JP4617117B2 - PVA vertical alignment liquid crystal display device - Google Patents
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本発明は、垂直配向液晶表示装置に用いられるカラーフィルタに関するものである。 The present invention relates to a color filter used in a vertical alignment liquid crystal display device.
液晶表示装置は、カラーフィルタ側の透明基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してカラーフィルタの透過光または反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。 In a liquid crystal display device, a transparent substrate on the color filter side and a liquid crystal driving side substrate are opposed to each other, and a liquid crystal compound is sealed between the two to form a thin liquid crystal layer, and the liquid crystal driving side substrate forms a liquid crystal array in the liquid crystal layer. Display is performed by selectively changing the amount of transmitted or reflected light of the color filter under electrical control.
近年、電圧が印加されていない状態で液晶分子が基板面に垂直に配列されており、電圧が印加されると液晶分子がいろいろな方向に倒れる垂直配向液晶表示装置が提案されている。この垂直配向液晶表示装置は、従来より使用されている捩れネマッチック方式の液晶表示装置と比較して、コントラスト比、応答速度等の面で優れている。また、液晶分子が倒れる方向を、多数の方向にする場合には、効果的に高視野角を実現することができる、という利点も有する。 In recent years, there has been proposed a vertical alignment liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are arranged perpendicular to a substrate surface in a state where no voltage is applied, and the liquid crystal molecules are tilted in various directions when a voltage is applied. This vertical alignment liquid crystal display device is superior in terms of contrast ratio, response speed, and the like, compared with a twisted nematic type liquid crystal display device conventionally used. In addition, when the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is set to a large number of directions, there is an advantage that a high viewing angle can be effectively realized.
このような垂直配向液晶表示装置としては、例えば図２に示すように、透明電極層３および対向する液晶駆動側基板１２に形成された第２電極層１１の表面に、所定の形状を有する突起１４を形成し、電圧を印加した際の液晶１３の配向方向を制御する方式（ＭＶＡ方式）が提案されている（例えば特許文献１等）。
As such a vertical alignment liquid crystal display device, for example, as shown in FIG. 2, protrusions having a predetermined shape are formed on the surface of the
また、例えば図３に示すように、画素部２上に形成された透明電極層３、および液晶駆動側基板１２上に形成された第２電極層１１に、所定の開口部を形成し、これらの開口部によって生じるフリンジフィールドを利用して、目的とする方向に液晶１３の配向方向を制御する方式（以下ＰＶＡ（Patterned Virtical Alignment）方式ともいう。）も提案されている（例えば特許文献２等）。この方式によれば、上記ＭＶＡ方式のように、表面に突起を形成する必要がないことから、平坦性が高くセルギャップの制御が容易である、という利点がある。しかしながら、この場合上記透明電極層のパターニングを行う必要があり、このパターニングに用いられるエッチング液等が、透明電極層の下側に形成されている画素部に悪影響を及ぼす可能性がある等の問題があった。また、この問題を解決するために、画素部と透明電極層との間に、保護層等を形成する方法が提案されているが、保護層の種類によっては、透明電極層との接着性が低い等の問題があり、保護層の材料の選択等が難しかった。
そこで、簡易な工程で製造可能な、垂直配向液晶表示装置に用いることが可能なカラーフィルタの提供が望まれている。 Therefore, it is desired to provide a color filter that can be manufactured by a simple process and can be used for a vertical alignment liquid crystal display device.
本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された画素部と、上記画素部上に形成された透明電極層とを有し、かつ垂直配向液晶表示装置に用いられるカラーフィルタであって、上記透明電極層上に、パターン状に形成された絶縁層を有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。 The present invention is a color filter having a transparent substrate, a pixel portion formed on the transparent substrate, and a transparent electrode layer formed on the pixel portion, and used for a vertical alignment liquid crystal display device. A color filter comprising an insulating layer formed in a pattern on the transparent electrode layer is provided.
本発明のカラーフィルタを、第２電極層を有する液晶駆動側基板と対向させて、垂直配向液晶表示装置に用いた場合、上記絶縁層が形成されている領域では電界が発生せず、目的とする方向に液晶を配向させることができる。したがって、容易に形成され、透明電極層のパターニングによる劣化等のない、高品質なカラーフィルタとすることができる。 When the color filter of the present invention is used in a vertical alignment liquid crystal display device facing a liquid crystal driving side substrate having a second electrode layer, an electric field is not generated in the region where the insulating layer is formed. The liquid crystal can be aligned in the direction to be aligned. Therefore, it is possible to obtain a high-quality color filter that is easily formed and does not deteriorate due to patterning of the transparent electrode layer.
また、上記発明においては、上記絶縁層が、液晶の配向性に影響を与えないような形状に形成されていることが好ましい。これにより、対向する液晶駆動側基板と対向させて電電圧を印加した際、絶縁層の形状によって液晶の配向性が乱されることなく、目的とする方向に液晶を配向させることが可能となるからである。 Moreover, in the said invention, it is preferable that the said insulating layer is formed in the shape which does not affect the orientation of a liquid crystal. This makes it possible to align the liquid crystal in the target direction without disturbing the alignment of the liquid crystal due to the shape of the insulating layer when an electric voltage is applied facing the opposite liquid crystal drive side substrate. Because.
またこの際、上記絶縁層の膜厚が、０．２μｍ〜０．５μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、上記絶縁層が液晶の配向性により影響を与えないものとすることができるからである。また、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いる際、対向する液晶駆動側基板とのギャップの制御を容易なものとすることができるからである。 At this time, the thickness of the insulating layer is preferably in the range of 0.2 μm to 0.5 μm. This is because the insulating layer can be made less affected by the orientation of the liquid crystal. Further, when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device, it is possible to easily control the gap with the opposite liquid crystal driving side substrate.
本発明によれば、垂直液晶配向液晶表示装置に用いることが可能であり、容易に形成され、透明電極層のパターニングによる劣化等のない、高品質なカラーフィルタとすることができる。 According to the present invention, it can be used for a vertical liquid crystal alignment liquid crystal display device, and can be a high-quality color filter that is easily formed and does not deteriorate due to patterning of the transparent electrode layer.
本発明は、垂直配向液晶表示装置、特にＰＶＡ方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタに関するものである。 The present invention relates to a color filter used in a vertical alignment liquid crystal display device, particularly a PVA liquid crystal display device.
本発明のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成された画素部と、上記画素部上に形成された透明電極層とを有し、かつ垂直配向液晶表示装置に用いられるカラーフィルタであって、上記透明電極層上に、パターン状に形成された絶縁層を有することを特徴とするものである。 The color filter of the present invention has a transparent substrate, a pixel portion formed on the transparent substrate, and a transparent electrode layer formed on the pixel portion, and is used for a vertical alignment liquid crystal display device And it has the insulating layer formed in pattern shape on the said transparent electrode layer, It is characterized by the above-mentioned.
本発明のカラーフィルタは、例えば図１に示すように、透明基板１と、その透明基板１上に形成された画素部２と、その画素部２上に形成された透明電極層３と、その透明電極層３上にパターン状に形成された絶縁層４とを有するカラーフィルタ５である。このカラーフィルタ５は、例えばパターン状に開口部が形成された第２電極層１１を有する液晶駆動側基板１２と対向して配置され、この液晶駆動側基板１２とカラーフィルタ５との間に、垂直配向液晶１３を注入することによって、垂直配向液晶表示装置に用いられるものである。
For example, as shown in FIG. 1, the color filter of the present invention includes a
ここで、一般的な垂直配向液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいては、上述したように、上記透明電極層をパターニングして開口部を形成したり、透明電極層上に形状を制御した突起物を形成することにより、液晶の配向性を調整するものとされるが、例えば透明電極層のパターニングの際にエッチング液によって画素部が悪影響を受ける場合や、突起物の形状の制御が難しい等の問題があった。 Here, in a color filter used in a general vertical alignment liquid crystal display device, as described above, the transparent electrode layer is patterned to form an opening, or a protrusion whose shape is controlled on the transparent electrode layer. It is said that the orientation of the liquid crystal is adjusted by forming the liquid crystal. However, for example, when the pixel portion is adversely affected by the etching liquid during patterning of the transparent electrode layer, or the shape of the protrusion is difficult to control. There was a problem.
一方、本発明においては、上記透明電極層上に絶縁層が形成されており、この絶縁層が形成されている領域上では、透明電極層に電圧が印加された場合であっても、電界が発生しないものとすることができ、上記絶縁層が、透明電極層の開口部と同様の効果を奏するものとすることができる。したがって、透明電極層をパターニングする必要がないことから、エッチング液等によって画素部が劣化すること等のない、高品質なカラーフィルタとすることができる。また、上記突起物と異なり、形状を制御する必要がないことから、容易に形成することができ、さらに液晶表示装置に用いられる際、液晶駆動側基板とカラーフィルタとのギャップの制御が容易である、という利点も有する。
以下、本発明のカラーフィルタの各構成ごとに詳しく説明する。
On the other hand, in the present invention, an insulating layer is formed on the transparent electrode layer. On the region where the insulating layer is formed, an electric field is generated even when a voltage is applied to the transparent electrode layer. The insulating layer can produce the same effect as the opening of the transparent electrode layer. Therefore, since it is not necessary to pattern the transparent electrode layer, a high-quality color filter can be obtained in which the pixel portion is not deteriorated by an etching solution or the like. In addition, unlike the projections described above, since it is not necessary to control the shape, it can be easily formed, and when used in a liquid crystal display device, it is easy to control the gap between the liquid crystal driving substrate and the color filter. It also has the advantage of being.
Hereinafter, each configuration of the color filter of the present invention will be described in detail.
１．絶縁層
まず、本発明のカラーフィルタに用いられる絶縁層について説明する。本発明のカラーフィルタに用いられる絶縁層は、後述する透明電極層上に所定のパターン状に形成されるものであり、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用い、電圧が印加された際に絶縁性を示すものであれば、特に限定されるものではない。ここで、本発明でいう絶縁性とは、液晶表示装置に用いられた際に、透明電極層に印加される電圧に対して高抵抗を示すことをいい、具体的には、体積抵抗値が１０１３Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。これにより、液晶表示装置に電圧が印加された際、絶縁層上では電界が発生せず、液晶の配向性を調整することが可能となるからである。なお、上記体積抵抗値は、三菱化学株式会社製ＭＣＰ−４５０で測定した値である。
1. Insulating Layer First, the insulating layer used in the color filter of the present invention will be described. The insulating layer used in the color filter of the present invention is formed in a predetermined pattern on the transparent electrode layer to be described later, and when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device and a voltage is applied. There is no particular limitation as long as it exhibits insulating properties. Here, the term “insulating” as used in the present invention means a high resistance to a voltage applied to the transparent electrode layer when used in a liquid crystal display device. It is preferably 10 13 Ω · cm or more. Thereby, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, an electric field is not generated on the insulating layer, and the alignment of the liquid crystal can be adjusted. In addition, the said volume resistance value is the value measured by Mitsubishi Chemical Corporation MCP-450.
通常、この絶縁層は、例えば図１に示すように、液晶表示装置とした際に対向する液晶駆動側基板１２に形成された第２電極層１１の開口部等のパターンと対応し、目的とする電界が発生するように、位置をずらして形成される。このような絶縁層のパターンは、目的とする液晶の配向方向に応じて適宜選択され、一般的なＭＶＡ方式の突起物の形成されるパターンや、ＰＶＡ方式の開口部の形成されるパターンと同様とすることができる。なお、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に用いる際、カラーフィルタと対向させて用いられる上記液晶駆動側基板は、上記開口部が形成された第２電極層を有するものに限定されるものではなく、例えば上述したような形状を制御した突起物等が形成されているもの等であってもよい。
Normally, this insulating layer corresponds to a pattern such as an opening of the
ここで、本発明においては、このような絶縁層の形状が、液晶の配向性に影響を与えないようなものであることが好ましい。これにより、液晶駆動側基板とカラーフィルタとの間に注入された液晶が、絶縁層の形状によって影響を受けることを防止することができ、電圧を印加した際に、目的とする方向に液晶を配向させることが可能となるからである。 Here, in the present invention, it is preferable that the shape of such an insulating layer does not affect the orientation of the liquid crystal. As a result, the liquid crystal injected between the liquid crystal drive side substrate and the color filter can be prevented from being affected by the shape of the insulating layer, and when a voltage is applied, the liquid crystal is directed in the intended direction. This is because it can be oriented.
このような絶縁層の形状として具体的には、膜厚が０．２μｍ〜０．５μｍ、中でも０．２μｍ〜０．４μｍ、特に０．３μｍ〜０．４μｍの範囲内であることが好ましい。絶縁層をこのような膜厚とすることにより、目的とする絶縁性が得られ、また液晶の配向性に影響を与えないものとすることが可能となるからである。また、このような膜厚とすることにより、カラーフィルタ表面の凹凸を少ないものとすることができ、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのセルギャップの制御が容易となる、という利点も有するからである。 Specifically, the shape of such an insulating layer is preferably in the range of 0.2 μm to 0.5 μm, particularly 0.2 μm to 0.4 μm, and particularly 0.3 μm to 0.4 μm. This is because, by setting the insulating layer to such a film thickness, the desired insulating property can be obtained and the liquid crystal orientation can be prevented from being affected. In addition, such a film thickness has the advantage that the unevenness on the surface of the color filter can be reduced, and the control of the cell gap between the color filter and the liquid crystal driving side substrate is facilitated. is there.
またこの際、絶縁層の線幅は、５μｍ〜２０μｍ、中でも５μｍ〜１５μｍの範囲内とされることが好ましく、アスペクト比（膜厚／線幅）が０．００１〜０．１００、中でも０．０１５〜０．０８の範囲内とされることが好ましい。これにより、さらに液晶の配向性に影響を与えないものとすることができるからである。 At this time, the line width of the insulating layer is preferably in the range of 5 μm to 20 μm, more preferably in the range of 5 μm to 15 μm, and the aspect ratio (film thickness / line width) is 0.001 to 0.100. It is preferable to be within the range of 015 to 0.08. This is because the liquid crystal orientation can be further prevented from being affected.
また、断面の形状としては、矩形状や、半円状、台形状等とすることができ、特に台形状とすることが好ましい。これにより、絶縁層がより液晶の配向性に影響を与えないものとすることが可能となるからである。 Further, the cross-sectional shape may be a rectangular shape, a semicircular shape, a trapezoidal shape or the like, and a trapezoidal shape is particularly preferable. This is because it becomes possible for the insulating layer to have no effect on the alignment of the liquid crystal.
このような絶縁層は、例えば絶縁性を有する絶縁性層形成用材料を透明電極層上にスピンコート法等により塗布し、一般的なパターニング法により、パターニングすること等により形成することができる。このような絶縁層を形成する際に用いられる絶縁層形成用材料としては、絶縁性を有する感光性樹脂組成物であれば特に限定されるものではない。感光性樹脂組成物を構成する材料としては、ポリマー、モノマー、光重合開始剤、および溶剤等が上げられる。 Such an insulating layer can be formed, for example, by applying an insulating layer forming material having an insulating property to the transparent electrode layer by a spin coating method or the like, and patterning by a general patterning method. The insulating layer forming material used for forming such an insulating layer is not particularly limited as long as it is a photosensitive resin composition having insulating properties. Examples of the material constituting the photosensitive resin composition include a polymer, a monomer, a photopolymerization initiator, and a solvent.
上記ポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を例示することができる。また、重合可能なモノマーであるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの中から選ばれる１種以上と、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の二量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、これらの無水物の中から選ばれる１種以上からなるポリマー又は共重合体も例示できる。また、上記のポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等も例示できるが、これらに限定されるものではない。なお、上記（メタ）アクリルとはアクリル又はメタクリルのいずれかであることを意味し、（メタ）アクリレートとはアクリレート基又はメタクリレートのいずれかであることを意味する。
本発明においては、上記の中でもメタクリル酸とアクリル酸とスチレンとの共重合体を用いることが好ましい。
Examples of the polymer include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS resin, polymethacrylic acid resin, polyvinyl chloride resin, Chlorinated vinyl chloride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, nylon 6, nylon 66, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, epoxy resin, phenoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyamic acid resin And polyetherimide resin, phenol resin, urea resin, and the like. Further, polymerizable monomers such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert- Butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, styrene, α- One or more selected from methylstyrene, N-vinyl-2-pyrrolidone, glycidyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, dimer of acrylic acid, itaconic acid, croton Acid, maleic acid, Le acids, can also be exemplified a polymer or copolymer comprising one or more selected from these anhydrides. Moreover, although the polymer etc. which added the ethylenically unsaturated compound which has a glycidyl group or a hydroxyl group to said polymer can be illustrated, it is not limited to these. In addition, the said (meth) acryl means that it is either acryl or methacryl, and (meth) acrylate means that it is either an acrylate group or a methacrylate.
In the present invention, among these, it is preferable to use a copolymer of methacrylic acid, acrylic acid and styrene.
また、上記感光性樹脂組成物中には、エポキシ樹脂を含有していてもよい。エポキシ樹脂としては、三菱油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズや、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸、グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合ラジカル化合物等が挙げられる。本発明においては、上記のエポキシ樹脂を単独で、または２種以上の混合物として用いることができる。 Moreover, the photosensitive resin composition may contain an epoxy resin. Epoxy resins include Epicote series manufactured by Mitsubishi Yuka Shell Co., Ltd., Celoxide series manufactured by Daicel Co., Ltd., Eporide Series, bisphenol-A type epoxy resin, bisphenol-F type epoxy resin, and bisphenol-S type epoxy. Resin, novolac type epoxy resin, polycarboxylic acid, glycidyl ester, polyol glycidyl ester, aliphatic or cycloaliphatic epoxy resin, amine epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, dihydroxybenzene type epoxy resin, glycidyl (meth) acrylate and Examples thereof include a copolymerized radical compound with a radical polymerizable monomer. In this invention, said epoxy resin can be used individually or as a 2 or more types of mixture.
また、上記モノマーとしては、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、および、上記のアクリレートをメタクリレートに変えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン等が挙げられる。本発明では、上記のモノマーを１種または２種以上の混合物として、あるいは、その他の化合物との混合物として使用することができる。
本発明においては、上記の中でもジペンタエリスリトールペンタアクリレートを用いることが好ましい。
Examples of the monomers include allyl acrylate, benzyl acrylate, butoxyethyl acrylate, butoxyethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glycidyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and isobonyl. Acrylate, isodexyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxyethylene glycol acrylate, phenoxyethyl acrylate, stearyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentane Diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,3-propanediol acrylate, 1,4-cyclohexanediol diacrylate, 2,2-dimethylolpropane diacrylate, glycerol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, Glycerol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethylated trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyltrimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanetriol triacrylate, 2,2,4-trimethyl-1 3-pentanediol diacrylate, diallyl fumarate, 1,10-decanediol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, and those obtained by replacing the above acrylate with methacrylate, γ -Methacryloxypropyltrimethoxysilane, 1-vinyl-2-pyrrolidone and the like. In this invention, said monomer can be used as a 1 type, 2 or more types of mixture, or a mixture with another compound.
In the present invention, among the above, dipentaerythritol pentaacrylate is preferably used.
またさらに、上記光重合開始剤して具体的には、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ（株）製Ｎ１７１７、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本発明では、これらの光重合開始剤を１種のみ又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明においては、上記の中でも２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンを用いることが好ましい。
Furthermore, as the photopolymerization initiator, specifically, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone 4,4-dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl Propiophenone, p-tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl aceta Benzoin methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis ( p-azidobenzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione 2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-ben) Yl) oxime, Michler's ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone , Naphthalenesulfonyl chloride, quinolinesulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, N1717 manufactured by ADEKA Corporation, four odors Examples thereof include a combination of a photoreductive dye such as carbonized carbon, tribromophenyl sulfone, benzoin peroxide, eosin, methylene blue, and a reducing agent such as ascorbic acid or triethanolamine. In the present invention, these photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, among the above, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one is preferably used.
また、上記感光性樹脂組成物に用いられる溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類；α−またはβ−テルピネオール等のテルペン類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類；トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、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、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類を例示することができる。 Examples of the solvent used in the photosensitive resin composition include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, and propylene glycol; terpenes such as α- or β-terpineol; acetone and methyl ethyl ketone. Ketones such as cyclohexanone and N-methyl-2-pyrrolidone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and tetramethylbenzene; cellosolve, methylcellosolve, ethylcellosolve, carbitol, methylcarbitol, ethylcarbitol, butyl Carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene Glycol ethers such as glycol monomethyl ether and triethylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether Examples thereof include acetates such as acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate.
２．透明電極層
次に、本発明のカラーフィルタに用いられる透明電極層について説明する。本発明のカラーフィルタに用いられる透明電極層としては、一般的なカラーフィルタに用いられる透明電極層と同様とすることができ、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような透明電極層の厚みは、通常０．０１μｍ〜１μｍ程度とすることができる。
2. Transparent electrode layer Next, the transparent electrode layer used for the color filter of this invention is demonstrated. The transparent electrode layer used in the color filter of the present invention can be the same as the transparent electrode layer used in a general color filter. For example, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide ( It can be formed by a general film forming method such as a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, a CVD method, etc. using SnO) and the like and alloys thereof. The thickness of such a transparent electrode layer can usually be about 0.01 μm to 1 μm.
３．画素部
次に、本発明のカラーフィルタに用いられる画素部について説明する。本発明のカラーフィルタに用いられる画素部は、一般的なカラーフィルタの画素部と同様とすることができ、通常、遮光部と、その遮光部の開口部に形成された着色層とを有するもの等とすることができる。
3. Pixel Unit Next, the pixel unit used in the color filter of the present invention will be described. The pixel portion used in the color filter of the present invention can be the same as the pixel portion of a general color filter, and usually has a light shielding portion and a colored layer formed in the opening of the light shielding portion. Etc.
上記着色層は、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三色の着色層形成用組成物等を用いて、例えばストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。 The colored layer may be, for example, a three-color colored layer forming composition such as red (R), green (G), and blue (B), for example, a stripe type, a mosaic type, a triangle type, a four pixel arrangement type, or the like. And the coloring area can be arbitrarily set.
４．透明基板
次に、本発明に用いられる透明基板について説明する。本発明に用いられる透明基板は、一般的にカラーフィルタに用いられるものであれば特に限定されるものではなく、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。
4). Transparent substrate Next, the transparent substrate used in the present invention will be described. The transparent substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used for a color filter, and is not transparent such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate or the like. A transparent material having flexibility such as a rigid material or a transparent resin film or an optical resin plate can be used.
５．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上述した透明基板、画素部、透明電極層、および絶縁層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば配向膜等、必要に応じて適宜他の部材を有していてもよい。
5. Next, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described transparent substrate, pixel portion, transparent electrode layer, and insulating layer. You may have.
ここで、本発明のカラーフィルタは、垂直液晶配向表示装置に用いられる際、例えば一般的なＭＶＡ方式に用いられる、第２電極層上に形状を制御した突起物が形成された液晶駆動側基板と対向させて用いられるものであってもよいが、特に第２電極層上に開口部を有する液晶駆動側基板と対向させて、上記ＰＶＡ方式の垂直配向液晶表示装置に用いられることが好ましい。この場合、液晶駆動側基板の第２電極層上に突起物が形成されないことから、上記カラーフィルタと、対向される液晶駆動側基板との間のギャップの制御が容易となるからである。 Here, when the color filter of the present invention is used in a vertical liquid crystal alignment display device, for example, used in a general MVA method, a liquid crystal driving side substrate in which a protrusion whose shape is controlled is formed on a second electrode layer. However, it is preferably used in the PVA-type vertical alignment liquid crystal display device facing the liquid crystal driving side substrate having an opening on the second electrode layer. In this case, since no protrusion is formed on the second electrode layer of the liquid crystal drive side substrate, it is easy to control the gap between the color filter and the opposite liquid crystal drive side substrate.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
[実施例]
カラーフィルタ基板用の基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に下記の組成を有するブラックマトリクス用感光性樹脂組成物を塗布し、乾燥後ホットプレート上で加熱した。その後、所定のフォトマスクを介して露光した後、現像、焼成してブラックマトリクス（線幅１４．４μｍ、厚み１．１μｍ）を形成した。
The following examples illustrate the present invention more specifically.
[Example]
As a substrate for a color filter substrate, a glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 300 mm × 400 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After this substrate was washed according to a conventional method, a photosensitive resin composition for black matrix having the following composition was applied to the entire surface of one side of the substrate, dried and heated on a hot plate. Then, after exposing through a predetermined photomask, development and baking were performed to form a black matrix (line width: 14.4 μm, thickness: 1.1 μm).
（ブラックマトリクス用組成物）
・カーボンブラック ６１重量部
・感光性樹脂組成物 ３９重量部
・メトキシブチルアセテート ３００重量部
上記感光性樹脂組成物は、下記組成を有するものである。以下の実施例について用いられる感光性樹脂組成物についても、同様である。
(Composition for black matrix)
Carbon black 61 parts by weight Photosensitive resin composition 39 parts by weight Methoxybutyl acetate 300 parts by weight The above photosensitive resin composition has the following composition. The same applies to the photosensitive resin compositions used in the following examples.
（感光性樹脂組成物）
・アクリル樹脂 ３２重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ４２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（三菱油化シェル（株）社製） １８重量部
・Ｉｒｇ．９０７（チバスペシャリティケミカルズ（株）社製） ８重量部
(Photosensitive resin composition)
Acrylic resin 32 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate 42 parts by weight Epicoat 180S70 (manufactured by Mitsubishi Yuka Shell Co., Ltd.) 18 parts by weight Irg. 907 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 8 parts by weight
次に、下記組成の赤色パターン、緑色パターン、青色パターン用の各塗布液を調整し、これらを用いて公知の顔料分散法にしたがって、画素領域に赤色パターン、緑色パターン、および青色パターン（各厚み１．７μｍ）をそれぞれ形成してカラーフィルタとした。 Next, each coating solution for red pattern, green pattern, and blue pattern having the following composition is prepared, and a red pattern, a green pattern, and a blue pattern (each thickness is applied to the pixel region according to a known pigment dispersion method using them. 1.7 μm) was formed as a color filter.
（赤色パターン用塗布液の組成）
・ＰＲ２５４分散液 ３３重量部
・感光性樹脂組成物 ６７重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４００重量部
(Composition of red pattern coating solution)
-PR254 dispersion 33 parts by weight-Photosensitive resin composition 67 parts by weight-Propylene glycol monomethyl ether acetate 400 parts by weight
（緑色パターン用塗布液の組成）
・ＰＧ３６／ＰＹ１５０分散液 ３４重量部
・感光性樹脂組成物 ６６重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４００重量部
(Composition of coating solution for green pattern)
-34 parts by weight of PG36 / PY150 dispersion-66 parts by weight of photosensitive resin composition-400 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate
（青色パターン用塗布液の組成）
・ＰＢ１５：６／ＰＶ２３分散液 １７重量部
・感光性樹脂組成物 ８３重量部
・プロピレングリコールモノメチルアセテート ４００重量部
(Composition of blue pattern coating solution)
-17 parts by weight of PB15: 6 / PV23 dispersion-83 parts by weight of photosensitive resin composition-400 parts by weight of propylene glycol monomethyl acetate
次に、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように、基板温度２００℃でアルゴンと酸素を放電ガスとし、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によってＩＴＯをターゲットとして透明電極層を形成した。 Next, a transparent electrode layer was formed so as to cover the black matrix and the colored layer at a substrate temperature of 200 ° C. using argon and oxygen as discharge gases and using ITO as a target by a DC magnetron sputtering method.
続いて、下記の組成を有する絶縁層形成用感光性樹脂組成物を上記透明電極層を覆うように塗布した。この絶縁層形成用感光性樹脂組成物をフォトマスクを用いて露光した後、現像及び焼成を行い、パターン状に形成された絶縁層を形成して、垂直液晶配向液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとした。この際、絶縁層の線幅は、１２μｍであり、膜厚は１．５μｍであった。また、上記絶縁層断面の形状としては、半円状もしくは台形であった。 Subsequently, a photosensitive resin composition for forming an insulating layer having the following composition was applied so as to cover the transparent electrode layer. A color filter used in a vertical liquid crystal alignment liquid crystal display device is formed by exposing the photosensitive resin composition for forming an insulating layer using a photomask, and then developing and baking to form an insulating layer formed in a pattern. It was. At this time, the line width of the insulating layer was 12 μm, and the film thickness was 1.5 μm. The shape of the insulating layer cross section was semicircular or trapezoidal.
（絶縁層形成用感光性樹脂組成物）
・メタクリル酸−スチレン−アクリル酸ラジカル共重合体 ４２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（三菱油化シェル（株）製） １８重量部
・ＤＰＰＡ（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート） ３２重量部
・Ｉｒｇ．９０７（商品名 チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ８重量部
上記各材料の混合物１００重量部に対してプロピレングリコールモノメチルアセテート３００重量部を添加し、絶縁層形成用感光性樹脂組成物とした。
(Photosensitive resin composition for insulating layer formation)
-42 parts by weight of methacrylic acid-styrene-acrylic acid radical copolymer-18 parts by weight of Epicoat 180S70 (manufactured by Mitsubishi Yuka Shell Co., Ltd.)-32 parts by weight of DPPA (dipentaerythritol pentaacrylate)-Irg. 907 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 8 parts by weight 300 parts by weight of propylene glycol monomethyl acetate was added to 100 parts by weight of the mixture of the above materials to obtain a photosensitive resin composition for forming an insulating layer.
１…透明基板
２…画素部
３…透明電極層
４…絶縁層
５…カラーフィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
所定の開口部を有する電極層がその表面に形成された液晶駆動側基板、および
前記カラーフィルタと前記駆動側基板との間に配置された液晶層、を有するＰＶＡ方式の垂直配向液晶表示装置であって、
前記パターン状に形成された絶縁層は、前記液晶駆動側基板の電極層の開口部のパターンと対応し目的とする電界が発生する位置に配置され、
前記絶縁層の形状は、液晶の配向性に影響を与えないものであり、
前記絶縁層の幅は、前記電極層の幅より狭く、
前記絶縁層の膜厚は、０．２μｍ〜０．５μｍの範囲内であり、膜厚／線幅のアスペクト比が０．００１〜０．１００の範囲内であることを特徴とするＰＶＡ方式の垂直配向液晶表示装置。 A color filter having a transparent substrate, a pixel portion formed on the transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the pixel portion, and an insulating layer formed in a pattern on the transparent electrode layer;
A PVA vertical alignment liquid crystal display device comprising: a liquid crystal driving side substrate having an electrode layer having a predetermined opening formed on a surface thereof; and a liquid crystal layer disposed between the color filter and the driving side substrate. There,
The insulating layer formed in the pattern is disposed at a position where a target electric field is generated corresponding to the pattern of the opening of the electrode layer of the liquid crystal driving side substrate,
The shape of the insulating layer does not affect the orientation of the liquid crystal,
The width of the insulating layer is rather narrow than the width of the electrode layer,
The thickness of the insulating layer is in the range of 0.2 μm to 0.5 μm, and the aspect ratio of the film thickness / line width is in the range of 0.001 to 0.100 . Vertical alignment liquid crystal display device.
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