JP5228991B2 - Color filter and liquid crystal display device including the same - Google Patents
Color filter and liquid crystal display device including the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5228991B2 JP5228991B2 JP2009043711A JP2009043711A JP5228991B2 JP 5228991 B2 JP5228991 B2 JP 5228991B2 JP 2009043711 A JP2009043711 A JP 2009043711A JP 2009043711 A JP2009043711 A JP 2009043711A JP 5228991 B2 JP5228991 B2 JP 5228991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- color filter
- liquid crystal
- green
- colored layer
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
本発明は、カラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関し、特に、着色層上の画素電極にスリットを有するカラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a color filter and a liquid crystal display device including the color filter, and more particularly to a color filter having a slit in a pixel electrode on a colored layer and a liquid crystal display device including the color filter.
カラー液晶表示装置は、コンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な部品である。近年、この液晶表示装置は高画質化の要求が高く、高視野角、高速応答性を備える様々な新しい方式の液晶表示装置が出現してきている。図1は一画素内での液晶分子の配向方向が複数の方向になるように制御した、視野角の広い、配向分割垂直配向方式の液晶表示装置(MVA(Multi−domain Vertical Alignment)−LCD)の一例の断面を模式的に示した説明図である。 Color liquid crystal display devices are rapidly spreading mainly in computer terminal display devices and television image display devices. The color filter is an indispensable important component for color display of a liquid crystal display device. In recent years, this liquid crystal display device has a high demand for higher image quality, and various new types of liquid crystal display devices having a high viewing angle and high-speed response have appeared. FIG. 1 shows an alignment division vertical alignment type liquid crystal display device (MVA (Multi-domain Vertical Alignment) -LCD) which is controlled so that the alignment directions of liquid crystal molecules in one pixel are a plurality of directions. It is explanatory drawing which showed typically the cross section of an example.
図1に示すように、このMVA方式の液晶表示装置は、液晶分子(30)を介して、ガラス基板(11)上に着色層(12)、スリットを有する画素電極(13)が設けられたカラーフィルタ(10)と、ガラス基板(21)上にTFT素子(図示せず)、画素電極(22)、突起(23a、23b)が設けられた対向基板(20)とを配置した構造である。突起(23a、23b)及びスリット(14)は、一画素内で互い違いの位置に設けられている。これら突起及びスリットは、液晶分子の配向を制御する機能を有している。電圧印加の状態では、突起(23a)〜スリット(14)間の液晶分子は、図1中左斜めに傾斜し、スリット(14)〜突起(23b)間の液晶分子は、図1中右斜めに傾斜する。この液晶表示装置は、ラビング処理に代わり突起及びスリットを設けることによって液晶分子の配向を制御する。 As shown in FIG. 1, in this MVA liquid crystal display device, a colored layer (12) and a pixel electrode (13) having a slit are provided on a glass substrate (11) through liquid crystal molecules (30). In this structure, a color filter (10) and a counter substrate (20) provided with TFT elements (not shown), pixel electrodes (22), and protrusions (23a, 23b) are arranged on a glass substrate (21). . The protrusions (23a, 23b) and the slits (14) are provided at alternate positions within one pixel. These protrusions and slits have a function of controlling the alignment of liquid crystal molecules. In the state of voltage application, the liquid crystal molecules between the protrusion (23a) and the slit (14) are inclined to the left in FIG. 1, and the liquid crystal molecules between the slit (14) and the protrusion (23b) are inclined to the right in FIG. Inclined to. This liquid crystal display device controls the alignment of liquid crystal molecules by providing protrusions and slits instead of rubbing treatment.
画素電極のスリット(14)のエッジは、エッジ近傍に発生する電界の歪みが配向に影響を与え、配向制御用の突起(23a、23b)と同様に配向を制御する効果がある。突起に代えスリットを用いると、液晶分子を傾斜配向させる突起がないことにより、この部分からの光漏れが減少しコントラストが向上する。画素電極は、ITO(酸化インジュウム・スズ)、酸化亜鉛、酸化スズなどからなる透明導電膜であり、このスリットは、フォトエッチングによって形成される。ところが、上記構造のカラーフィルタでは、画素を構成する着色層上にスリットがあるので、液晶分子が着色層の材料の電気的な特性の影響を直接受けてしまうという問題がある。 The edge of the slit (14) of the pixel electrode has an effect of controlling the alignment in the same manner as the alignment control protrusions (23a, 23b) because the distortion of the electric field generated in the vicinity of the edge affects the alignment. When slits are used instead of the projections, there is no projection for tilting the liquid crystal molecules, so that light leakage from this portion is reduced and the contrast is improved. The pixel electrode is a transparent conductive film made of ITO (indium tin oxide), zinc oxide, tin oxide or the like, and the slit is formed by photoetching. However, the color filter having the above structure has a problem that the liquid crystal molecules are directly affected by the electrical characteristics of the material of the colored layer because there is a slit on the colored layer constituting the pixel.
実際、従来の着色層材料を使用した場合、MVA方式の液晶表示装置では着色層材料の電気的特性に起因する液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれによる画像の焼き付き現象(表示画面に画像が長時間固定される現象)など、様々な表示不良が起こっていた。そのため、従来の着色層材料によるカラーフィルタをMVA方式の液晶表示装置に用いる場合は、例えば特許文献1で横電界(IPS:In−Plane Switching)方式に適応するカラーフィルタとして開示されている技術と同様にして、着色層上に透明樹脂による保護層(オーバーコート層)を設け、液晶挟持面と着色層が直接触れ合わないようにすることが一般的である。 In fact, when a conventional colored layer material is used, in an MVA type liquid crystal display device, an image burn-in phenomenon (an image on a display screen for a long time) due to poor liquid crystal alignment due to the electrical characteristics of the colored layer material and a switching threshold shift. Various display defects such as fixed phenomenon) occurred. Therefore, when a conventional color filter made of a colored layer material is used for an MVA liquid crystal display device, for example, Patent Document 1 discloses a technique disclosed as a color filter adapted to a lateral electric field (IPS: In-Plane Switching) method. Similarly, it is common to provide a protective layer (overcoat layer) of a transparent resin on the colored layer so that the liquid crystal sandwich surface and the colored layer do not directly touch each other.
しかしながら、近年の液晶表示装置の低価格化は著しく、その部材であるカラーフィルタも低価格化の必要に迫られている。前述したように透明樹脂によるオーバーコート層を設けることで従来の着色層材料でもMVA方式の液晶表示装置に用いることは可能であるが、十分な性能を確保するためにはオーバーコート層は場合によっては2μm以上といった厚さを設ける必要があり、均一に塗布することが難しいという問題が生じ、低価格化を
妨げる一つの要因となっている。
However, the price of liquid crystal display devices in recent years has been remarkably reduced, and the color filter that is a member of the liquid crystal display device has been urged to reduce the price. As described above, by providing an overcoat layer made of a transparent resin, even a conventional colored layer material can be used for an MVA liquid crystal display device. However, in order to ensure sufficient performance, the overcoat layer may be used in some cases. Needs to be provided with a thickness of 2 μm or more, which causes a problem that it is difficult to apply uniformly, which is one factor that hinders cost reduction.
また、特許文献2には、MVA方式の液晶表示装置用のカラーフィルタとして、感光性材料に芳香環を含む構造の樹脂を用いると誘電正接の低減に効果があり、表示焼き付きなどの発生しない技術が開示されている。このように、従来から、着色層材料、オーバーコート層材料ともにMVA方式の液晶表示装置にも適合するように改良がなされてきているが、オーバーコート層を設けることなくMVA方式の液晶表示装置に用いることのできるカラーフィルタが望まれている。
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、MVA方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、画素電極にスリットが設けられていても、カラーフィルタを構成する着色層の電気的な性質が液晶配向不良や、スイッチングの閾値ずれに悪影響を与えることがなく、従って、透明樹脂による保護層(オーバーコート層)を設けることがなくても十分な性能を確保できるカラーフィルタおよびそれを具備した液晶表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a color filter used in an MVA liquid crystal display device, a color layer constituting the color filter is formed even if a slit is provided in a pixel electrode. A color filter whose electrical properties do not adversely affect liquid crystal alignment failure and switching threshold shift, and thus can ensure sufficient performance without providing a protective layer (overcoat layer) made of a transparent resin. It is an object to provide a liquid crystal display device including the same.
本発明の請求項1に係る発明は、透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接(tanδ)が周波数10Hz〜100Hzの範囲で0.025以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が1.0μmから3.0μmであり、緑色画素の膜厚1.5μmでの色度yが0.57以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、少なくとも透明樹脂として、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる、質量平均分子量が30000以下で、固形分酸価が10〜150mgKOH/g、スチレン含有量が75mol%以上95mol%未満である重合組成物と、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含むことを特徴とするカラーフィルタである。なお、前記したハロゲン化銅フタロシアニン顔料は、緑色のカラーフィルタ用顔料として代表的なものであり、その分光透過スペクトル特性や耐光性に優れているものである。
The invention according to claim 1 of the present invention is the color filter comprising a pixel electrode having at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel on a transparent substrate, and having a slit provided on each pixel. The dielectric loss tangent (tan δ) of the colored layer constituting the pixel is 0.025 or less in the frequency range of 10 Hz to 100 Hz, the thickness of the colored layer of the green pixel is 1.0 μm to 3.0 μm, and the film of the green pixel Mass obtained by reacting styrene and an unsaturated carboxylic acid-containing monomer as a transparent resin at least in a green coloring composition of a green pixel and having a chromaticity y of 0.57 or more at a thickness of 1.5 μm an average molecular weight of 30,000 or less, and polymer composition is less than the solid
また、本発明の請求項2に係る発明は、各画素上の画素電極にスリットをフォトエッチングによって設ける際に、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成と同時に形成された、着色層からなる色積層フォトスペーサー上の画素電極部分が、前記フォトエッチングによって同時に除去されていることを特徴とする請求項1に記載するカラーフィルタである。
The invention according to
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記各画素の着色層の比誘電率が、周波数10Hz〜100Hzの範囲で5.0以下であることを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載するカラーフィルタである。
The invention according to
また、本発明の請求項4に係る発明は、前記各画素の着色層上に、保護層を介さずに、スリットが設けられた画素電極が設けられ、スリットより着色層を液晶挟持面に露出させていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラーフィルタである。
In the invention according to
また、本発明の請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載するカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising the color filter according to any one of the first to fourth aspects.
本発明のカラーフィルタは、誘電正接が周波数10Hz〜100Hzの範囲で0.025以下である着色層を形成した、着色層上の画素電極にスリットを有するカラーフィルタであるので、MVA方式の液晶表示装置に用いた際に、カラーフィルタの着色層の電気的な性質が液晶のスイッチング性能に悪影響を与えることがなく、透明樹脂による保護層(オーバーコート層)を設けなくても、液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれのない、すなわち、表示性能に悪影響を与えない、十分な信頼性を確保できるカラーフィルタとなる。 Since the color filter of the present invention is a color filter in which a color layer having a dielectric loss tangent of 0.025 or less in a frequency range of 10 Hz to 100 Hz and having a slit in a pixel electrode on the color layer, an MVA liquid crystal display When used in the device, the electrical properties of the colored layer of the color filter do not adversely affect the switching performance of the liquid crystal, and even without providing a protective layer (overcoat layer) with a transparent resin, The color filter has no switching threshold shift, that is, does not adversely affect the display performance and can ensure sufficient reliability.
以下に、本発明のカラーフィルタを、その一実施形態に基づいて詳細に説明する。 Below, the color filter of this invention is demonstrated in detail based on the one Embodiment.
本発明者らは、カラーフィルタの電気的な性質とMVA方式の液晶表示装置における表示不良との関係について種々検討した結果、MVA方式の液晶表示装置の液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれは、主として着色層の誘電特性により起こっていることを見出した。具体的には誘電正接の値により説明が可能である。おおむね以下のようなメカニズムによる。誘電正接(tanδ)は誘電体内に蓄積される電荷量と消費される電荷量との比である。誘電正接が比較的小さい場合は誘電体内に蓄積された電荷は保持されるのに対し、比較的大きい場合では電荷は消費されて保持されない。 As a result of various studies on the relationship between the electrical properties of the color filter and the display failure in the MVA liquid crystal display device, the present inventors mainly found that the liquid crystal alignment failure and the switching threshold shift of the MVA liquid crystal display device are mainly. We have found that this is caused by the dielectric properties of the colored layer. Specifically, it can be explained by the value of dielectric loss tangent. It is based on the following mechanism. The dielectric loss tangent (tan δ) is the ratio between the amount of charge accumulated in the dielectric and the amount of charge consumed. When the dielectric loss tangent is relatively small, the charge accumulated in the dielectric is retained, whereas when the dielectric loss is relatively large, the charge is consumed and not retained.
前記したが、図1にMVA方式液晶表示装置の一例の断面を模式図で示す。MVA方式の液晶表示装置においてはカラーフィルタ(10)を構成する着色層(12)が内側を向くように配置され、液晶駆動電界中に内在するため、MVA方式の液晶表示装置においては、カラーフィルタの着色層の誘電正接と、他のセル内の部材(液晶、配向膜など)の誘
電正接との値が大きく異なると、液晶分子の電荷の保持状態が不均一になる現象が発生する。
As described above, FIG. 1 schematically shows a cross section of an example of the MVA liquid crystal display device. In the MVA type liquid crystal display device, the colored layer (12) constituting the color filter (10) is disposed so as to face inward and is inherent in the liquid crystal driving electric field. If the value of the dielectric loss tangent of the colored layer differs greatly from the dielectric loss tangent of a member (liquid crystal, alignment film, etc.) in another cell, a phenomenon occurs in which the charge retention state of the liquid crystal molecules becomes non-uniform.
電荷の保持状態が不均一になることで、液晶配向不良が発生、あるいはスイッチングの閾値ずれにより焼き付きが発生するといった表示不良となる。したがって、カラーフィルタを構成する着色層の誘電正接はMVA方式の液晶表示装置の表示特性を決める重要な特性となる。誘電正接は測定周波数に依存する値であるが、液晶駆動の1フレームが60Hz程度であることから、周期(秒)すなわち周波数で30Hz近辺、おおむね10〜100Hzの周波数での誘電正接に着目するのが適当である。 Due to the non-uniform state of charge retention, a liquid crystal alignment defect occurs, or a display defect such as image sticking occurs due to a switching threshold shift. Therefore, the dielectric loss tangent of the colored layer constituting the color filter is an important characteristic that determines the display characteristics of the MVA liquid crystal display device. The dielectric loss tangent is a value depending on the measurement frequency, but since one frame for driving the liquid crystal is about 60 Hz, attention is paid to the dielectric loss tangent at a period (second), that is, a frequency around 30 Hz, and a frequency of about 10 to 100 Hz. Is appropriate.
ここで従来のカラーフィルタに用いられている数種類の着色層の誘電正接の測定結果を図2、図3、図4に示す。従来のカラーフィルタを構成する各色の着色層の誘電正接は10Hz〜100Hzの範囲で、着色層の種類により0.006〜0.25程度の値を示す。図3に示すように、特に緑の着色層において誘電正接が大きいものが多く、実際に、少なくとも緑の着色層においては液晶挟持面との境界にオーバーコート層を設けないと液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれなどが顕著に発生し易かった。 Here, the measurement results of the dielectric loss tangent of several kinds of colored layers used in the conventional color filter are shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. The dielectric loss tangent of the colored layer of each color constituting the conventional color filter is in the range of 10 Hz to 100 Hz, and shows a value of about 0.006 to 0.25 depending on the type of the colored layer. As shown in FIG. 3, in particular, the green colored layer has a large dielectric loss tangent, and in fact, at least in the green colored layer, if the overcoat layer is not provided at the boundary with the liquid crystal sandwiching surface, the liquid crystal alignment failure and switching It was easy for the threshold deviation of the above to occur remarkably.
本発明者らは、液晶表示装置、特に、画素電極にスリットを有するMVA方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、着色層と液晶挟持面との境界にオーバーコート層を設けなくても、液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれなどを解消し表示品位を向上させることのできるカラーフィルタを提供するために、この特徴的な誘電特性の改善について種々検討を行った。 In the color filter used in a liquid crystal display device, in particular, an MVA liquid crystal display device having a slit in a pixel electrode, even if an overcoat layer is not provided at the boundary between the colored layer and the liquid crystal sandwiching surface, In order to provide a color filter that can improve the display quality by eliminating liquid crystal alignment defects and switching threshold shifts, various studies have been made on improving this characteristic dielectric property.
一般に液晶、配向膜などは電荷を保持する能力が大きい、すなわち誘電正接が比較的小さい材料を用いて形成されており、その値は一般的に0.005〜0.02程度の値である。したがって、MVA方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタが備えている着色層の誘電正接の値は液晶、配向膜と同程度の値であることが好ましいと考えられる。 In general, a liquid crystal, an alignment film, or the like is formed using a material having a large ability to hold charges, that is, a dielectric tangent is relatively small, and its value is generally about 0.005 to 0.02. Therefore, it is considered that the value of the dielectric loss tangent of the colored layer provided in the color filter used in the MVA liquid crystal display device is preferably the same value as that of the liquid crystal and the alignment film.
すなわち、多色化された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタに設けられた画素を構成する着色層の誘電正接が10Hz〜100Hzの範囲で0.025程度以下、さらに好ましくは0.015以下とすることで、画素上にオーバーコート層を設けることなく画素配向不良、閾値ずれなどの表示品位の低下を効果的に防げることを見出した。着色層の誘電正接は低いほど好ましいが、着色層の材料の特性上現時点では0.005〜0.006程度が下限となる。 That is, in the multicolored color filter for liquid crystal display devices, the dielectric loss tangent of the colored layer constituting the pixel provided in the color filter is about 0.025 or less, more preferably 0.015 or less in the range of 10 Hz to 100 Hz. Thus, it has been found that deterioration in display quality such as pixel orientation failure and threshold deviation can be effectively prevented without providing an overcoat layer on the pixel. The lower the dielectric loss tangent of the colored layer is, the more preferable, but the lower limit is about 0.005 to 0.006 at present due to the characteristics of the material of the colored layer.
また、種々検討を行った結果、本発明のカラーフィルタにおいては、着色層の比誘電率を周波数10Hz〜100Hzの範囲で5.0以下とすることが好ましいことを見出した。比誘電率は誘電体内に蓄積される電荷量の指標であり、着色層において著しく値が大きいとセル内の部材(液晶、配向膜など)との間に蓄積される電荷量のバランスが大きく崩れ、スイッチングの閾値ずれで焼き付きが発生するといった表示不良となる。したがって、カラーフィルタの着色層の比誘電率は10Hz〜100Hzの周波数で5.0以下、さらに好ましくは4.5以下であることが必要である。比誘電率は低いほうが好ましいが、材料の特性上現時点では3.0程度が下限となる。 As a result of various studies, it has been found that in the color filter of the present invention, it is preferable that the relative dielectric constant of the colored layer is 5.0 or less in the frequency range of 10 Hz to 100 Hz. The relative dielectric constant is an index of the amount of charge accumulated in the dielectric body. If the value is significantly large in the colored layer, the balance of the amount of charge accumulated between the members in the cell (liquid crystal, alignment film, etc.) is greatly disrupted. Thus, display failure such as burn-in occurs due to a deviation of the switching threshold. Therefore, the relative dielectric constant of the colored layer of the color filter needs to be 5.0 or less, more preferably 4.5 or less at a frequency of 10 Hz to 100 Hz. A lower relative dielectric constant is preferable, but about 3.0 is the lower limit at the present time due to material characteristics.
従来、これらの特性を実現する方法としては、例えば、特許文献1または2において、誘電正接の高い成分である顔料の濃度を一定以下とする、顔料の純度を向上させ、顔料自体の誘電正接を小さくすることが報告されている。
Conventionally, as a method for realizing these characteristics, for example, in
しかし、これらの方法では、顔料の選択の自由度が制限されるため、様々な色特性の要求に対応することは労力的、時間的、あるいはコスト的に困難となる場合がある。そこで
、本発明者らは、鋭意検討の結果、ある樹脂を含有する着色樹脂組成物を用いて着色層を形成することにより、着色層の誘電正接を0.025以下に抑えることが容易に可能となることを見出した。これにより、顔料の選択の幅が広くなるため、様々な要求仕様に対応した色特性をもつカラーフィルタを容易に提供することが可能となり、開発のスピードアップ、開発費や材料費のコストダウンにもつながる。
However, since these methods limit the degree of freedom in selecting a pigment, it may be difficult in terms of labor, time, and cost to meet various color characteristic requirements. Accordingly, as a result of intensive studies, the present inventors can easily suppress the dielectric loss tangent of the colored layer to 0.025 or less by forming the colored layer using a colored resin composition containing a certain resin. I found out that This broadens the range of pigment selections, making it easy to provide color filters with color characteristics that meet various required specifications, thereby speeding up development and reducing development and material costs. Is also connected.
図6は、本発明の請求項3に係わるカラーフィルタの一例の断面図である。図6に示すカラーフィルタはMVA方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタであるが、色積層フォトスペーサーが設けられている。この色積層フォトスペーサー(3C−PS)は、緑色ドットパターン(16G)、赤色ドットパターン(16R)、青色ドットパターン(16B)の少なくとも1色のパターンで構成されている。これら各色ドットパターンは、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成に用いた着色層の材料と同一の材料を用い、この3色の着色画素の形成と同時に形成されたものである。積層は1色〜3色で行い、積層数はフォトスペーサーの仕様に応じて適宜選択してよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of a color filter according to
色積層フォトスペーサーが形成された透明基板(11)上の全面に画素電極(13)が設けられた後に、フォトエッチングによってスリット(14)が形成されるが、色積層フォトスペーサー(3C−PS)上の点線で示す部分は、スリット(14)の形成と同時にフォトエッチングによって除去された画素電極(13)の部分である。このように、3色積層フォトスペーサー(3C−PS)上の画素電極(13)の部分が除去され、ドットパターン、例えば、青色ドットパターン(16B)が露出する。着色層の材料からなるドットパターンは絶縁性を有する。そのため、図7に示す従来のカラーフィルタの絶縁ドットパターン(17)は不要となる。 After the pixel electrode (13) is provided on the entire surface of the transparent substrate (11) on which the color laminated photospacer is formed, a slit (14) is formed by photoetching. The color laminated photospacer (3C-PS) The portion indicated by the upper dotted line is the portion of the pixel electrode (13) removed by photoetching simultaneously with the formation of the slit (14). In this manner, the pixel electrode (13) portion on the three-color laminated photospacer (3C-PS) is removed, and a dot pattern, for example, a blue dot pattern (16B) is exposed. The dot pattern made of the coloring layer material has an insulating property. Therefore, the insulating dot pattern (17) of the conventional color filter shown in FIG. 7 becomes unnecessary.
図7は、従来における、色積層フォトスペーサー(3C−PS)が設けられたカラーフィルタの一例の断面図である。画素電極(13)はカラーフィルタ上に一括して設けられるため、図7に示すように、色積層フォトスペーサー(3C−PS)上には、画素電極(13)が設けられており、また、画素電極(13)を介して絶縁ドットパターン(17)が設けられている。この絶縁ドットパターン(17)は、対向基板との電気的ショートを防止するためのもので、絶縁性である。本発明の請求項3に係わるカラーフィルタによれば、このような絶縁ドットパターン(17)は不要となり、廉価なカラーフィルタが得られる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of a conventional color filter provided with a color laminated photospacer (3C-PS). Since the pixel electrode (13) is collectively provided on the color filter, as shown in FIG. 7, the pixel electrode (13) is provided on the color laminated photospacer (3C-PS). An insulating dot pattern (17) is provided via the pixel electrode (13). This insulating dot pattern (17) is for preventing an electrical short circuit with the counter substrate and is insulative. According to the color filter according to
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。本発明のカラーフィルタは少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えており、当該複数色の画素は少なくとも着色層から構成されている。複数色には赤、緑、青(RGB)の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン(YMC)の組み合わせが挙げられるが、本発明のカラーフィルタは緑着色層を有するカラーフィルタ(すなわちRGB系)に対して特に好ましく適用できる。 Hereinafter, a method for obtaining the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention includes pixels of a plurality of colors on at least a transparent substrate, and the pixels of the plurality of colors are composed of at least a colored layer. Multiple colors include combinations of red, green, blue (RGB) and yellow, magenta, cyan (YMC). The color filter of the present invention is different from a color filter having a green colored layer (ie, RGB system). It can be applied particularly preferably.
本発明のカラーフィルタは画素の形成面を液晶挟持面側に向けて、液晶表示装置に組み込まれて使用される。必要に応じて画素上には配向膜が形成される。本発明のカラーフィルタは、着色層の電気特性の影響を液晶駆動電界中に及ぼさないために着色層を覆うオーバーコート層を設ける必要がないため歩留まりがよく、コストダウンにつながる。また液晶と画素との距離がより近くなるため、視野角が向上し、高精細な液晶表示装置を提供することができる。 The color filter of the present invention is used by being incorporated in a liquid crystal display device with the pixel formation surface facing the liquid crystal sandwiching surface. An alignment film is formed on the pixels as necessary. Since the color filter of the present invention does not affect the electric characteristics of the colored layer in the liquid crystal driving electric field, it is not necessary to provide an overcoat layer covering the colored layer, so that the yield is good and the cost is reduced. In addition, since the distance between the liquid crystal and the pixel becomes closer, the viewing angle is improved and a high-definition liquid crystal display device can be provided.
このように、本発明のカラーフィルタは、着色層の電気特性を補うためにオーバーコート層を設ける必要はないが、カラーフィルタ平坦化等の目的で樹脂による層を設けることができる。この場合、従来のオーバーコート層のような厚みは必要ではない。 As described above, in the color filter of the present invention, it is not necessary to provide an overcoat layer in order to supplement the electrical characteristics of the colored layer, but a resin layer can be provided for the purpose of flattening the color filter. In this case, the thickness as in the conventional overcoat layer is not necessary.
本発明のカラーフィルタに用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは80%以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、PETなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。 The transparent substrate used in the color filter of the present invention preferably has a certain degree of transmittance with respect to visible light, and more preferably has a transmittance of 80% or more. Generally, it may be one used in a liquid crystal display device, and examples thereof include a plastic substrate such as PET and glass, but a glass substrate is usually used. In the case of using a light shielding pattern, it is only necessary to use a metal thin film such as chrome or a pattern made of a light shielding resin previously attached to the transparent substrate by a known method.
透明基板上への着色層の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィ法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色樹脂組成物を透明基板上に塗布膜を形成し、塗布膜にパターン露光、現像することで一色の着色層を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトリソグラフィ法が好ましい。 The colored layer on the transparent substrate may be produced by any known method such as an inkjet method, a printing method, a photolithography method, or an etching method. However, considering high definition, controllability and reproducibility of spectral characteristics, etc., a colored resin composition in which a pigment is dispersed in a transparent resin together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in a suitable solvent is formed on a transparent substrate. A photolithography method is preferred in which a color filter is produced by repeatedly forming a coating film on the coating film and pattern-exposing and developing the coating film to form a colored layer of one color for each color.
本発明のカラーフィルタが備える画素を構成する着色層は、着色樹脂組成物を調製してフォトリソグラフィ法により形成する場合は例えば以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、3本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。 When the colored layer constituting the pixel included in the color filter of the present invention is prepared by photolithography by preparing a colored resin composition, for example, the following method is used. A pigment serving as a colorant is dispersed in a suitable solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in a transparent resin. There are various methods such as mill base, three rolls, jet mill and the like, and there are no particular limitations.
本発明の着色樹脂組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。 Specific examples of organic pigments that can be used in the colored resin composition of the present invention are indicated by color index numbers.
赤色フィルタセグメント(着色層)を形成するための赤色着色樹脂組成物には、例えばC.I. Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、279等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色樹脂組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
Examples of the red colored resin composition for forming the red filter segment (colored layer) include C.I. I.
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、20、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、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、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、185、187、188、193、194、199、213、214等が挙げられる。
Examples of yellow pigments include C.I. I.
橙色顔料としてはC.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。 Examples of orange pigments include C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73 and the like.
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色樹脂組成物には、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る。緑色着色樹脂組成物には赤色着色樹脂組成物と同様の黄色顔料を併用することが
できる。
Examples of the green colored resin composition for forming the green filter segment include C.I. I. Green pigments such as
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色樹脂組成物には、例えばC.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等の青色顔料、好ましくはC.I. Pigment Blue 15:6を用いることができる。
Examples of the blue colored resin composition for forming the blue filter segment include C.I. I.
また、青色着色樹脂組成物には、C.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料、好ましくはC.I. Pigment Violet 23を併用することができる。
The blue colored resin composition includes C.I. I.
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。 In combination with the organic pigment, an inorganic pigment may be used in combination in order to ensure good coatability, sensitivity, developability and the like while balancing saturation and lightness. Examples of inorganic pigments include yellow lead, zinc yellow, red pepper, cadmium red, ultramarine, bitumen, chromium oxide green, cobalt green, and other metal oxide powders, metal sulfide powders, and metal powders. Furthermore, for color matching, a dye can be contained within a range that does not lower the heat resistance.
本発明に係る着色樹脂組成物に用いることのできる透明樹脂として、スチレンと、不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる重合組成物を含む感光性組成物が優れた性能を示すことを見出した。即ち、そのような感光性組成物は、所望の現像性を付与されており、長期保存安定性、現像速度に優れ、さらに、光照射及び/または焼成によって硬化した後の塗膜は、耐熱性、基板との密着性、硬度、耐溶剤性、耐アルカリ性に優れており、上述した従来の技術の課題を解決し得るものである。 As a transparent resin that can be used in the colored resin composition according to the present invention, it has been found that a photosensitive composition including a polymerization composition obtained by reacting styrene with an unsaturated carboxylic acid-containing monomer exhibits excellent performance. It was. That is, such a photosensitive composition is imparted with desired developability, is excellent in long-term storage stability and development speed, and further, the coating film after being cured by light irradiation and / or baking is heat resistant. It is excellent in adhesion to the substrate, hardness, solvent resistance, and alkali resistance, and can solve the problems of the conventional techniques described above.
上記した本発明に係る重合組成物は、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなり、30000以下の質量平均分子量、10〜150mgKOH/gの固形分酸価を有する。このような重合組成物は、スチレンのエチレン性不飽和基と、不飽和カルボン酸含有モノマーのエチレン性不飽和基とを有機溶剤中でラジカル共重合させ、反応させることで、質量平均分子量が30000以下、固形分酸価が10〜150mgKOH/gである重合組成物を得ることができる。 The above-described polymerization composition according to the present invention is obtained by reacting styrene and an unsaturated carboxylic acid-containing monomer, and has a mass average molecular weight of 30000 or less and a solid content acid value of 10 to 150 mgKOH / g. Such a polymerization composition has a mass average molecular weight of 30000 by radical copolymerizing and reacting an ethylenically unsaturated group of styrene and an ethylenically unsaturated group of an unsaturated carboxylic acid-containing monomer in an organic solvent. Hereinafter, a polymerization composition having a solid content acid value of 10 to 150 mgKOH / g can be obtained.
このように質量平均分子量が30000以下もしくは固形分酸価が10〜150mgKOH/gに制御された重合組成物を配合して感光性樹脂組成物を調製すると、従来の質量平均分子量が30000以上、もしくは固形分酸価が10〜150mgKOH/g以外のスチレン含有重合組成物を含む感光性樹脂組成物を用いた場合の不具合、すなわち感光性樹脂組成物のアルカリ現像性が悪化し、現像速度が適度に調整できず、現像時間が長くなることや、逆に現像速度が速すぎて塗膜が基板から剥がれやすくなるといった弊害を生じさせることなく、スチレン含有重合組成物の効果を十分に発揮させることが可能となる。 Thus, when a photosensitive resin composition is prepared by blending a polymerization composition having a mass average molecular weight of 30000 or less or a solid content acid value of 10 to 150 mgKOH / g, a conventional mass average molecular weight of 30000 or more, or Problems when a photosensitive resin composition containing a styrene-containing polymerization composition with a solid content acid value other than 10 to 150 mgKOH / g is used, that is, the alkali developability of the photosensitive resin composition is deteriorated, and the development speed is moderate. The effect of the styrene-containing polymerization composition can be sufficiently exhibited without causing adverse effects such that the development time cannot be adjusted and the development time becomes long, or the development speed is too high and the coating film is easily peeled off from the substrate. It becomes possible.
また本発明の重合組成物は、さらに、75mol%以上95mol%未満のスチレン含有量を有する。このように75mol%以上95mol%未満のスチレン含有量を有する重合組成物を配合して感光性樹脂組成物を調製すると、スチレン樹脂が有する低tanδ化の性質を発現することが可能となり、アルカリ現像型感光性のカラーフィルタで生じていた不具合、すなわち顔料や分散剤、及び他のバインダー樹脂の影響によって生じていた高い誘電正接を打ち消し、低減させることが可能となる。これにより、本来所望された誘電正接の閾値を満たすことができ表示特性良好な液晶表示装置を提供可能となる。スチレン含有量が75mol%未満の場合には、着色樹脂組成物の持つ誘電正接を十分打ち消すことが出来ず、低tanδ化の効果を発揮することが不可能となる。スチレン含有量が95mol%を超えた場合には、感光性樹脂組成物中の他の成分との相溶性が悪くなり、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなることや、該スチレン含有樹脂組成物中のアルカリ可溶
性基の含有量が少なくなり現像性が悪化する不具合を生じてしまう。
Moreover, the polymerization composition of the present invention further has a styrene content of 75 mol% or more and less than 95 mol%. When a photosensitive resin composition is prepared by blending a polymer composition having a styrene content of 75 mol% or more and less than 95 mol% as described above, it becomes possible to express the property of reducing tan δ possessed by a styrene resin. It is possible to cancel and reduce the problems that have occurred in the type-sensitive color filter, that is, the high dielectric loss tangent that has been caused by the influence of pigments, dispersants, and other binder resins. This makes it possible to provide a liquid crystal display device that can satisfy the originally desired dielectric loss tangent threshold value and has good display characteristics. When the styrene content is less than 75 mol%, the dielectric loss tangent of the colored resin composition cannot be sufficiently canceled, and the effect of reducing tan δ cannot be exhibited. When the styrene content exceeds 95 mol%, the compatibility with other components in the photosensitive resin composition is deteriorated, the storage stability of the photosensitive resin composition is deteriorated, and the styrene-containing resin is deteriorated. The content of alkali-soluble groups in the composition is reduced, resulting in a problem that developability deteriorates.
上記した、本発明の一実施形態に係る不飽和カルボン酸含有モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、モノアルキルマレイン酸、フマル酸、モノアルキルフマル酸、イタコン酸、モノアルキルイタコン酸、クロトン酸等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。 Examples of the unsaturated carboxylic acid-containing monomer according to one embodiment of the present invention described above include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, monoalkylmaleic acid, fumaric acid, monoalkylfumaric acid, itaconic acid, and monoalkylitaconic acid. And crotonic acid. Of these, acrylic acid and methacrylic acid are preferably used.
また、本発明に用いるアクリル系樹脂として、以下のものが例示できる。アクリル系樹脂の材料は、例えば(メタ)アクリル酸や、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレートペンジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等のエーテル基含有(メタ)アクリレート及びシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート等を単量体として使用した重合体があげられる。 Moreover, the following can be illustrated as acrylic resin used for this invention. Examples of acrylic resin materials include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and t-butyl (meth) acrylate penzyl (meth) ), Alkyl (meth) acrylates such as lauryl (meth) acrylate, hydroxyl-containing (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate Ether group-containing (meth) acrylates such as cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, and other alicyclic (meth) acrylates are used as monomers Polymer, and the like.
なお、これらの単量体は、単独で、または、2種以上を併用して使用することができる。さらに、これらアクリレートと共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物を共重合させることができる。 In addition, these monomers can be used individually or in combination of 2 or more types. Furthermore, compounds such as styrene, cyclohexylmaleimide, and phenylmaleimide that can be copolymerized with these acrylates can be copolymerized.
また、例えば(メタ)アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた樹脂とグリシジルメタクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を含有する化合物を反応させることや、グリシジルメタクリレート等のエポキシ、含有(メタ)アクリレートの単重合またはそれらとその他の(メタ)アクリレートの共重合の樹脂に(メタ)アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を得ることができる。 In addition, for example, copolymerizing a carboxylic acid having an ethylenically unsaturated group such as (meth) acrylic acid, and reacting the resulting resin with an epoxy group such as glycidyl methacrylate and a compound containing an unsaturated double bond, By adding a carboxylic acid-containing compound such as (meth) acrylic acid to a resin obtained by homopolymerization of an epoxy such as glycidyl methacrylate, or a copolymer of (meth) acrylate or other (meth) acrylate with them. The resin which has it can be obtained.
さらに、例えばヒドロキシエチルメタアクリレート等をモノマーとする水酸基を有する樹脂にメタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ、感光性を有する樹脂を得ることができる。 Furthermore, a resin having photosensitivity can be obtained by reacting, for example, a hydroxyl group-containing resin having hydroxyethyl methacrylate or the like as a monomer with an isocyanate group such as methacryloyloxyethyl isocyanate and a compound having an ethylenically unsaturated group.
また、上述したように、ヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合により調製され、かつ複数の水酸基を有する樹脂にさらに多塩基酸無水物を反応させて、樹脂にカルボキシル基を導入し、カルボキシル基を有する樹脂とすることができるが、その製造方法は上記記載の方法のみに限るものではない。 In addition, as described above, a resin having a carboxyl group, which is prepared by copolymerization of hydroxyethyl methacrylate and the like, and a polybasic acid anhydride is further reacted with a resin having a plurality of hydroxyl groups to introduce a carboxyl group into the resin. However, the manufacturing method is not limited to the method described above.
上記の反応に用いる酸無水物の例として、例えばマロン酸無水物、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、及びトリメリト酸無水物等が挙げられる。 Examples of acid anhydrides used in the above reaction include, for example, malonic acid anhydride, succinic acid anhydride, maleic acid anhydride, itaconic acid anhydride, phthalic acid anhydride, tetrahydrophthalic acid anhydride, hexahydrophthalic acid anhydride , Methyltetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride and the like.
上述したアクリル系樹脂の固形分酸価は、20〜180mgKOH/gであることが好ましい。酸価が20mgKOH/gより小さい場合には、感光性樹脂組成物の現像速度が遅すぎて現像に要する時間が多くなり、生産性に劣る結果となる。また酸価が180mgKOH/gより大きい場合には、逆に現像速度が速すぎて、現像後でのパターンハガレやパターン欠けの不具合が生じる。 It is preferable that the solid content acid value of the acrylic resin described above is 20 to 180 mgKOH / g. When the acid value is less than 20 mgKOH / g, the development speed of the photosensitive resin composition is too slow, and the time required for development increases, resulting in poor productivity. On the other hand, when the acid value is larger than 180 mgKOH / g, the development speed is too high, and pattern peeling or pattern defect after development occurs.
さらに、前記アクリル系樹脂が感光性を有する場合、該アクリル樹脂の二重結合当量は
100〜2000であることが好ましく、さらに好ましくは100〜1000である。二重結合当量が2000を越える場合には十分な光硬化性が得られない。
Furthermore, when the acrylic resin has photosensitivity, the double bond equivalent of the acrylic resin is preferably 100 to 2000, and more preferably 100 to 1000. When the double bond equivalent exceeds 2000, sufficient photocurability cannot be obtained.
本発明に係る着色樹脂組成物には、さらに必要に応じて透明樹脂を添加することもできる。その透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上で、かつ、誘電正接が周波数10Hz〜100Hzの範囲で0.008以下となる樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または2種以上混合して用いることができる。 A transparent resin can also be added to the colored resin composition according to the present invention as necessary. The transparent resin has a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region, and a dielectric loss tangent of 0.008 or less in the frequency range of 10 Hz to 100 Hz. It becomes resin. The transparent resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin. If necessary, the transparent resin can be used alone or in admixture of two or more monomers or oligomers that are precursors thereof that are cured by irradiation with radiation to produce a transparent resin.
このような樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、スチレンーマレイン酸共重合体、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、およびこれらを変性したもの等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂と不飽和基含有カルボン酸またはその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られた光重合性不飽和基含有樹脂、あるいはノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂またはこれらの変性樹脂が、現像性、パターニング特性、コスト等の点から特に好ましい Examples of such resins include polyester resins, polystyrene, styrene-maleic acid copolymers, polyimide resins, epoxy resins, benzoguanamine resins, melamine resins, urea resins, novolac resins, polyvinylphenol resins, and modified ones thereof. Etc. Among these, a photopolymerizable unsaturated group-containing resin obtained by further reacting a reaction product of an epoxy resin and an unsaturated group-containing carboxylic acid or its anhydride with a polybasic carboxylic acid or its anhydride, or a novolak A resin, a resin having a phenolic hydroxyl group such as a polyvinylphenol resin, or a modified resin thereof is particularly preferable in terms of developability, patterning characteristics, cost, and the like.
透明樹脂に用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(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、1,6−ヘキサンジオールジ(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、トリプロピレングリコールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。 Examples of polymerizable monomers and oligomers that can be used in transparent resins include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate. , Β-carboxyethyl (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane Tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ester Terdi (meth) acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester acrylate, (meth) acrylic acid ester of methylolated melamine, Various acrylic esters and methacrylic esters such as epoxy (meth) acrylate and urethane acrylate, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) acrylamide, N -Hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-vinylformamide, acrylonitrile and the like. These can be used alone or in admixture of two or more.
着色樹脂組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド、3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4'−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4'−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6―トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、
9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は1種または2種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色樹脂組成物の全固形分量を基準として0.5〜50質量%が好ましく、より好ましくは3〜30質量%である。
When the composition is cured by ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator or the like is added to the colored resin composition. Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4 ' Benzophenone-based compounds such as methyldiphenyl sulfide, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4- Thioxanthone compounds such as diisopropylthioxanthone and 2,4-diethylthioxanthone, 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p- Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6bis (trichloro Methyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloro) Til) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4 , 6-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4 ′ Oxime ester compounds such as -methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4,6-tri Phosphine compounds such as chill benzoyl diphenyl phosphine oxide,
Quinone compounds such as 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, and ethyl anthraquinone, borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds, and the like are used. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination. The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 3 to 30% by mass based on the total solid content of the colored resin composition.
さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は1種または2種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として0.5〜60質量%が好ましく、より好ましくは3〜40質量%である。 Further, as sensitizers, triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 2-Ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (ethylmethyl) Amine-based compounds such as amino) benzophenone can also be used in combination. These sensitizers can be used alone or in combination. The amount of the sensitizer used is preferably 0.5 to 60% by mass, more preferably 3 to 40% by mass based on the total amount of the photopolymerization initiator and the sensitizer.
さらに、着色樹脂組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色樹脂組成物の全固形分量を基準として0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは1〜20質量%である。0.1質量%未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、30質量%を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。 Furthermore, the colored resin composition can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent. The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercap -s- triazine, 2- (N, N- dibutylamino) -4,6-dimercapto -s- triazine. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination. The amount of the polyfunctional thiol used is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass based on the total solid content of the colored resin composition. If it is less than 0.1% by mass, the effect of adding a polyfunctional thiol is insufficient, and if it exceeds 30% by mass, the sensitivity is too high and the resolution is lowered.
着色樹脂組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。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 colored resin composition can contain an organic solvent as necessary. 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.
透明基板上に、上述の着色樹脂組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは90〜120℃で10〜20分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で2μm程度である。着色樹脂組成物を塗布し着色層を形成した基板にパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。 On the transparent substrate, the above-mentioned colored resin composition is applied and prebaked. As a means for applying, spin coating, dip coating, die coating, etc. are usually used, but it is not limited to these as long as it can be applied on the substrate with a uniform film thickness. Prebaking is preferably performed at 90 to 120 ° C. for about 10 to 20 minutes. The coating film thickness is arbitrary, but considering the spectral transmittance and the like, the film thickness after pre-baking is usually about 2 μm. The substrate on which the colored resin composition is applied and the colored layer is formed is exposed through a pattern mask. A normal high-pressure mercury lamp or the like may be used as the light source.
続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥、ポストベークして任意の一色の画素が得られる。尚、ポストベークは180℃〜260℃で15〜60分ほど行うことが好ましい。 Subsequently, development is performed. An alkaline aqueous solution is used as the developer. Examples of the alkaline aqueous solution include a sodium carbonate aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, a mixed aqueous solution of the two, or a mixture obtained by adding an appropriate surfactant to them. After development, it is washed with water, dried and post-baked to obtain a pixel of any one color. In addition, it is preferable to perform a post-baking at 180 to 260 degreeC for about 15 to 60 minutes.
以上の一連の工程を、着色樹脂組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を得ることができる。 By repeating the above-described series of steps by changing the colored resin composition and the pattern as many times as necessary, it is possible to obtain a colored pattern in which a necessary number of colors are combined, that is, a pixel of a plurality of colors.
以下、本発明の具体的実施例を説明する。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. It should be noted that the present invention is not limited to this without departing from the spirit of the present invention.
[樹脂溶液の調製]
実施例および比較例で用いたスチレンと非芳香族多価カルボン酸含有モノマーから成る重合組成物を以下のように調製した。なお、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。
[Preparation of resin solution]
A polymerization composition comprising styrene and a non-aromatic polyvalent carboxylic acid-containing monomer used in Examples and Comparative Examples was prepared as follows. The molecular weight of the resin is a polystyrene-reduced mass average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography).
<重合組成物>
スチレン−アクリル樹脂エマルション(昭和高分子(株)製のAP1761、樹脂固形分50%)24g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート96gを加え30℃で1時間加熱した。得られたスチレン−アクリル酸共重合体の質量平均分子量は4400であった。
<Polymerization composition>
24 g of styrene-acrylic resin emulsion (AP1761, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd., resin
<アクリル樹脂>
内容量が0.02m2の5つ口反応容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート800g、メタクリル酸10g、メチルメタクリレート40g、ブチルメタクリレート80g、ヒドロキシエチルメタクリレート40gおよびアゾビスイソブチロニトリル2gを加え、窒素ガスを吹き込みながら、80℃で6時間加熱し、アクリル樹脂を得た。得られたアクリル樹脂1の質量平均分子量は40000であった。
<Acrylic resin>
In a five-necked reaction vessel having an internal volume of 0.02 m 2 , 800 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 10 g of methacrylic acid, 40 g of methyl methacrylate, 80 g of butyl methacrylate, 40 g of hydroxyethyl methacrylate and 2 g of azobisisobutyronitrile are added, While blowing nitrogen gas, heating was performed at 80 ° C. for 6 hours to obtain an acrylic resin. The obtained acrylic resin 1 had a mass average molecular weight of 40,000.
[着色樹脂組成物の調製]
下記の要領で赤、青、緑の着色樹脂組成物を調製した。なお、「部」はすべて質量部であ
る。
[Preparation of colored resin composition]
Red, blue and green colored resin compositions were prepared in the following manner. “Parts” are all parts by mass.
<赤色顔料分散体>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルターで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。・赤色顔料:C.I. Pigment Red 254
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)
18部
・赤色顔料:C.I. Pigment Red 177
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)
2部
・分散剤(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」) 2部
・アクリル樹脂1 108部
<Red pigment dispersion>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a red pigment dispersion. -Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254
("Ilgar Forred B-CF" manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
18 parts red pigment: C.I. I. Pigment Red 177
("Chromophthal Red A2B" manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
2 parts Dispersant (Ajinomoto Fine Techno "Ajisper PB821") 2 parts Acrylic resin 1 108 parts
<赤色着色樹脂組成物>
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して赤色着色樹脂組成物を得た。
・上記赤色顔料分散体 130部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 13部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 3部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 1部
・シクロヘキサノン 253部
<Red colored resin composition>
Thereafter, a mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a red colored resin composition.
・ 130 parts of the above red pigment dispersion ・ 13 parts of trimethylolpropane triacrylate (“NK ESTER ATMPT” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) ・ 3 parts of photoinitiator (“Irgacure 907” manufactured by Ciba Geigy Co.) ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 1 part ・ cyclohexanone 253 parts
<青色顔料分散体>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルターで濾過して青色顔料の分散体を作製した。・青色顔料:C.I. Pigment Blue 15
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」) 50部
・紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23
(BASF社製「パリオゲンバイオレット 5890」) 2部
・分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 6部
・アクリル樹脂1 200部
<Blue pigment dispersion>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a blue pigment dispersion. Blue pigment: C.I. I.
(Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. “Lionol Blue ES”) 50 parts Purple pigment: C.I. I.
(BASF "Paliogen Violet 5890") 2 parts Dispersant (Zeneca "Sols Birds 20000") 6 parts Acrylic resin 1 200 parts
<青色着色樹脂組成物>
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して青色着色樹脂組成物を得た。
・上記青色顔料分散体 268部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 19部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 214部
<Blue colored resin composition>
Thereafter, a mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a blue colored resin composition.
-268 parts of the above blue pigment dispersion-19 parts of trimethylolpropane triacrylate ("NK ESTER ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 4 parts of photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts, cyclohexanone 214 parts
<緑色顔料分散体1>
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルターで濾過して緑色顔料の分散体1を作製した。
・緑色顔料:C.I. Pigment Green 36
(東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン 6YK」) 19部
・黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150
(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」) 5.2部
・分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−163」) 2部
・アクリル樹脂1 60部
<Green pigment dispersion 1>
A mixture of the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using a glass bead having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare Green Pigment Dispersion 1.
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 36
(Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. “Lionol Green 6YK”) 19 parts Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 150
(Bayer's "Funcheon First Yellow Y-5688") 5.2 parts Dispersant (Bicchemy's "Disperbyk-163") 2 parts Acrylic resin 1 60 parts
<緑色着色樹脂組成物1>
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色着色樹脂組成物1を得た。
・緑色顔料分散体1 86部
・重合組成物 56部
・トリメチロールプロパントリアクリレー
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 10部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4.5部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 166部
<Green colored resin composition 1>
Thereafter, a mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a green colored resin composition 1.
-86 parts of green pigment dispersion-56 parts of polymerization composition-10 parts of trimethylolpropane triacre ("NK ester ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)-Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) ) 4.5 parts-Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts-166 parts cyclohexanone
<緑色着色樹脂組成物2>
・緑色顔料分散体1 86部
・重合組成物 70部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 10部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4.5部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 166部
<Green colored
-86 parts of green pigment dispersion-70 parts of polymerization composition-10 parts of trimethylolpropane triacrylate ("NK ester ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)-Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) 4.5 parts ・ Sensitizer (Hodogaya Chemical Co., Ltd. “EAB-F”) 2 parts ・ Cyclohexanone 166 parts
<緑色着色樹脂組成物3>
・緑色顔料分散体1 86部
・重合組成物 50部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 10部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 166部
<Green colored
-86 parts of green pigment dispersion-50 parts of polymerization composition-10 parts of trimethylolpropane triacrylate ("NK ester ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)-Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) 4 parts ・ Sensitizer (Hoabaya Chemical Co., Ltd. “EAB-F”) 2 parts ・ Cyclohexanone 166 parts
<緑色着色樹脂組成物4>
・緑色顔料分散体1 86部
・アクリル樹脂 70部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 10部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4.5部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 166部
<Green colored
-86 parts of green pigment dispersion-70 parts of acrylic resin-10 parts of trimethylolpropane triacrylate ("NK ester ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)-Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) 4 .5 parts-Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts-Cyclohexanone 166 parts
<緑色着色樹脂組成物5>
・緑色顔料分散体1 86部
・アクリル樹脂 135部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 10部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4.5部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 166部
<Green colored resin composition 5>
-86 parts of green pigment dispersion-135 parts of acrylic resin-10 parts of trimethylolpropane triacrylate ("NK ester ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)-Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) 4 .5 parts-Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts-Cyclohexanone 166 parts
<緑色着色樹脂組成物6>
・緑色顔料分散体1 86部
・重合組成物 48部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
(新中村化学(株)製「NKエステルATMPT」) 10部
・光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 4部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
・シクロヘキサノン 166部
<Green colored resin composition 6>
-86 parts of green pigment dispersion-48 parts of polymerization composition-10 parts of trimethylolpropane triacrylate ("NK ester ATMPT" manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)-Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) 4 parts ・ Sensitizer (Hoabaya Chemical Co., Ltd. “EAB-F”) 2 parts ・ Cyclohexanone 166 parts
[カラーフィルタの作製]
得られた赤色着色樹脂組成物、青色着色樹脂組成物及び緑色着色樹脂組成物を用いて下記の要領でカラーフィルタを作成した。緑色着色樹脂組成物として、緑色着色樹脂組成物1〜3までを用いたものを、実施例1〜3、及び、緑色着色樹脂組成物4〜6までを用いたものを比較例1〜3とした。
[Production of color filter]
A color filter was prepared in the following manner using the obtained red colored resin composition, blue colored resin composition, and green colored resin composition. As the green colored resin composition, those using the green colored resin compositions 1 to 3, and Examples 1 to 3 and those using the green
ガラス基板に、赤色着色樹脂組成物をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて90秒間現像した。続いて210℃のオーブンで30分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。以下、実施例及び比較例ではこのアルカリ現像液を用いて現像を行った。
<アッルカリ現像液>
・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(株)製「ペリレックスNBL」) 8.0質量%
・水 90質量%
The red colored resin composition was applied on a glass substrate by spin coating so as to have a film thickness of 2 μm. After drying, striped pattern exposure was performed with an exposure machine, and development was performed with an alkali developer for 90 seconds. Subsequently, post-baking was performed in an oven at 210 ° C. for 30 minutes to form red pixels, which are striped colored layers, on a transparent substrate. The alkaline developer has the following composition. In the following examples and comparative examples, development was performed using this alkaline developer.
<Allcali Developer>
・ Sodium carbonate 1.5% by mass
・ Sodium bicarbonate 0.5% by mass
・ Anionic surfactant (“Perirex NBL” manufactured by Kao Corporation) 8.0% by mass
・ 90% by mass of water
次に、緑色着色樹脂組成物1〜6をそれぞれ同様にスピンコートにて膜厚が2μmとなるように塗布、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を、前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像後ポストベークすることで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。 Next, each of the green colored resin compositions 1 to 6 is similarly applied by spin coating so that the film thickness becomes 2 μm, dried, and then the striped colored layer is shifted from the above-mentioned red pixel by an exposure machine. The green pixel adjacent to the above-mentioned red pixel was formed by exposing to a spot and post-baking after development.
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色樹脂組成物についても膜厚2μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の3色のストライプ状の画素を持つ実施例1,2,3および比較例1,2,3のカラーフィルタが得られた。 Further, in the same manner as red and green, a blue pixel adjacent to the red pixel and the green pixel was formed with a film thickness of 2 μm for the blue colored resin composition. Thus, color filters of Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1, 2, and 3 having red, green, and blue stripe-like pixels on a transparent substrate were obtained.
実施例1、2、3および比較例1,2,3のカラーフィルタについて、カラーフィルタの作製に用いた緑色着色組成物の重合性樹脂および、アクリル樹脂の含有量と、各カラーフィルタの、緑色画素の膜厚1.5μmにおける色度yと誘電正接の値を表1に示す。また、緑色組成物に含有する透明樹脂量と、誘電正接の関係をプロットしたものを、図5に示す。誘電正接の値は代表値として20Hzにおける値を用いた。
<比較結果>
表1に示すとおり、実施例1のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量が22%のとき、緑色画素の色度yは0.580、誘電正接は0.023とすることができた。また、実施例2のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量を27%まで増量させると、誘電正接は0.020まで低下するが、色度値は0.570となっ
た。さらに、実施例3のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量が17%のとき、緑色画素の色度yは0.588、誘電正接は0.025となった。
これに対して、実施例2のカラーフィルタで用いた緑色着色層中の重合組成物をアクリル樹脂に変えて27%含有した比較例1のカラーフィルタの場合は、緑色画素の色度値yは0.570を示すが、誘電正接は0.029となり狙い値を満たすことはできなかった。また、比較例2のカラーフィルタのように、緑色着色層中に含有するアクリル樹脂を53%まで増量させると、誘電正接は0.025を示すが、色度値yは0.484ととなり、狙いの色相を満たせなかった。また、比較例3のカラーフィルタのように、緑色着色層の重合組成物の含有量を16%とすると、色度値yは0.059となるが、誘電正接は0.026となり、狙いの誘電正接を満たすことができなかった。
<Comparison result>
As shown in Table 1, in the color filter of Example 1, when the content of the polymerization composition in the green colored layer is 22%, the chromaticity y of the green pixel is 0.580 and the dielectric loss tangent is 0.023. I was able to. In the color filter of Example 2, when the content of the polymerization composition in the green colored layer was increased to 27%, the dielectric loss tangent decreased to 0.020, but the chromaticity value became 0.570. . Furthermore, in the color filter of Example 3, when the content of the polymerization composition in the green colored layer was 17%, the chromaticity y of the green pixel was 0.588 and the dielectric loss tangent was 0.025.
On the other hand, in the case of the color filter of Comparative Example 1 containing 27% of the polymer composition in the green colored layer used in the color filter of Example 2 instead of acrylic resin, the chromaticity value y of the green pixel is 0.570 was shown, but the dielectric loss tangent was 0.029, and the target value could not be satisfied. Further, like the color filter of Comparative Example 2, when the amount of the acrylic resin contained in the green colored layer is increased to 53%, the dielectric loss tangent is 0.025, but the chromaticity value y is 0.484, The target hue could not be met. Further, as in the color filter of Comparative Example 3, when the content of the polymerization composition of the green colored layer is 16%, the chromaticity value y is 0.059, but the dielectric loss tangent is 0.026, which is the target. The dielectric loss tangent could not be satisfied.
実施例1、2、3のカラーフィルタ、および比較例1、2、3のカラーフィルタにスリットを有する画素電極を設け、各々MVA方式の液晶表示装置を作成したところ、実施例1、2、3のカラーフィルタを用いた液晶表示装置においては、画素の液晶配向不良、駆動電圧の閾値ずれを発生させることなく良好な表示品位が得られた。これに対し、比較例1、2、3のカラーフィルタを用いた液晶表示装置においては、液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれによる焼き付き現象が発生し、良好な表示特性が得られなかった。 Pixel electrodes having slits were provided in the color filters of Examples 1, 2, and 3 and the color filters of Comparative Examples 1, 2, and 3 to produce MVA liquid crystal display devices. In the liquid crystal display device using the color filter, a good display quality was obtained without causing the liquid crystal alignment defect of the pixel and the threshold shift of the driving voltage. In contrast, in the liquid crystal display devices using the color filters of Comparative Examples 1, 2, and 3, image sticking occurred due to poor liquid crystal alignment and switching threshold shift, and good display characteristics could not be obtained.
3C−PS・・・色積層フォトスペーサー
10・・・カラーフィルタ 11、21・・・透明基板(ガラス基板)
12・・・着色層 13、22・・・画素電極 14・・・スリット
17・・・絶縁ドットパターン 20・・・対向基板 23a、23b・・・突起
3C-PS ... Color laminated
12 ...
17 ... Insulating
Claims (5)
前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接(tanδ)が周波数10Hz〜100Hzの範囲で0.025以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が1.0μmから3.0μmであり、緑色画素の膜厚1.5μmでの色度yが0.57以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、少なくとも透明樹脂として、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる、質量平均分子量が30000以下で、固形分酸価が10〜150mgKOH/g、スチレン含有量が75mol%以上95mol%未満である重合組成物と、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含むことを特徴とするカラーフィルタ。 In a color filter comprising a pixel electrode having at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel on a transparent substrate, and a slit provided on each pixel,
The dielectric loss tangent (tan δ) of the colored layer constituting the green pixel is 0.025 or less in the frequency range of 10 Hz to 100 Hz, the thickness of the colored layer of the green pixel is 1.0 μm to 3.0 μm, and the green pixel The chromaticity y at a film thickness of 1.5 μm is 0.57 or more, and the green coloring composition of the green pixel is reacted with styrene and an unsaturated carboxylic acid-containing monomer as at least a transparent resin. A color composition comprising a polymer composition having a mass average molecular weight of 30,000 or less, a solid content acid value of 10 to 150 mgKOH / g, and a styrene content of 75 mol% or more and less than 95 mol%, and a copper halide phthalocyanine pigment filter.
The liquid crystal display device characterized by comprising a color filter according to any one of claims 1-4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009043711A JP5228991B2 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Color filter and liquid crystal display device including the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009043711A JP5228991B2 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Color filter and liquid crystal display device including the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010197796A JP2010197796A (en) | 2010-09-09 |
JP5228991B2 true JP5228991B2 (en) | 2013-07-03 |
Family
ID=42822566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009043711A Active JP5228991B2 (en) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | Color filter and liquid crystal display device including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5228991B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101795815B1 (en) * | 2010-10-05 | 2017-11-08 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | Colored photosensitive composition |
JP5578132B2 (en) | 2011-04-12 | 2014-08-27 | 凸版印刷株式会社 | Liquid crystal display |
JP5915188B2 (en) * | 2012-01-10 | 2016-05-11 | 凸版印刷株式会社 | Color filter |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007183678A (en) * | 2001-06-29 | 2007-07-19 | Sharp Corp | Substrate for liquid crystal display, liquid crystal display having the same and method of manufacturing the same |
JP4867466B2 (en) * | 2006-05-12 | 2012-02-01 | 凸版印刷株式会社 | Color filter and liquid crystal display device using the same |
-
2009
- 2009-02-26 JP JP2009043711A patent/JP5228991B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010197796A (en) | 2010-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009109542A (en) | Color filter and in-plane switching mode-type liquid crystal display device equipped with the same | |
JP2009163014A (en) | Liquid crystal display device and color filter for liquid crystal display device | |
JP2010175599A (en) | Color filter and liquid crystal display device including same | |
JP5262335B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device | |
JP4867466B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device using the same | |
JP2006227295A (en) | Color filter, color filter substrate, and liquid crystal display device using the substrate | |
JP2006113099A (en) | Color filter | |
JP5556141B2 (en) | Photosensitive coloring composition, array substrate, and liquid crystal display device using the same | |
JP2006227296A (en) | Color filter, color filter substrate, and liquid crystal display device using the substrate or the like | |
JP2009229826A (en) | Color filter and liquid crystal display device with the same | |
JP2007163830A (en) | Color filter and liquid crystal display device equipped therewith | |
JP5228991B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device including the same | |
JP2013222028A (en) | Photosensitive black resin composition, color filter and liquid crystal display device | |
JP2011039392A (en) | Color filter substrate and method for producing the same | |
JP2009210871A (en) | Colored application solution composition, color filter and liquid crystal display device | |
JP2009251000A (en) | Color filter, and transflective liquid crystal display using the same | |
JP5556021B2 (en) | Color filter substrate for liquid crystal display | |
JP2009198548A (en) | Color filter, and liquid crystal display device using the same | |
JP5228992B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device including the same | |
JP5593637B2 (en) | Color filter | |
JP2009109843A (en) | Photomask and method for manufacturing color filter substrate using the same | |
JP2009276490A (en) | Color filter and liquid crystal display device using the same | |
JP2010243810A (en) | Color filter and liquid crystal display device | |
JP5056173B2 (en) | Color filter and liquid crystal display device | |
JP2009098567A (en) | Color filter substrate for liquid crystal display device, manufacturing method, and liquid crystal display device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130304 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5228991 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |