JP5282359B2 - ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物 - Google Patents
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また、本発明によれば、赤色有機顔料、青色有機顔料および紫色有機顔料からなる群から選択される1種類以上の有機顔料を含有させることにより、露光光の吸収が少なく、露光光を透過しやすいポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物とすることができ、製版性良く液晶配向制御用突起を形成することができる。
また、本発明によれば、有機顔料を含有させていることにより、通常有機顔料は導電性が低いため、液晶配向制御用突起とした際、液晶の配向不良が起こるおそれのないものとすることができる。
さらに、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、ポジ型であることから、焼きつき等の不具合が生じ難い液晶配向制御用突起を形成することができる。
まず、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物について説明する。本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、赤色有機顔料、青色有機顔料および紫色有機顔料からなる群から選択される1種類以上の有機顔料を含有することを特徴とするものである。
まず、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物に用いられる有機顔料について説明する。本発明に用いられる有機顔料は、赤色有機顔料、青色有機顔料および紫色有機顔料からなる群から選択される1種類以上の有機顔料であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにおける着色層に用いられる赤色の有機顔料、青色の有機顔料および紫色の有機顔料を使用することができる。
また、上記青色有機顔料として具体的には、フタロシアニン系顔料、ジオキサジン系顔料およびアンスラキノン系顔料からなる群から選択される顔料であることが好ましい。このような青色有機顔料としては、例えばPB(ピグメントブルー)15:6等を挙げることができる。
さらに、上記紫色有機顔料として具体的には、ジオキサジン系顔料もしくはキナクリドン系顔料であることが好ましい。このような紫色有機顔料としては、例えばPV(ピグメントバイオレット)23等を挙げることができる。
これらの有機顔料を用いることにより、より緑色の透過を防ぐことが可能な液晶配向制御用突起を形成することができるため、上記液晶配向制御用突起を液晶表示装置に用いた際、良好な表示特性を得ることができるからである。また、これらの有機顔料は、上述した各有機顔料における透過率を上記範囲内とすることができ、さらに形成される液晶配向制御用突起の各波長における透過率を後述する好ましい範囲内とすることができるからである。
次に、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物に用いられるアルカリ可溶性樹脂について説明する。本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂としては、ポジ型レジストに使用される一般的なアルカリ可溶性樹脂と同様とすることができ、例えば熱により硬化する樹脂であり、光照射により後述する感光剤から発生する酸により樹脂が分解することで、極性や分子量が変化し、アルカリ現像液に対して溶解性を示すようになるものが用いられる。このようなアルカリ可溶性樹脂として具体的には、OH基を持ちアルカリに可溶なハイドロキノン、フロログルシン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンなどのモノマーや、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、スチレンとマレイン酸、マレイミドの共重合物、フェノール系とメタクリル酸、スチレン、アクリロニトリルの共重合物などのポリマーの混合物や縮合物、あるいはポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ヘキサフルオロブチル、ポリメタクリル酸ジメチルテトラフルオロプロピル、ポリメタクリル酸トリクロロエチル、メタクリル酸メチル−アクリルニトリル共重合体、ポリメチルイソプロペニルケトン、ポリα−シアノアクリレート、ポリトリフルオロエチル−α−クロロアクリレートなどが挙げられ、中でもノボラック樹脂が好適に用いられる。
次に、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物に用いられる感光剤について説明する。本発明に用いられる感光剤としては、ポジ型レジストに使用される一般的な感光剤と同様とすることができる。
次に、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物に用いられる顔料分散体について説明する。本発明に用いられる顔料分散剤は、上述した有機顔料を溶媒中に分散させることが可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えばノニオン系、アニオン系、カチオン系等の顔料分散剤が挙げられるが、中でもノニオン系の顔料分散剤が好ましく、特にノニオン系の高分子顔料分散剤が好ましい。
本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、通常、上記赤色有機顔料、青色有機顔料、アルカリ可溶性樹脂、感光剤および顔料分散剤を含有するものであるが、必要に応じて適宜他の材料を含有していてもよい。例えば、上記各材料とともに、密着助剤、界面活性剤、溶剤等が用いられる。
以下、密着助剤、界面活性剤および溶剤について説明する。
本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、必要に応じて、密着助剤を含有していてもよい。密着助剤は、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物を透明電極層等の上に塗布した場合、塗膜と透明電極層等との密着性を向上させるために用いられる。このような密着助剤としては、例えばシランカップリング剤などが挙げられる。
また本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、必要に応じて、界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤は、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物の塗布性を向上させるため、あるいは塗膜の現像性を向上させるため用いられる。
本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、必要に応じて、溶剤を含有していてもよい。溶剤は、ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物中の各成分を均一に溶解し、例えば透明電極層上等への塗布を容易にするために用いられる。
本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、必要に応じて、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば帯電防止剤、保存安定剤、消泡剤、可塑剤、レベリング剤、染料などが挙げられる。
次に、本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物について説明する。本発明のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物は、液晶配向制御用突起を形成した際、上記液晶配向制御用突起の波長435nmの光の透過率が1%〜35%の範囲内とされることが好ましく、中でも1%〜30%の範囲内、特に1%〜25%の範囲内とされることが好ましい。また波長545nmの光の透過率は1%〜35%の範囲内とされることが好ましく、中でも1%〜30%の範囲内、特に1%〜25%の範囲内とされることが好ましい。またさらに波長610nmの光の透過率は1%〜50%の範囲内とされることが好ましく、中でも1%〜40%の範囲内、特に1%〜35%の範囲内とされることが好ましい。上記各波長は、一般的な液晶表示装置のバックライト光のピーク波長であることから、上記各波長の光の透過率を上記範囲内とすることにより、形成される液晶配向制御用突起がバックライト光を一定以上透過させないものとすることができる。したがって、上記液晶配向制御用突起を液晶表示装置に用いた際、黒表示時に漏れるバックライト光を少ないものとすることができるからである。なお、上記範囲より低い透過率とすると、黒以外の色を表示する際の輝度が低下し、高品質な表示が困難となる恐れがあるので好ましくない。
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、上記記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物を用いて形成された液晶配向制御用突起を有することを特徴とするものである。
本発明のカラーフィルタに用いられる液晶配向制御用突起は、上述したポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物を用いて形成されるものであり、通常透明電極層上の着色層に対応する領域に形成される。
塗膜の厚みは、塗布方法、ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御される。
上記ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物を塗布した後は、溶剤を除去するために塗膜を乾燥させる。例えばホットプレートやオーブン等を用いて塗膜を加熱することによって乾燥させることができる。
露光に使用される活性放射線としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどの紫外線、電子線等が挙げられる。露光量は、使用する光源や塗膜の厚みなどによって適宜調整される。
また、露光後に硬化反応を促進させるために、加熱処理を行ってもよい。加熱条件は、ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物中の各成分の配合割合や、塗膜の厚み等によって適宜選択される。
現像液としては、通常、水や水溶性溶媒にアルカリを溶解させた溶液が用いられる。このアルカリ溶液には、界面活性剤などを適量添加してもよい。
また、現像方法は一般的な方法を採用することができる。現像条件としても一般的な条件であればよい。なお、現像後には、通常現像液の洗浄、乾燥が行われる。
(カラーフィルタの作製)
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが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、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み1000Å)を形成した。このクロム薄膜上にネガ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 CFPR DN‐83)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像、熱処理して線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスパターン(遮光部)を形成した。
感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
・赤色有機顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 4.8重量部
・黄色有機顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
・緑色有機顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄色有機顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
・青色有機顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物>
・青色有機顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 1.5重量部
・青色有機顔料用顔料分散剤(日本ルーブリゾール社製ソルスパース33500) 0.7重量部
・赤色有機顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 0.8重量部
・赤色有機顔料用顔料分散剤(日本ルーブリゾール社製ソルスパース33500) 0.4重量部
・有機顔料分散用溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 11.6重量部
・アルカリ可溶性樹脂(m/pクレゾールノボラック樹脂 m/p比50/50 分子量5,000) 5.0重量部
・感光剤(2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル) 7.325重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 72.675重量部
上記のように形成したカラーフィルタ表面の透明電極膜上にポリイミドからなる配向膜を形成した。その後、TFTを形成したガラス基板上に垂直配向用液晶を必要量滴下した後、上述して形成したカラーフィルタを重ね合わせ、UV効果性樹脂をシール材として用い常温で0.3kgf/cm2の圧力をかけながら400mJ/cm2の照射量で露光することにより接合してセルを作製し、セルの上部と下部に偏光軸が90度となるように偏光板を貼り付けて液晶セルとした。
ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物として下記組成物を使用した以外は実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶セルを作製した。
<ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物>
・青色有機顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 0.7重量部
・青色有機顔料用顔料分散剤(日本ルーブリゾール社製ソルスパース33500) 0.35重量部
・赤色有機顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 0.3重量部
・赤色有機顔料用顔料分散剤(日本ルーブリゾール社製ソルスパース33500) 0.15重量部
・有機顔料分散用溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 13.0重量部
・アルカリ可溶性樹脂(m/pクレゾールノボラック樹脂 m/p比50/50 分子量5,000) 5.0重量部
・感光剤(2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル) 7.325重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 72.675重量部
ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物として下記組成物を使用した以外は実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶セルを作製した。
<ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物>
・青色有機顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 0.4重量部
・紫色有機顔料(クラリアント社製 Pigment Violet23) 0.3重量部
・青色および紫色有機顔料用顔料分散剤(日本ルーブリゾール社製ソルスパース33500) 0.35重量部
・赤色有機顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 0.3重量部
・赤色有機顔料用顔料分散剤(日本ルーブリゾール社製ソルスパース33500) 0.15重量部
・有機顔料分散用溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 13.0重量部
・アルカリ可溶性樹脂(m/pクレゾールノボラック樹脂 m/p比50/50 分子量5,000) 5.0重量部
・感光剤(2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル) 7.325重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 72.675重量部
液晶配向制御用突起形成用組成物として下記組成物を使用した以外は実施例1と同様にカラーフィルタおよび液晶セルを作製した。
<ポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物>
・黒色顔料(三菱マテリアル社製13M) 0.7重量部
・黒色顔料用顔料分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 0.35重量部
・黒色顔料分散用溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 13.0重量部
・アルカリ可溶性樹脂(m/pクレゾールノボラック樹脂 m/p比50/50 分子量5,000) 5.0重量部
・感光剤(2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル) 7.325重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 73.625重量部
上述して作製したカラーフィルタ基板上の液晶配向制御用突起の寸法を光学顕微鏡にて測定し、分光透過率をオリンパス光学工業(株)製分光測色計OSP−SP200にて測定した。また作製した液晶セルの表示特性を目視で評価した。目視評価基準は、絵素表示可能であれば○、表示できないものを×とした。測定結果および評価結果を表1に示す。
2 … 着色層
3 … 透明電極層
4 … 液晶配向制御用突起
5 … 遮光部
Claims (8)
- 遮光材料として、紫色有機顔料のみからなる有機顔料、または赤色、青色および紫色有機顔料のみを混合させた有機顔料のいずれかのみを含有することを特徴とするポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 前記赤色有機顔料が、ジケトピロロピロール系顔料もしくはアンスラキノン系顔料であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 液晶配向制御用突起を形成した際、前記液晶配向制御用突起の波長435nmの光の透過率が1%〜35%の範囲内であり、波長545nmの光の透過率が1%〜35%の範囲内であり、波長610nmの光の透過率が1%〜50%の範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 液晶配向制御用突起を形成した際、前記液晶配向制御用突起の波長530nm〜580nmの範囲内の光の透過率が40%以下であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 前記赤色有機顔料が、前記赤色有機顔料を20質量%含有する測定用樹脂膜の光の透過率が、545nmで25%以下、610nmで90%以上となる赤色有機顔料であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 前記青色有機顔料が、前記青色有機顔料を20質量%含有する測定用樹脂膜の光の透過率が、435nmで80%以上、545nmで45%以下となる青色有機顔料であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 前記紫色有機顔料が、前記紫色有機顔料を20質量%含有する測定用樹脂膜の光の透過率が、435nmで65%以上、545nmで40%以下となる紫色有機顔料であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物。
- 請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載のポジ型液晶配向制御用突起形成用組成物を用いて形成された液晶配向制御用突起を有することを特徴とするカラーフィルタ。
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