚を優先した際には、積層PS(4)を所望の高さに制御することは困難であった。 In a normal color filter substrate, the black matrix layer has a thickness of 0.5 to 3 μm and a width of 3 to 30 μm. The film thickness (thickness) of each of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel is 0.5 to 3 μm. This film thickness largely depends on the composition of the photosensitive coloring composition and the coating method, but when the film thickness of each pixel is formed at about 1.8 μm using a conventional photosensitive coloring composition, for example, As shown in FIG. 1, the thickness of the red layer (4R) formed on the black matrix (2) is about 1.40 μm, and the thickness of the green layer (4G) formed on the black matrix (2) is 0. Further, the thickness of the blue layer (4B) formed and formed thereon tends to be as thin as about 0.88 μm. That is, when priority is given to the thickness of the colored pixels in order to obtain a desired hue, it is difficult to control the stacked PS (4) to a desired height.
ブラックマトリックス層は、黒色樹脂を用いて形成された液晶表示装置のコントラストアップのために各画素間に形成する細い遮光パターンである。ブラックマトリックス層を
形成する方法としては、黒色非感光性樹脂を用いフォトリソグラフィー法によって保護レジストを形成し、エッチングによってマトリックス状に形成する方法、或いは黒色感光性樹脂を用いフォトリソグラフィー法によってマトリックス状に形成する方法がある。黒色の色材としては、カーボンブラックや酸化チタン、あるいは複数の有機顔料を用いることができる。
The black matrix layer is a thin light-shielding pattern formed between the pixels for increasing the contrast of a liquid crystal display device formed using a black resin. As a method for forming the black matrix layer, a protective resist is formed by photolithography using a black non-photosensitive resin and formed into a matrix by etching, or a matrix is formed by photolithography using a black photosensitive resin. There is a method of forming. As the black color material, carbon black, titanium oxide, or a plurality of organic pigments can be used.
本発明に係る感光性着色組成物は、前述したように、少なくとも、着色顔料あるいは染料、透明樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、溶剤、透明体質顔料からなる。ブラックマトリックス及び着色画素の形成に用いる黒色感光性樹脂及び感光性着色組成物は、例えば、透明樹脂バインダに顔料成分を、分散剤を用いて分散させ、この分散液に光重合性モノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤などを添加して調製される。感光性着色組成物には、更に、透明体質顔料を全固形文中に1〜30質量%添加して調整される。 As described above, the photosensitive coloring composition according to the present invention comprises at least a coloring pigment or dye, a transparent resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, a solvent, and a transparent extender pigment. The black photosensitive resin and photosensitive coloring composition used for the formation of the black matrix and the colored pixel are, for example, a pigment component dispersed in a transparent resin binder using a dispersant, and a photopolymerizable monomer and photopolymerization in this dispersion. It is prepared by adding an initiator, a sensitizer, a solvent and the like. The photosensitive coloring composition is further adjusted by adding 1 to 30% by mass of a transparent extender pigment in the total solid sentence.
本発明の実施形態においては、ブラックマトリックス及び着色画素の形成に用いる黒色感光性樹脂及び感光性着色組成物は、樹脂バインダと開始剤を主成分として、樹脂バインダが光重合、又は熱重合、或いは光重合及び熱重合を経て、三次元架橋される。ブラックマトリックス及び着色組成物の樹脂バインダを三次元架橋させることによって、パネル組み立て工程における荷重によりブラックマトリックス及び着色画素並びに積層PSの厚みが減じるのを抑制することができる。 In the embodiment of the present invention, the black photosensitive resin and the photosensitive coloring composition used for forming the black matrix and the colored pixel are mainly composed of a resin binder and an initiator, and the resin binder is photopolymerized or thermally polymerized, or It undergoes three-dimensional crosslinking through photopolymerization and thermal polymerization. By three-dimensionally crosslinking the black matrix and the resin binder of the coloring composition, it is possible to suppress the thickness of the black matrix and the colored pixels and the laminated PS from being reduced by the load in the panel assembling process.
光重合に適合する樹脂バインダとしては、例えば、アクリレート樹脂、熱重合に適合する樹脂バインダとしては、例えば、エポキシ樹脂、光重合及び熱重合に適合する樹脂バインダとしては、例えば、エポキシアクリレート樹脂があげられる。 Examples of resin binders suitable for photopolymerization include acrylate resins, examples of resin binders suitable for thermal polymerization include epoxy resins, and examples of resin binders suitable for photopolymerization and thermal polymerization include epoxy acrylate resins. It is done.
本発明に係る感光性着色組成物に含有される着色顔料としては、一般に市販されている有機顔料を用いることができる。また、形成するフィルタセグメントの色相に応じて、染料、天然色素、無機顔料を併用することができる。有機顔料としては、発色性が高く、且つ耐熱性、特に耐熱分解性の高いものが好適に用いられる。有機顔料は、1種を単独で、または2種以上を混合して用いることができる。また、有機顔料は、ソルトミリング、アシッドペースティング等により微細化したものであってもよい。 As a coloring pigment contained in the photosensitive coloring composition according to the present invention, a commercially available organic pigment can be used. Moreover, a dye, a natural pigment, and an inorganic pigment can be used in combination according to the hue of the filter segment to be formed. As the organic pigment, those having high color developability and high heat resistance, particularly high heat decomposition resistance are preferably used. An organic pigment can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Further, the organic pigment may be refined by salt milling, acid pasting or the like.
以下に、本発明に係る感光性着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス(C.I.)番号で示す。赤色画素には、例えば、色材として、C.I.Pigment Red 7、14、41、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272、279等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。 Below, the specific example of the organic pigment which can be used for the photosensitive coloring composition which concerns on this invention is shown by a color index (CI) number. For the red pixel, for example, C.I. I. Pigment Red 7, 14, 41, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 146, 168, 177, 178, 179, 184, 185, Red pigments such as 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272, and 279 can be used, and a yellow pigment and an orange pigment can also be used in combination.
黄色顔料としては、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、187、188、193、194、199、198、213、214等が挙げられる。橙色顔料としては、C.I.Pigment Orange 36、43、51、55、59、6
1、71、73等が挙げられる。
Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180 181,182,187,188,193,194,199,198,213,214, and the like. Examples of the orange pigment include C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 6
1, 71, 73, and the like.
赤色画素が、これら顔料のなかでジケトピロロピロール系赤色顔料、アントラキノン系赤色顔料のうち1種類以上を含む場合には、任意のRth(リタデーションの値)を得ることが容易になるため、好ましい。なぜなら、ジケトピロロピロール系赤色顔料は、その微細化処理を工夫することにより、Rthを正負のどちらにすることも可能であり、その絶対値もある程度制御可能である。また、アントラキノン系赤色顔料は、微細化処理に関わらず0に近いRthを得やすい。 In the case where the red pixel contains one or more of diketopyrrolopyrrole red pigment and anthraquinone red pigment among these pigments, it is easy to obtain an arbitrary Rth (retardation value), which is preferable. . This is because the diketopyrrolopyrrole red pigment can be made positive or negative by devising the finer treatment, and its absolute value can be controlled to some extent. In addition, anthraquinone-based red pigments easily obtain Rth close to 0 regardless of the refinement treatment.
その使用量は、顔料の合計質量を基準として、ジケトピロロピロール系赤色顔料を10〜90質量%、アントラキノン系赤色顔料を5〜70質量%とすることが、画素の色相や明度、膜厚、コントラスト等の点から好ましい。特に、コントラストに着目した場合、ジケトピロロピロール系赤色顔料を25〜75質量%、アントラキノン系赤色顔料を30〜60質量%とすることがより好ましい。 The amount used is 10 to 90% by mass of the diketopyrrolopyrrole red pigment and 5 to 70% by mass of the anthraquinone red pigment based on the total mass of the pigment. From the viewpoint of contrast and the like. In particular, when focusing on contrast, it is more preferable that the diketopyrrolopyrrole red pigment is 25 to 75% by mass and the anthraquinone red pigment is 30 to 60% by mass.
緑色画素には、例えば、C.I.Pigment Green 7、10、36、37、58等の緑色顔料を用いることができ、黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、赤色画素に用いる顔料として挙げたものと同様のものが使用可能である。 For example, C.I. I. Green pigments such as Pigment Green 7, 10, 36, 37, and 58 can be used, and a yellow pigment can be used in combination. As the yellow pigment, the same pigments as those used for the red pixel can be used.
青色画素には、例えば、C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等の青色顔料を用いることができ、紫色顔料を併用することもできる。紫色顔料としては、C.I.Pigment
Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等が挙げられる。
Examples of blue pixels include C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, and the like can be used, and a purple pigment can be used in combination. Examples of purple pigments include C.I. I. Pigment
Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 etc. are mentioned.
青色画素が、これら顔料のなかで金属フタロシアニン系青色顔料と、ジオキサジン系紫色顔料のうち1種類以上を含む場合には、0に近い位相差を得ることが容易になる。その使用量は、顔料の合計質量を基準として、金属フタロシアニン系青色顔料を40〜100質量%、ジオキサジン系紫色顔料を1〜50質量%とすることが、画素の色相や明度、膜厚等の点から好ましい。さらに、金属フタロシアニン系青色顔料を50〜98質量%、ジオキサジン系紫色顔料を2〜25質量%とすることがより好ましい。上記において金属フタロシアニン系青色顔料としてはC.I.Pigment Blue 15:6、ジオキサジン系紫色顔料としてはC.I.Pigment Violet 23が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。 When the blue pixel contains at least one of a metal phthalocyanine blue pigment and a dioxazine purple pigment among these pigments, it is easy to obtain a phase difference close to zero. The amount used is 40 to 100% by mass of the metal phthalocyanine blue pigment and 1 to 50% by mass of the dioxazine violet pigment based on the total mass of the pigment. It is preferable from the point. Further, it is more preferable that the metal phthalocyanine blue pigment is 50 to 98% by mass and the dioxazine violet pigment is 2 to 25% by mass. In the above, examples of the metal phthalocyanine blue pigment include C.I. I. Pigment Blue 15: 6, and dioxazine-based purple pigments include C.I. I. Pigment Violet 23 is preferable in terms of excellent light resistance, heat resistance, transparency, coloring power, and the like.
本発明の感光性着色組成物に含有される透明体質顔料は、酸化ケイ素(シリカ)、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの群れから選ばれる少なくとも一種を用いることができる。また、透明性の点から、体質顔料の平均粒子径が500nm以下であることが好ましい。特に、屈折率がバインダー樹脂に近似し、樹脂への分散性に優れ、増粘性を発揮する微粉末シリカゲルがより好ましく用いることができる。 The transparent extender pigment contained in the photosensitive coloring composition of the present invention may be at least one selected from the group consisting of silicon oxide (silica), barium sulfate, aluminum oxide, calcium carbonate, and magnesium carbonate. Moreover, it is preferable that the average particle diameter of an extender is 500 nm or less from a transparency point. In particular, fine powder silica gel having a refractive index close to that of a binder resin, excellent dispersibility in the resin, and exhibiting thickening can be more preferably used.
本発明に係る感光性着色組成物においては、感光性着色組成物の全固形分に対して1〜30質量%、好ましくは5〜25質量%の透明体質顔料を含有する。なお、上記した着色顔料と透明体質顔料を合わせた固形分量は、感光性着色組成物の全固形分に対して20〜55質量%とするのが好ましい。感光性着色組成物の全固形分中に含まれる透明体質顔料量が1質量%未満では増粘効果が発揮されず、30質量%を超えると、コントラストが大きく低下し皮膜の断面形状が逆テーパーになる不具合が生じる。また、着色顔料と透明体質顔料を合わせた固形分量が55質量%を超えてしまうと、光重合性モノマーや光重合開始剤を減らさなくてはならず、画素形成ができなくなるため好ましくない。 In the photosensitive coloring composition which concerns on this invention, 1-30 mass% with respect to the total solid of a photosensitive coloring composition, Preferably it contains 5-25 mass% transparent extender pigment. In addition, it is preferable that the solid content amount which combined the above-mentioned coloring pigment and transparent extender pigment shall be 20-55 mass% with respect to the total solid of a photosensitive coloring composition. When the amount of the transparent extender pigment contained in the total solid content of the photosensitive coloring composition is less than 1% by mass, the thickening effect is not exhibited. When the amount exceeds 30% by mass, the contrast is greatly reduced and the cross-sectional shape of the film is inversely tapered. The problem that becomes. Further, if the total solid content of the colored pigment and the transparent extender pigment exceeds 55% by mass, the photopolymerizable monomer and the photopolymerization initiator must be reduced, and pixel formation cannot be performed.
前述したように、感光性着色組成物中に透明体質顔料を含有することにより、感光性着色組成物の流動性を低く制御でき、BM上あるいは他色の着色組成物の硬膜物へのはじき現象が起きにくく、ポストベーキング工程でも着色組成物が画素領域に流れ込むことが少なくなる。そのため、BM部分に乗り上げ・形成される着色組成物の膜厚の画素平坦部の膜厚に比較した乗り上げ率が大きくなり、従来より薄い膜厚の着色画素とした場合や、少ない色数の感光性着色組成物で必要なPS積層高さを得ることが可能になる。後述するように、透明体質顔料の含有量と乗り上げ率にはある程度の直線関係が得られることから、色相を優先して着色顔料の含有量と着色画素の膜厚を優先した場合でも、透明体質顔料の含有量を変化させることで積層PSの高さを制御することが可能となる。 As described above, by containing a transparent extender pigment in the photosensitive coloring composition, the fluidity of the photosensitive coloring composition can be controlled to be low, and the BM or other colored coloring composition can be repelled onto the hardened material. The phenomenon hardly occurs, and the coloring composition does not flow into the pixel region even in the post-baking process. For this reason, the running rate compared with the film thickness of the pixel flat portion of the colored composition formed on and formed on the BM portion is increased. It is possible to obtain the necessary PS stacking height with the coloring composition. As will be described later, since a certain degree of linear relationship is obtained between the content of the transparent extender pigment and the climbing rate, even if the content of the colored pigment and the thickness of the colored pixel are prioritized in favor of the hue, the transparent extender It is possible to control the height of the laminated PS by changing the pigment content.
また、透明樹脂は、前記着色顔料、透明体質顔料を分散させる樹脂であって、画素パターン露光後の現像において、未露光部がアルカリ現像液により溶解除去できる樹脂を言う。具体的には、アルキルアクリレート、環状アクリレート、環状メタクリレート、ヒドロキシエチルエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート等のアクリル系モノマートエチレン性の不飽和基を有するラジカル重合性のモノマーからなるアクリル系透明樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート透明樹脂、多官能エポキシ樹脂にエチレン性の不飽和基を有するラジカル重合性のモノマーを付加させたタイプの樹脂を使用することが出来る。ただし、上記樹脂に限定されるものではない。 The transparent resin is a resin that disperses the color pigment and the transparent extender pigment, and is a resin in which an unexposed portion can be dissolved and removed by an alkaline developer in the development after the pixel pattern exposure. Specifically, acrylic monomers such as alkyl acrylates, cyclic acrylates, cyclic methacrylates, hydroxyethyl ethyl acrylates, hydroxyethyl methacrylates, acrylic transparent resins composed of radical polymerizable monomers having ethylenically unsaturated groups, fluorene skeletons Epoxy acrylate transparent resin having a functional group or a polyfunctional epoxy resin in which a radical polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group is added can be used. However, it is not limited to the above resin.
光重合性モノマーとしては、例えば、以下に示すようなモノマーを混合して、又は単独で使用することができる。例えば、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、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類、あるいは、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ(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、ジペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレートのカプロラクトン付加物のヘキサ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレートなどがあげられる。前記重合性モノマーの一部が、カルボキシル基含有多官能性単量体を含む重合性モノマーであることは、好ましい。例えば、ペンタエリスリトール又はその誘導体であっても良い。 As a photopolymerizable monomer, for example, the following monomers can be mixed or used alone. For example, monomers containing a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, Triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) ) Acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate , (Meth) acrylic esters such as dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, or pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl Examples include (meth) acrylates, hexa (meth) acrylates of caprolactone adducts of dipentaerystol hexa (meth) acrylate, and melamine (meth) acrylates. It is preferable that a part of the polymerizable monomer is a polymerizable monomer containing a carboxyl group-containing polyfunctional monomer. For example, pentaerythritol or a derivative thereof may be used.
ラジカル重合性モノマーの重合反応を開始させる活性種を発生する光重合開始剤としては、tert−ブチルペルオキシ−iso−ブタレ−ト、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルジオキシ)ヘキサン、1,4−ビス[α−(tert−ブチルジオキシ)−iso−プロポキシ]ベンゼン、ジ−tert−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルジオキシ)ヘキセンヒドロペルオキシド、α−(iso−プロピルフェニル)−iso−プロピルヒドロペルオキシド、2,5−ビス(ヒドロペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン、tert−ブチルヒドロペルオキシド、1,1−ビス(tert−ブチルジオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ブチル−4,4−ビス(t−ブチルジオキシ)バレレ−ト、シクロヘキサノンペルオキシド、2,2',5,5'−テトラ(tert−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(tert−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(tert−アミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'−テトラ(tert−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3'−ビス(tert−ブチルペルオキシカルボニル)−4,4'−ジカルボキシベンゾフェノン、tert−ブチルペルオキシベンゾエ-ト、t−ブチルジペルオキシイソフタレ-トなどの有機過酸化物や、9,10−アンスラキノン、1−クロロアンスラキノン、2−クロロアンスラキノン、オクタメチルアンスラキノン、1,2−ベンズアンスラキノンなどのキノン類や、ベンゾインメチル、ベンゾインエチルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾインなどのベンゾイン誘導体などを挙げることができる。さらに、本発明で使用することのできる光重合開始剤としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のIrgacure651、184、1173、907、369、379、819、CGI 124やBASF社製のTPO、日本化薬(株)製のKayacure DTEX、あるいは4,4‘−ジエチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノンのようなベンゾフェノン類の他に、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物などを挙げることができる。 As a photopolymerization initiator for generating an active species for initiating a polymerization reaction of a radical polymerizable monomer, tert-butylperoxy-iso-butarate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoyldioxy) hexane 1,4-bis [α- (tert-butyldioxy) -iso-propoxy] benzene, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butyldioxy) hexene hydroperoxide, α- (Iso-propylphenyl) -iso-propyl hydroperoxide, 2,5-bis (hydroperoxy) -2,5-dimethylhexane, tert-butyl hydroperoxide, 1,1-bis (tert-butyldioxy) -3,3 , 5-trimethylcyclohexane, butyl-4,4-bis (t-butyldioxy) valere -To, cyclohexanone peroxide, 2,2 ', 5,5'-tetra (tert-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3', 4,4'-tetra (tert-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3 ' , 4,4′-tetra (tert-amylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (tert-hexylperoxycarbonyl) benzophenone, 3,3′-bis (tert-butylperoxycarbonyl)- Organic peroxides such as 4,4′-dicarboxybenzophenone, tert-butylperoxybenzoate, t-butyldiperoxyisophthalate, 9,10-anthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2- Quinones such as chloroanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone And benzoin derivatives such as benzoin methyl, benzoin ethyl ether, α-methylbenzoin, α-phenylbenzoin, and the like. Furthermore, as photopolymerization initiators that can be used in the present invention, Irgacure 651, 184, 1173, 907, 369, 379, 819, CGI 124, manufactured by Ciba Specialty Chemicals, TPO manufactured by BASF, Nippon Chemical In addition to Kayacure DTEX manufactured by Yakuhin Co., Ltd., or benzophenones such as 4,4′-diethylaminobenzophenone and 4,4′-dimethylaminobenzophenone, biimidazole compounds and triazine compounds can be exemplified.
また、感光性着色組成物には、顔料を充分に組成物中に分散させ、基板上の塗布を容易にするために有機溶剤を含有させる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。 The photosensitive coloring composition contains an organic solvent in order to sufficiently disperse the pigment in the composition and facilitate application on the substrate. Examples of the organic solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination.
樹脂に顔料を分散する際には、適宜、界面活性剤、樹脂型顔料分散剤、色素誘導体等の分散剤が使用できる。また、塗布性向上、感度の向上、密着性の向上などを目的として、連鎖移動剤、界面活性剤、シランカップリング剤等の添加剤を添加しても良い。 When dispersing the pigment in the resin, a dispersant such as a surfactant, a resin-type pigment dispersant, and a dye derivative can be appropriately used. Further, additives such as a chain transfer agent, a surfactant, and a silane coupling agent may be added for the purpose of improving applicability, improving sensitivity, and improving adhesion.
本発明の感光性着色組成物は、各成分を混合し、シェーカー、デスパー、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散することにより製造することが出来る。本発明の感光性着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。 The photosensitive coloring composition of the present invention is produced by mixing each component and finely dispersing it using various dispersing means such as a shaker, a desper, a three-roll mill, a two-roll mill, a sand mill, a kneader, and an attritor. I can do it. The photosensitive coloring composition of the present invention is a coarse particle having a size of 5 μm or more, preferably a coarse particle having a size of 1 μm or more, more preferably a coarse particle having a size of 0.5 μm or more. It is preferable to remove the mixed dust.
透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板を用いる。アルカリ現像型着色レジスト材として調整した上記組成の黒色感光性樹脂及び感光性着色組成物を用いて、それぞれ1色ずつ、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.5〜3μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム等の水性アルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成してブラックマトリックス、各色のフィルタセグメントおよび積層PSを形成する。さらに、感光性着色組成物の重合を促進して硬膜するため、それぞれ必要に応じて加熱(ポストベーキング)を施す。 As the transparent substrate, a glass plate such as soda lime glass, low alkali borosilicate glass, non-alkali aluminoborosilicate glass or the like is used. Application of spray coating, spin coating, slit coating, roll coating, etc. on a transparent substrate one by one using the black photosensitive resin and photosensitive coloring composition of the above composition prepared as an alkali development type colored resist material By a method, it apply | coats so that a dry film thickness may be set to 0.5-3 micrometers. If necessary, the dried film is exposed to ultraviolet light through a mask having a predetermined pattern provided in contact with or non-contact with the film. After that, it is immersed in an aqueous alkaline developer such as sodium carbonate or sodium hydroxide, or sprayed with a developer to remove the uncured portion to form a desired pattern to form a black matrix, each color filter segment and A stacked PS is formed. Furthermore, in order to accelerate | stimulate superposition | polymerization of the photosensitive coloring composition and to harden | cure, it heats (post-baking) as needed.
本発明に係るカラーフィルタ基板では着色画素及び積層PS部の上に透明保護層を形成しても良い。垂直配向の液晶やOCB(Optically Compensated Birefringence)と呼ばれる液晶、強誘電性液晶、ECB(Electrical Controlled Birefringence)と呼ばれる液晶など、透明電極による液晶セルギャップの厚み方向の電界駆動が必要な液晶では、着色画素および
積層PSを形成する工程と透明保護層を形成する工程の後に、透明導電膜を形成する工程を入れる事もできる。この場合には積層上の透明電極の上か対向基板のスペーサが接触する部位に絶縁層を形成する。この絶縁層は、視野角や応答性改善などの液晶配向規制(配向制御)を目的とした配向規制突起と同時に形成しても良い。絶縁層は、カラーフィルタ基板として透明導電膜形成が不必要な、たとえばIPS(横電界)方式の液晶表示装置の場合はこれを省く事ができる。
In the color filter substrate according to the present invention, a transparent protective layer may be formed on the colored pixels and the laminated PS portion. For liquid crystals that require electric field driving in the thickness direction of the liquid crystal cell gap with transparent electrodes, such as vertically aligned liquid crystal, liquid crystal called OCB (Optically Compensated Birefringence), ferroelectric liquid crystal, and liquid crystal called ECB (Electrically Controlled Birefringence) A step of forming a transparent conductive film can be added after the step of forming the pixel and the stacked PS and the step of forming the transparent protective layer. In this case, an insulating layer is formed on the transparent electrode on the laminated layer or at a site where the spacer of the counter substrate contacts. This insulating layer may be formed at the same time as the alignment regulating protrusion for the purpose of regulating liquid crystal alignment (alignment control) such as viewing angle and responsiveness improvement. For example, in the case of an IPS (lateral electric field) type liquid crystal display device which does not require a transparent conductive film as a color filter substrate, the insulating layer can be omitted.
液晶が垂直に配向する、たとば、VA方式の液晶表示装置では、あらかじめブラックマトリクスと着色画素層および積層PS上に透明電極を形成し、この透明電極上に、さらに透明樹脂を用いたスペーサや配向制御用の突起を形成しても良い。 For example, in a VA liquid crystal display device in which liquid crystal is vertically aligned, a transparent electrode is formed in advance on a black matrix, a colored pixel layer, and a laminated PS, and a spacer using a transparent resin is further formed on the transparent electrode. A protrusion for controlling the orientation may be formed.
透明導電膜を形成する方法は、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングと呼ばれる真空成膜の手法が一般的である。透明導電膜には、インジウム、スズ、ガリウム、亜鉛などの金属酸化物の複合酸化物を用いることができる。 As a method for forming the transparent conductive film, vacuum deposition methods called vapor deposition, ion plating, and sputtering are generally used. For the transparent conductive film, a composite oxide of a metal oxide such as indium, tin, gallium, or zinc can be used.
以下に、本発明に係わる実施例を図2を参照して説明する。なお、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」および「%」とは「質量部」および「質量%」をそれぞれ意味する。 An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. In Examples and Comparative Examples, “parts” and “%” mean “parts by mass” and “% by mass”, respectively.
0.7mm厚のガラス基板上にブラックマトリックス、R、G、Bの3色の着色画素を設けた。なお以下の実施例および比較例では、本発明の効果を明確にするために、ブラックマトリックス上に透明体質顔料の含有量の異なる青色着色組成物のみを積層した積層部を有するカラーフィルタを作製した。 Colored pixels of three colors of black matrix, R, G, and B were provided on a 0.7 mm thick glass substrate. In the following Examples and Comparative Examples, in order to clarify the effect of the present invention, a color filter having a laminated portion in which only blue colored compositions having different transparent extender pigment contents were laminated on a black matrix was produced. .
まず、実施例および比較例で用いたアクリル樹脂溶液および着色顔料分散体の調製について説明する。樹脂の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。 First, preparation of the acrylic resin solution and the color pigment dispersion used in the examples and comparative examples will be described. The molecular weight of the resin is a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (gel permeation chromatography).
[アクリル樹脂溶液の調製]
反応容器にシクロヘキサノン370部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を1時間かけて滴下して、重合反応を行った。
・メタクリル酸 20.0部
・メチルメタクリレート 10.0部
・n−ブチルメタクリレート 55.0部
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート 15.0部
・2,2’−アゾビスイソブチロニトリル 4.0部
滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続行して、アクリル樹脂の溶液を得た。このアクリル樹脂の質量平均分子量Mwは、約40000であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃で20分間加熱乾燥し、不揮発分を測定し、測定結果に基き、先に合成したアクリル樹脂溶液に不揮発分が30%になるようにシクロヘキサノンを添加して、アクリル樹脂溶液を調製した。
[Preparation of acrylic resin solution]
A reaction vessel was charged with 370 parts of cyclohexanone, heated to 80 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel, and a mixture of the following monomer and thermal polymerization initiator was added dropwise at the same temperature over 1 hour to carry out the polymerization reaction. .
-20.0 parts of methacrylic acid-10.0 parts of methyl methacrylate-55.0 parts of n-butyl methacrylate-15.0 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate-4.0 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile After completion of the reaction, the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours. Then, 1.0 part of azobisisobutyronitrile dissolved in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 80 ° C. for 1 hour. A resin solution was obtained. The mass average molecular weight Mw of this acrylic resin was about 40000. After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution is sampled and heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes, and the nonvolatile content is measured. Based on the measurement result, the previously synthesized acrylic resin solution has a nonvolatile content of 30%. Cyclohexanone was added to to prepare an acrylic resin solution.
[顔料分散体の調製]
表1に示す組成(質量比)の混合物を、均一に撹拌混合した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、赤色顔料分散体PR、緑色顔料分散体PG、青色顔料分散体PBをそれぞれ作製した。
[Preparation of pigment dispersion]
The mixture having the composition (mass ratio) shown in Table 1 was uniformly stirred and mixed, then dispersed with a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered with a 5 μm filter to obtain a red pigment dispersion PR, A green pigment dispersion PG and a blue pigment dispersion PB were prepared.
・PR254 : ジケトピロロピロール系顔料(C.I.Pigment Red 254)(チバ・ジャパン社製「イルガフォーレッドB−CF」)
・PR177 : アントラキノン系顔料(C.I.Pigmennt Red 177)(チバ・ジャパン社製「クロモフタールレッドA2B」)
・PG36 : ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料(C.I.Pigmennt Green 36)(東洋インキ製造社製「リオノールグリーン6YK」)
・PB15:6 : ε型銅フタロシアニン顔料(C.I.Pigment Blue 15:6)(BASF社製「ヘリオゲンブルーL−6700F」)
・PY150 : ニッケルアゾ錯体系顔料(C.I.Pigment Yellow 150)(ランクセス社製「E4GN」)
・樹脂型分散剤 : 日本ルーブリゾール社製「ソルスパース20000」)
・アクリル樹脂溶液 : 先に調整したアクリル樹脂溶液
・溶剤 : シクロヘキサノン
[感光性着色組成物の製造]
表2に示す組成(質量比)の混合物を、均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して、比較例1、実施例1〜3の青色感光性着色組成物をそれぞれ調整した。なお、赤色および緑色の感光性着色組成物は、比較例1の青色感光性組成物と同様に、透明体質顔料を含有させずにそれぞれ調整した。
PR254: Diketopyrrolopyrrole pigment (CI Pigment Red 254) ("Irga Four Red B-CF" manufactured by Ciba Japan)
PR177: anthraquinone pigment (CI Pigment Red 177) (Chromotar Red A2B manufactured by Ciba Japan)
PG36: Copper halide phthalocyanine pigment (CI Pigment Green 36) (“Rionol Green 6YK” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.)
PB15: 6: ε-type copper phthalocyanine pigment (CI Pigment Blue 15: 6) (“Heliogen Blue L-6700F” manufactured by BASF)
PY150: Nickel azo complex pigment (CI Pigment Yellow 150) ("E4GN" manufactured by LANXESS)
・ Resin type dispersant: “Solsperse 20000” manufactured by Nippon Lubrizol
-Acrylic resin solution: previously prepared acrylic resin solution-Solvent: cyclohexanone [Production of photosensitive coloring composition]
The mixture (mass ratio) shown in Table 2 was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 1 μm filter to adjust the blue photosensitive coloring compositions of Comparative Example 1 and Examples 1 to 3, respectively. did. In addition, the red and green photosensitive coloring composition was adjusted similarly to the blue photosensitive composition of the comparative example 1, respectively, without including a transparent extender pigment.
・着色顔料分散体 : 先に調整した青色顔料分散体PB
・透明体質顔料 : 日産化学社製「オルガノシリカゾル:PMA−ST」
・後添加樹脂 : アルカリ可溶アクリル樹脂
・光重合性モノマー:東亜合成社製「アロニックスM402」
・光重合性モノマー: 「US−TD12P」
・光開始剤 : チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア 379」
・増感剤 : 保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)
・増感剤 : チバ・ジャパン社製「DAROCUR TPO」
・界面活性剤 : ビックケミー社製「BYK330」2%シクロヘキサノン溶液
・有機溶剤 : PGMAc(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・有機溶剤 : EEP(エチル―3―エトキシプロピオネート)
・有機溶剤 : シクロヘキサノン
[着色画素、スペーサ形成]
得られた感光性着色組成物を用いて着色画素層を形成した。予め1.8μm膜厚で積層部のみ部分的に幅広としたストライプ状の樹脂ブラックマトリックスが形成してあるガラス基板に、赤色着色組成物をスピンレスコートにより仕上り膜厚が2.0μmとなるように塗布した。90℃5分間乾燥の後、赤色画素形成用のストライプ状フォトマスクを介して、高圧水銀灯の光を300mJ/cm2照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像して、ストライプ形状の赤色の着色画素を得た。その後、230℃30分で硬膜した。
Colored pigment dispersion: Blue pigment dispersion PB prepared earlier
-Transparent extender: "Organosilica sol: PMA-ST" manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
-Post-added resin: Alkali-soluble acrylic resin-Photopolymerizable monomer: "Aronix M402" manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.
Photopolymerizable monomer: “US-TD12P”
Photoinitiator: “Irgacure 379” manufactured by Ciba Specialty Chemicals
・ Sensitizer: “EAB-F” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
・ Sensitizer: “DAROCUR TPO” manufactured by Ciba Japan
-Surfactant: BYK330 "BYK330" 2% cyclohexanone solution-Organic solvent: PGMAc (propylene glycol monomethyl ether acetate)
・ Organic solvent: EEP (Ethyl-3-ethoxypropionate)
・ Organic solvent: cyclohexanone [colored pixel, spacer formation]
A colored pixel layer was formed using the obtained photosensitive coloring composition. A red colored composition is applied to a glass substrate on which a stripe-shaped resin black matrix having a thickness only 1.8 μm thick and partially widened is formed in advance by spinless coating so that the finished film thickness becomes 2.0 μm. It was applied to. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, it is irradiated with 300 mJ / cm 2 of light from a high-pressure mercury lamp through a striped photomask for forming a red pixel, developed with an alkaline developer for 60 seconds, and then colored in a striped red color. I got a pixel. Then, it hardened | cured at 230 degreeC for 30 minutes.
次に、緑色着色組成物も同様にスピンレスコートにより仕上り膜厚が2.0μmとなるように塗布した。90℃5分間乾燥した後、前述の赤色画素と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像することで、緑色画素を得た。その後、230℃30分で硬膜した。 Next, the green coloring composition was similarly applied by spinless coating so that the finished film thickness was 2.0 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, green pixels were obtained by exposing and developing through a photomask so that a pattern was formed adjacent to the red pixels. Then, it hardened | cured at 230 degreeC for 30 minutes.
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、透明体質顔料を含有しない比較例1の青色着色
組成物については仕上り膜厚が2.0μmを目標として、また、透明体質顔料を含有する実施例1〜3は比較例と同一塗布条件での成り行き膜厚で、赤色、緑色の着色画素と隣接した位置の青色画素とブラックマトリックス上の直径52μmのドット状積層部を得た。その後、230℃30分で硬膜した。これで、透明基板上に赤、緑、青3色のストライプ状の着色画素とブラックマトリックス上に青色組成物からなる積層PSパターンを有するカラーフィルタが得られた。
Furthermore, in exactly the same way as red and green, the blue colored composition of Comparative Example 1 which does not contain a transparent extender pigment has a finished film thickness of 2.0 μm as a target, and Examples 1 to 1 containing a transparent extender pigment No. 3 is a film thickness obtained under the same coating conditions as in the comparative example, and a blue pixel at a position adjacent to the red and green colored pixels and a dot-shaped laminated portion having a diameter of 52 μm on the black matrix were obtained. Then, it hardened | cured at 230 degreeC for 30 minutes. As a result, a color filter having a striped colored pixel of three colors of red, green and blue on a transparent substrate and a laminated PS pattern made of a blue composition on a black matrix was obtained.
なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。 The alkaline developer has the following composition.
炭酸ナトリウム 1.5質量%
炭酸水素ナトリウム 0.5質量%
陰イオン系界面活性剤(花王・ペリレックスNBL) 8.0質量%
水 90.0質量%
<乗り上げ率の測定>
実施例1〜3および比較例1の感光性青色組成物を用いて作製したカラーフィルタについて、図2に示すように、青色画素の膜厚(a)と、BM上のドット状積層部の膜厚(b)とを接触式膜厚計で測定した。また、乗り上げ率(b/a)を算出した。その結果を、表3に示した。
Sodium carbonate 1.5% by mass
Sodium bicarbonate 0.5% by mass
Anionic surfactant (Kao Perillex NBL) 8.0% by mass
90.0% by mass of water
<Measurement of ride rate>
About the color filter produced using the photosensitive blue composition of Examples 1-3 and the comparative example 1, as shown in FIG. 2, the film thickness (a) of a blue pixel, and the film | membrane of the dot-shaped laminated part on BM The thickness (b) was measured with a contact-type film thickness meter. Moreover, the boarding rate (b / a) was calculated. The results are shown in Table 3.
表3に示した結果より、全顔料含有率(Pcon)と乗り上げ率の関係グラフを図3に、透明体質顔料含有率(Pcon)と乗り上げ率との関係グラフを図4に示した。実施例1〜3と比較例1との組成の主な違いは透明体質顔料の含有量であり、透明体質顔料の量が増える程乗り上げ率が大きくなる傾向が見られ、図4に示すように透明体質顔料の含有量と乗り上げ率には略直線関係があることがわかった。また、この乗り上げ率の関係は色相が変わっても同じ傾向となる。そのため、本発明のカラーフィルタでは、BM部分に乗り上げ・形成される着色組成物の膜厚の画素平坦部の膜厚に比較した乗り上げ率が大きくなり、従来より薄い膜厚の着色画素とした場合や、少ない色数の感光性着色組成物で必要なPS積層高さを得ることが可能になる。
From the results shown in Table 3, the relationship graph between the total pigment content (Pcon) and the run-up rate is shown in FIG. 3, and the relationship graph between the transparent extender pigment content (Pcon) and the run-up rate is shown in FIG. The main difference in composition between Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 is the content of the transparent extender pigment, and as the amount of the transparent extender pigment increases, the tendency to increase the climb rate is seen, as shown in FIG. It was found that there is a substantially linear relationship between the content of the transparent extender pigment and the climbing rate. In addition, the relationship between the riding rates is the same even if the hue changes. For this reason, in the color filter of the present invention, when the color filter of the colored composition formed on the BM portion has a higher running rate compared to the thickness of the pixel flat portion, the colored pixel has a thinner thickness than the conventional one. In addition, it is possible to obtain a necessary PS stacking height with a photosensitive coloring composition having a small number of colors.
1・・・ガラス基板 2・・・ブラックマトリックス
3R・・・赤色画素 3G・・・・・・緑色画素 3B・・・青色画素
4、4R、4G、4B・・・積層PS 5・・・透明電極(ITO膜)
1 ... Glass substrate 2 ... Black matrix
3R ... Red pixel 3G ... Green pixel 3B ... Blue pixel
4, 4R, 4G, 4B ... laminated PS 5 ... transparent electrode (ITO film)
Claims (3)
前記感光性着色組成物の全固形分中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有していることを特徴とするカラーフィルタ基板。 In a color filter substrate having a black matrix on a substrate, colored pixels of a plurality of colors, and a laminated photo spacer formed by laminating one or more photosensitive colored compositions constituting the colored pixels on the black matrix,
A color filter substrate comprising 1 to 30% by mass of a transparent extender pigment in the total solid content of the photosensitive coloring composition.
少なくとも、着色顔料あるいは染料、透明樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、溶剤、透明体質顔料からなる感光性着色組成物であり、且つ、全固形分中に1〜30質量%の透明体質顔料を含有していることを特徴とする感光性着色組成物。 A photosensitive coloring composition used for forming colored pixels and laminated photo spacers of the color filter substrate according to claim 1,
It is a photosensitive coloring composition comprising at least a coloring pigment or dye, a transparent resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, a solvent, and a transparent extender pigment, and 1 to 30% by mass of a transparent extender in the total solid content. A photosensitive coloring composition containing a pigment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010017980A JP2011158537A (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacture of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010017980A JP2011158537A (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacture of the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011158537A true JP2011158537A (en) | 2011-08-18 |
Family
ID=44590568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010017980A Pending JP2011158537A (en) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacture of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011158537A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014132928A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 富士フイルム株式会社 | Composition for forming transparent resin layer, transparent resin layer, solid imaging element and optoelectronics device |
JP2015072827A (en) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 大日本印刷株式会社 | Organic electroluminescence display device |
JP2015125235A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 凸版印刷株式会社 | Photosensitive composition for color filter for solid-state imaging device, color filter for solid-state imaging device, and solid-state imaging device |
KR101776264B1 (en) | 2014-10-01 | 2017-09-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | Photosensitive resin composition layer, black column spacer using the same, and color filter |
CN107490817A (en) * | 2017-10-09 | 2017-12-19 | 青岛海信电器股份有限公司 | QDCF, its processing method and application |
WO2021241465A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 富士フイルム株式会社 | Photosensitive composition, film, color filter, solid imaging element and image display device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000329926A (en) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Toray Ind Inc | Pigment dispersed resin solution composition, its production and color filter |
JP2007334045A (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Fujifilm Corp | Method for manufacturing color filter for large-sized display device, color filter for large-sized display device and large-sized display device |
-
2010
- 2010-01-29 JP JP2010017980A patent/JP2011158537A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000329926A (en) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Toray Ind Inc | Pigment dispersed resin solution composition, its production and color filter |
JP2007334045A (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Fujifilm Corp | Method for manufacturing color filter for large-sized display device, color filter for large-sized display device and large-sized display device |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014132928A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 富士フイルム株式会社 | Composition for forming transparent resin layer, transparent resin layer, solid imaging element and optoelectronics device |
JP2015072827A (en) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 大日本印刷株式会社 | Organic electroluminescence display device |
JP2015125235A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 凸版印刷株式会社 | Photosensitive composition for color filter for solid-state imaging device, color filter for solid-state imaging device, and solid-state imaging device |
KR101776264B1 (en) | 2014-10-01 | 2017-09-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | Photosensitive resin composition layer, black column spacer using the same, and color filter |
CN107490817A (en) * | 2017-10-09 | 2017-12-19 | 青岛海信电器股份有限公司 | QDCF, its processing method and application |
WO2021241465A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 富士フイルム株式会社 | Photosensitive composition, film, color filter, solid imaging element and image display device |
JPWO2021241465A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | ||
JP7383146B2 (en) | 2020-05-28 | 2023-11-17 | 富士フイルム株式会社 | Photosensitive compositions, films, color filters, solid-state imaging devices, and image display devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5600961B2 (en) | Color filter substrate | |
JP2014206700A (en) | Color filter coloring composition and color filter | |
JP2011158537A (en) | Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacture of the same | |
US8268201B2 (en) | Color composition for color filter, color filter using the composition and liquid crystal display device | |
JP4867466B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device using the same | |
JP5277664B2 (en) | Color filter for horizontal electric field liquid crystal drive system | |
JP5240022B2 (en) | Color filter substrate and liquid crystal display device | |
JP2007163830A (en) | Color filter and liquid crystal display device equipped therewith | |
JP2011039392A (en) | Color filter substrate and method for producing the same | |
JP2009204839A (en) | Color filter for liquid crystal display and liquid crystal display | |
JP2009210871A (en) | Colored application solution composition, color filter and liquid crystal display device | |
JP2014215589A (en) | Black matrix substrate, color filter substrate and liquid crystal display device | |
JP5478157B2 (en) | Substrate for liquid crystal display device and liquid crystal display device | |
JP5228991B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device including the same | |
JP5526817B2 (en) | Color filter substrate manufacturing method and liquid crystal display device | |
JP2011102833A (en) | Green photosensitive colored composition for color filter, and color filter | |
JP2013097235A (en) | Photosensitive coloring composition and color filter substrate using the same | |
JP2013101234A (en) | Color filter substrate and photosensitive coloring composition used for manufacturing the same | |
TWI434887B (en) | Coloring composition for color filter and color filter | |
JP2010243810A (en) | Color filter and liquid crystal display device | |
JP2009198548A (en) | Color filter, and liquid crystal display device using the same | |
JP2004347916A (en) | Photosensitive color composition for forming color filter, and color filter | |
JP2010102004A (en) | Method of manufacturing color filter for liquid crystal display device, color filter, and liquid crystal display device using the same | |
JP2010102003A (en) | Color filter for liquid crystal display device, and liquid crystal display device | |
JP2012247589A (en) | Coloring composition for color filter, and color filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131225 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140318 |