JP5478157B2 - Substrate for liquid crystal display device and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、感光性樹脂組成物、これを用いた液晶表示装置用基板、及び液晶表示装置に係り、特に、垂直配向型液晶ディスプレイ(VA−LCD)や配向分割垂直配向型液晶ディスプレイ(MVA−LCD)が備える配向制御用突起やスペーサなどの構造物を形成するための感光性樹脂組成物、この感光性樹脂組成物により形成された配向制御用突起やスペーサなどの構造物を備える液晶表示装置用基板、及びこの液晶表示装置用基板を具備する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition, a substrate for a liquid crystal display device using the same, and a liquid crystal display device, and in particular, a vertical alignment type liquid crystal display (VA-LCD) and an alignment division vertical alignment type liquid crystal display (MVA-). Photosensitive resin composition for forming structures such as alignment control protrusions and spacers included in LCD), and liquid crystal display device including structures such as alignment control protrusions and spacers formed by this photosensitive resin composition The present invention relates to a substrate for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device including the substrate for a liquid crystal display device.
MVA型LCD(例えば、特許文献1及び2、非特許文献1参照)は、1画素内で液晶分子の傾斜方向が複数の方向になるように制御し、全方位で均一な中間調表示が出来るようにした垂直配向型液晶表示装置であり、優れたコントラスト、視野角特性、及び応答速度を兼ね備えている。 MVA type LCDs (for example, see Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1) are controlled so that the tilt directions of liquid crystal molecules are in a plurality of directions within one pixel, and uniform halftone display is possible in all directions. The vertical alignment type liquid crystal display device as described above has excellent contrast, viewing angle characteristics, and response speed.
図4は、MVA−LCDの動作を模式的に示した断面図である。図4に示すように、液晶表示装置40は、液晶駆動のためのアクティブ素子を備えるアレイ基板41と、着色画素を備えるカラーフィルタ基板42とを対向させて配置し、それらの間に液晶分子43を挟持した構成を有している。アレイ基板41は、透光性基板44a上に透明導電膜45aを形成してなり、カラーフィルタ基板42は、透光性基板44b上にブラックマトリクス(図示せず)、着色層(図示せず)、及び透明導電膜45bを形成してなる。着色層は、赤色画素、緑色画素、及び青色画素から構成される。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the operation of the MVA-LCD. As shown in FIG. 4, in the liquid
アレイ基板41の透明導電膜45a及びカラーフィルタ基板42の透明導電膜45b上には、配向制御用突起48が設けられている。また、カラーフィルタ基板42の透明導電膜45b上には、基板間の間隔を維持するためのスペーサ49が設けられている。なお、図4では、配向膜、偏光板、及び位相差板の図示が省略されている。
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図4(a)は、電圧無印加時の状態を示す。図4(a)から、電圧無印加時に液晶分子43は、両基板間で垂直に配向するが、配向制御用突起48近傍の液晶分子は突起の斜面の影響によってわずかに傾斜していることがわかる。
FIG. 4A shows a state when no voltage is applied. From FIG. 4A, the
図4(b)は、電圧印加時の状態を示し、電圧を印加すると配向制御用突起48の斜面の液晶分子が傾斜し始め、傾斜部分以外の液晶分子も順次同一の配向をするようになる。即ち、突起を設けることによって液晶分子の配向を制御することが出来る。
FIG. 4B shows a state when a voltage is applied. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules on the inclined surface of the
配向制御用突起48とスペーサ49は、高さの異なる構造物である。通常、高さの異なる構造物をフォトリソグラフィの手法で形成するには、2回のフォトリソグラフィプロセスが必要となる。一般に、配向制御用突起の形成にはポジ型レジストを、スペーサの形成にはネガ型レジストを使用し、2種類のフォトマスクを使用している。この手法は、感度、パターニング特性の点では優れているが、レジスト材料が異なるため、それぞれ別々の工程で作成する必要がある。従って、ポジ型レジストとネガ型レジストの双方を用いるので、そのレジスト液や現像液の入れ替え等、工程数が増加し、時間およびコストが増加し、その削減が課題となる。あるいは、あらたな製造ラインを設ける必要がある。
The
これらの問題を解決するために、配向制御用突起とスペーサを一括して形成する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。この方法としては、例えば、複数回露光することにより露光量に差をつける方法(例えば、特許文献4参照)、着色画素層と遮光層のうち少なくとも2層以上を重ねることであらかじめスペーサ柱形成部を高くしておく方法(例えば、特許文献5参照)、光感度の異なる感光性樹脂組成物層を2層重ねて波長選択性マスクを用いて露光する方法(例えば、特許文献6参照)等が報告されている。 In order to solve these problems, a method of forming alignment control protrusions and spacers together has been proposed (see, for example, Patent Document 3). As this method, for example, a method of making a difference in exposure amount by performing multiple exposures (see, for example, Patent Document 4), a spacer column forming portion in advance by overlapping at least two of the colored pixel layer and the light shielding layer. (For example, see Patent Document 5), a method in which two photosensitive resin composition layers having different photosensitivity are stacked and exposed using a wavelength selective mask (for example, see Patent Document 6), etc. It has been reported.
しかし、これらの方法は、いずれも露光回数が2回以上であるために露光時のアラインメントが困難であること、着色画素層を重ねるためにスペーサ柱の高さ精度を保つのが困難であること、感光性樹脂組成物層形成のプロセスが増える等の問題があった。これらの問題を解決するために、1種類の感光性樹脂組成物を用いて波長選択性マスクで露光する方法(例えば、特許文献7参照)が提案されているが、MVA−LCDにおいて焼き付き(長時間にわたり電圧を印加した状態におくと残像が発生する現象)が生じることがあり、表示品質を著しく低下させる原因となっている。この問題は、感光性樹脂組成物の電気特性(誘電正接)に起因しており、その改善が重要な課題である。 However, in any of these methods, the number of exposures is two times or more, so that alignment during exposure is difficult, and it is difficult to maintain the height accuracy of the spacer columns in order to overlap the colored pixel layers. There are problems such as an increase in the process of forming the photosensitive resin composition layer. In order to solve these problems, a method of exposing with a wavelength selective mask using one kind of photosensitive resin composition (for example, see Patent Document 7) has been proposed. If a voltage is applied for a long time, an afterimage may occur), which causes the display quality to deteriorate significantly. This problem is caused by the electrical characteristics (dielectric loss tangent) of the photosensitive resin composition, and its improvement is an important issue.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、高さの異なる構造物の形成工程を簡略化して時間およびコストを大幅に削減し、かつ長時間にわたり電圧を印加した状態においても焼き付きが発生することのない優れた表示品質を有する液晶表示装置を得ることを可能とする感光性樹脂組成物、この感光性樹脂組成物により形成された高さの異なる構造物を備える液晶表示装置用基板、及びこの液晶表示装置用基板を具備する液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by simplifying the formation process of structures having different heights, the time and cost are greatly reduced, and even when a voltage is applied for a long time, seizure is caused. Photosensitive resin composition that makes it possible to obtain a liquid crystal display device having excellent display quality that does not occur, and a substrate for a liquid crystal display device comprising structures having different heights formed from this photosensitive resin composition An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device including the liquid crystal display device substrate.
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、光重合性モノマー、及び所定のエポキシ樹脂を含有し、エポキシ樹脂量を所定範囲に限定したネガ型感光性樹脂組成物を用いることで、低い誘電正接の値を有するスペーサおよび配向制御用突起を同時に形成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors contain an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, a photopolymerizable monomer, and a predetermined epoxy resin, and limit the amount of the epoxy resin to a predetermined range. It has been found that by using a negative photosensitive resin composition, a spacer having a low dielectric loss tangent value and an alignment control protrusion can be formed simultaneously, and the present invention has been completed.
即ち、本発明の第1の態様は、透光性基板上に、ブラックマトリクス、平坦化層、透明導電膜、及び高さの異なる構造物を形成してなり、前記高さの異なる構造物を、感光性樹脂組成物を用いて形成した液晶表示装置用基板であって、前記感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、芳香環構造を有するエポキシ樹脂、多官能重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、かつ、前記感光性樹脂組成物の総固形分に対する前記エポキシ樹脂の量が10重量%〜40重量%であり、かつ、前記エポキシ樹脂が、2−[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパンであり、前記高さの異なる構造物が、0.0094以下の誘電正接を有するとともに、その弾性復元率が58%〜73%の範囲内にあることを特徴とする液晶表示装置用基板を提供する。 That is, a first aspect of the present invention, on a transparent substrate, a black matrix, planarization layer, a transparent conductive film, and Ri Na to form different structures heights, different structures of the height and a liquid crystal display device substrate formed by using a sensitive light-sensitive resin composition, the photosensitive resin composition, an epoxy resin, a polyfunctional polymerizable monomer and a photopolymerization with the alkali-soluble resin, an aromatic ring structure An initiator, and the amount of the epoxy resin relative to the total solid content of the photosensitive resin composition is 10% by weight to 40% by weight, and the epoxy resin is 2- [4- (oxira Nylmethoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4- (oxiranylmethoxy) phenyl] ethyl] phenyl] propane, wherein the structures having different heights are 0.0094 or less It has a dielectric loss tangent and its bullet To provide a liquid crystal display device substrate, wherein the recovery ratio is within the range of 58% to 73%.
本発明の第2の態様は、上記液晶表示装置用基板を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising the liquid crystal display device substrate.
本発明の感光性樹脂組成物によると、高さの異なる構造物の形成工程を簡略化して時間およびコストを大幅に削減し、かつ長時間にわたり電圧を印加した状態においても焼き付きが発生することのない優れた表示品質を有する液晶表示装置を得ることが可能である。 According to the photosensitive resin composition of the present invention, the process of forming structures having different heights is simplified to significantly reduce time and cost, and seizure occurs even when a voltage is applied for a long time. It is possible to obtain a liquid crystal display device having excellent display quality.
以下、本発明を実施するための様々な形態について説明するが、以下の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されるものではない。 Hereinafter, various modes for carrying out the present invention will be described. However, the following description is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention includes these contents as long as the gist of the present invention is not exceeded. It is not limited.
配向分割垂直配向型液晶ディスプレイ(MVA−LCD)に用いる基板は、通常のカラーフィルタの画素上に、必要に応じて平坦化層である透明保護層を形成し、さらにその上に透明導電膜を介して配向制御用突起およびスペーサを形成した構造を有するのが一般的である。この場合、配向制御用突起の高さは、良好な配向効果を得るためには、通常、スペーサの高さの2/3以下である。このよう高さの異なる配向制御用突起およびスペーサを形成するために、通常はまずポジ型レジストを用いて配向制御用突起を形成し、続いてネガ型レジストを用いてスペーサを形成する。 A substrate used for an alignment-divided vertical alignment liquid crystal display (MVA-LCD) is formed by forming a transparent protective layer as a flattening layer on a normal color filter pixel as necessary, and further forming a transparent conductive film thereon. In general, it has a structure in which alignment control protrusions and spacers are formed. In this case, the height of the alignment control protrusion is usually 2/3 or less of the height of the spacer in order to obtain a good alignment effect. In order to form the alignment control protrusions and spacers having different heights, usually, the alignment control protrusions are first formed using a positive resist, and then the spacers are formed using a negative resist.
しかし、この方法では、フォトリソグラフィの工程を全て2度繰り返す必要があり、さらに同一ラインで製造する際にはレジストや現像液の入れ替え、ラインの洗浄が必要となるため、無駄も多くなってしまう。従って、コストダウンの点から工程の簡略化が強く望まれていた。また、配向制御用突起およびスペーサを同一のレジストで形成することができれば、廃棄する薬液の量を約半分にできることから、環境的にも優れたものとなる。なお、平坦化層には、アクリル樹脂などの耐熱性と透明性の高い樹脂材料を用いることができる。 However, in this method, it is necessary to repeat the photolithography process twice, and further, when manufacturing in the same line, it is necessary to replace the resist and developer and to clean the line. . Therefore, simplification of the process has been strongly desired from the viewpoint of cost reduction. Further, if the alignment control protrusion and the spacer can be formed of the same resist, the amount of the chemical solution to be discarded can be reduced to about half, which is environmentally superior. Note that a resin material having high heat resistance and transparency, such as an acrylic resin, can be used for the planarizing layer.
このような要求を満たす方法として、本発明者らは、基板上に形成された、所定の組成の単層の感光性樹脂組成物層に、フォトマスクを介して露光し、現像して、配向制御用突起とスペーサを形成する場合、前記フォトマスクとして2種類又はそれ以上の透過性パターンを有するフォトマスクを用いることで、画素部(光の透過を利用する表示部)を除く遮光層上に、配向制御用突起とスペーサとを、一回のフォトリソグラフィ工程で同時に精度良く形成することが可能であることを見いだした。この場合、感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、芳香環構造を有するエポキシ樹脂、多官能重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、感光性樹脂組成物の総固形分に対するエポキシ樹脂の量が10重量%〜40重量%であるものである。なお、画素部には、有機顔料などの色材を用いたカラーフィルタを形成する。 As a method for satisfying such a requirement, the present inventors have exposed a single-layer photosensitive resin composition layer of a predetermined composition formed on a substrate through a photomask, developed, and aligned. When forming control protrusions and spacers, a photomask having two or more transmissive patterns is used as the photomask, so that it is formed on the light shielding layer excluding the pixel portion (display portion using light transmission). It has been found that the alignment control protrusion and the spacer can be formed with high accuracy simultaneously in one photolithography process. In this case, the photosensitive resin composition contains an alkali-soluble resin, an epoxy resin having an aromatic ring structure, a polyfunctional polymerizable monomer, and a photopolymerization initiator, and the amount of the epoxy resin relative to the total solid content of the photosensitive resin composition Is 10% to 40% by weight. Note that a color filter using a color material such as an organic pigment is formed in the pixel portion.
以下、本明細書では、透光性基板上に着色画素部を設け、この上に配向制御用突起とスペーサを形成した液晶表示装置用基板について主に説明するが、これに限定されるものではない。即ち、配向制御用突起とスペーサは、カラーフィルタ基板に限らず、カラーフィルタ基板に対向するアレイ基板に設けることも出来、また、アレイ基板にカラーフィルタが形成されたCOA構造の基板に対向するブラックマトリクス基板に設けることも可能である。要は、少なくともいずれか一方の基板に配向制御用突起が設けられ、両基板間にスペーサが介在していればよい。 Hereinafter, in the present specification, a liquid crystal display device substrate in which a colored pixel portion is provided on a translucent substrate and an alignment control protrusion and a spacer are formed thereon will be mainly described. However, the present invention is not limited to this. Absent. That is, the alignment control protrusions and spacers are not limited to the color filter substrate, but can be provided on the array substrate facing the color filter substrate, and the black substrate facing the COA structure substrate on which the color filter is formed on the array substrate. It can also be provided on the matrix substrate. In short, it is only necessary that the orientation control projection is provided on at least one of the substrates and a spacer is interposed between the two substrates.
なお、本発明に係る液晶表示用基板または液晶表示装置が、着色した画素部を必ず具備しなければならないことを意味するものではない。 It does not mean that the liquid crystal display substrate or the liquid crystal display device according to the present invention must include a colored pixel portion.
本発明に係る液晶表示装置用基板に用いることのできる基板としては、透光性を有する板状のものが好ましく、ガラス、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォンやポリアクリレートなどのプラスチックのシートあるいはフィルムが挙げられる。 The substrate that can be used for the substrate for a liquid crystal display device according to the present invention is preferably a light-transmitting plate, such as glass, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethersulfone, or polyacrylate. Examples of the plastic sheet or film.
また、高さの異なる構造物である配向制御用突起およびスペーサを形成した後、加熱工程を施すことから、耐熱性に優れたガラスなどの透光性基板が好ましく、さらには熱膨張率が小さく、加熱工程での寸法安定性に優れたガラス基板を選択することが好ましい。 In addition, a light-transmitting substrate such as glass having excellent heat resistance is preferable because a heating process is performed after forming alignment control protrusions and spacers having different heights, and the coefficient of thermal expansion is small. It is preferable to select a glass substrate having excellent dimensional stability in the heating step.
一般的にカラーフィルタ基板とは、透光性を有するガラスなどの透光性基板上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス(遮光層)を形成し、次いで赤色画素(R)、緑色画素(G)、青色画素(B)の着色画素部を形成したものであり、また、更に透明導電層、配向膜層を順次積層したものである。このカラーフィルタ基板に、例えば薄膜トランジスタのような半導体素子アレイを形成した対向基板と対向させて配置、その間に液晶層を介在させてLCDを構成するものである。 In general, a color filter substrate is formed by forming a black matrix (light-shielding layer) for improving contrast on a light-transmitting substrate such as a light-transmitting glass, and then red pixels (R) and green pixels (G). The colored pixel portion of the blue pixel (B) is formed, and further, a transparent conductive layer and an alignment film layer are sequentially laminated. This color filter substrate is disposed so as to face a counter substrate on which a semiconductor element array such as a thin film transistor is formed, and a liquid crystal layer is interposed therebetween to constitute an LCD.
本明細書では、赤色画素、緑色画素、青色画素の着色画素部を合わせてカラーフィルタと呼ぶ。なお、ガラスなどからなる透光性基板上に少なくともブラックマトリクス、赤色画素(R)、緑色画素(G)、および青色画素(B)を配設した構成を、本明細書ではカラーフィルタ基板と呼ぶ。 In this specification, the colored pixel portions of red pixels, green pixels, and blue pixels are collectively referred to as a color filter. Note that a structure in which at least a black matrix, a red pixel (R), a green pixel (G), and a blue pixel (B) are provided over a light-transmitting substrate made of glass or the like is referred to as a color filter substrate in this specification. .
液晶表示装置のコントラスト向上の目的で、遮光性を必要とするブラックマトリックスは、公知の方法を用いて形成することができる。そのような方法として、例えば、クロムやチタンなどの金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基板上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し、形成する方法、あるいは感光性樹脂組成物中にカーボンブラックや金属酸化物などの遮光性微粒子や複数種からなる顔料あるいは染料などの色材を混在させ、これを基板上に黒色の感光性樹脂組成物層として形成し、フォトリソグラフィ法によりパターニングを施し、形成する方法などが挙げられるが、本発明においては、いずれの方法により形成しても良い。 For the purpose of improving the contrast of the liquid crystal display device, the black matrix that requires light shielding properties can be formed using a known method. As such a method, for example, a thin film of a metal or metal oxide such as chromium or titanium is formed on a substrate by a method such as sputtering, and is patterned by a technique such as etching, or photosensitive. The resin composition is mixed with light-shielding fine particles such as carbon black and metal oxide, or a color material such as pigments or dyes composed of a plurality of types, and this is formed as a black photosensitive resin composition layer on the substrate, and photo Examples of the method include forming by patterning using a lithography method, but any method may be used in the present invention.
ブラックマトリックス形成用の感光性樹脂組成物に用いることの可能な黒色着色剤としては、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒、アニリンブラック、シアニンブラック、及びチタンブラック等が挙げられる。これらの中では、遮光性、画像特性等の面から、カーボンブラックが好ましい。 Examples of the black colorant that can be used in the photosensitive resin composition for forming the black matrix include carbon black, graphite, iron black, aniline black, cyanine black, and titanium black. Among these, carbon black is preferable in terms of light shielding properties, image characteristics, and the like.
カーボンブラックの具体例としては、例えば、三菱化学社製 商品名「MA7」、「MA8」、「MA11」、「MA100」、「MA220」、「MA230」、「#52」、「#50」、「#47」、「#45」、「#2700」、「#2650」、「#2200」、「#1000」、「#990」、及び「#900」等;テグサ社製 商品名「Printex95」、「Printex90」、「Printex85」、「Printex75」、「Printex55」、「Printex45」、「Printex40」、「Printex30」、「Printex3」、「PrintexA」、「PrintexG」、「Special Black550」、「Special Black350」、「Special Black250」、及び「Special Black100」等;キャボット社製 商品名「Monarch460」、「Monarch430」、「Monarch280」、「Monarch120」、「Monarch800」、「Monarch4630」、「REGAL99」、「REGAL99R」、「REGAL415」、「REGAL415R」、「REGAL250」、「REGAL250R」、「REGAL330」、「BLACK PEARLS480」、及び「BLACK PEARLS130」等;コロンビアンカーボン社製 商品名「RAVEN11」、「RAVEN15」、「RAVEN30」、「RAVEN35」、「RAVEN40」、「RAVEN410」、「RAVEN420」、「RAVEN450」、「RAVEN500」、「RAVEN780」、「RAVEN850」、「RAVEN890H」、「RAVEN1000」、「RAVENl020」、「RAVEN1040」等が挙げられる。これらに調色目的で有機顔料を添加しても良い。 Specific examples of carbon black include, for example, trade names “MA7”, “MA8”, “MA11”, “MA100”, “MA220”, “MA230”, “# 52”, “# 50” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “# 47”, “# 45”, “# 2700”, “# 2650”, “# 2200”, “# 1000”, “# 990”, “# 900”, etc .; trade name “Printex95” manufactured by Tegusa , "Printex90", "Printex85", "Printex75", "Printex55", "Printex45", "Printex40", "Printex30", "Printex3", "PrintexA", "PrintexG", "BleSp" , "Special Blac “K250”, “Special Black 100”, etc .; trade names “Monarch 460”, “Monarch 430”, “Monarch 280”, “Monarch 120”, “Monarch 800”, “Monarch 4630”, “REGAL99R”, “GALG99R”, “GAL99R”, “GAL99R”, “GAL99R”, “GAL” , “REGAL415R”, “REGAL250”, “REGAL250R”, “REGAL330”, “BLACK PEARLS480”, “BLACK PEARLS130” and the like; ”,“ Raven40 ”,“ Raven410 ”,“ Raven420 ”,“ Raven450 ”,“ R ” AVEN500 ”,“ Raven780 ”,“ Raven850 ”,“ Raven890H ”,“ Raven1000 ”,“ Raven1020 ”,“ Raven1040 ”, and the like. An organic pigment may be added to these for the purpose of toning.
着色画素部は、上述したブラックマトリックスの開口部に設けられ、通常、赤色画素(R)、緑色画素(G)、および青色画素(B)の3原色からなる画素パターンが所望の形状で配置されたものである。その形成方法としては、顔料分散法、染料法、電着法、印刷法、転写法やインクジェットにより各画素を形成する方法など、公知の方法が挙げられる。本発明では、いずれの方法により形成しても良く、色材としては耐熱性のある有機顔料を用いることが望ましい。 The colored pixel portion is provided in the opening of the black matrix described above, and a pixel pattern composed of the three primary colors of red pixel (R), green pixel (G), and blue pixel (B) is usually arranged in a desired shape. It is a thing. Examples of the forming method include known methods such as a pigment dispersion method, a dye method, an electrodeposition method, a printing method, a transfer method, and a method of forming each pixel by inkjet. In the present invention, it may be formed by any method, and it is desirable to use a heat-resistant organic pigment as the coloring material.
本発明において、配向制御用突起とスペーサを有する基板の構成としては、カラーフィルタ上若しくは透明導電膜上に配向制御用突起およびスペーサを設けた構成、カラーフィルタ、透明導電膜、配向制御用突起並びにスペーサ、及び配向膜層の順に形成した構成、又はこれらのいずれかの層の間に平坦化層である保護層を設けた構成が挙げられる。 In the present invention, the configuration of the substrate having the alignment control protrusion and the spacer includes a configuration in which the alignment control protrusion and the spacer are provided on the color filter or the transparent conductive film, the color filter, the transparent conductive film, the alignment control protrusion, and A structure in which a spacer and an alignment film layer are formed in this order, or a structure in which a protective layer that is a planarization layer is provided between any of these layers can be given.
透明導電膜は、液晶表示装置の液晶層を挟持する一対の対向する基板の少なくとも一方に必須の部材である。通常は液晶分子の配向方向を規制する配向膜あるいは配向突起の直下に形成され、電気信号を伝達することで基板間の液晶分子の挙動を制御する。或いは、配向制御用突起の上に蒸着等により設けることも可能である。 The transparent conductive film is an essential member for at least one of a pair of opposed substrates that sandwich the liquid crystal layer of the liquid crystal display device. Usually, it is formed directly under an alignment film or alignment protrusion that regulates the alignment direction of the liquid crystal molecules, and controls the behavior of the liquid crystal molecules between the substrates by transmitting an electrical signal. Alternatively, it may be provided on the alignment control protrusion by vapor deposition or the like.
透明導電膜としては、透明で導電性があり、薄膜状に形成できる物質が用いられ、通常ITO(インジウムと錫の複合酸化物)膜が用いられる。それ以外には、IZO(インジウムと亜鉛の複合酸化物)膜、これにガリウム酸化物を加えたIGZO膜やSnO2(二酸化錫)膜などを用いることも出来、各々、スパッタリング法、真空蒸着法などの手法にて形成することが出来る。 As the transparent conductive film, a material that is transparent and conductive and can be formed into a thin film is used, and an ITO (complex oxide of indium and tin) film is usually used. In addition, an IZO (indium and zinc composite oxide) film, an IGZO film in which gallium oxide is added to this film, and a SnO 2 (tin dioxide) film can also be used. It can be formed by such a method.
次に、配向制御用突起とスペーサの形成方法について説明する。 Next, a method for forming alignment control protrusions and spacers will be described.
まず、透光性基板上に上述した感光性樹脂組成物をコートする。あるいは必要であれば上述したように、カラーフィルタ、平坦化膜、及び透明導電膜が形成された基板上にコートする。感光性樹脂組成物のコートは、バーコーター、アプリケーター、ワイヤーバー、スピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工方法を用いることが出来る。或いは、感光性樹脂組成物を公知の方法でドライフィルム化し、これをラミネーターを用いて基板上に転写し、積層してもよい。 First, the above-described photosensitive resin composition is coated on a translucent substrate. Or if necessary, it coats on the board | substrate with which the color filter, the planarization film | membrane, and the transparent conductive film were formed as above-mentioned. For coating the photosensitive resin composition, a known coating method such as a bar coater, applicator, wire bar, spin coater, roll coater, slit coater, curtain coater, die coater, or comma coater can be used. Alternatively, the photosensitive resin composition may be formed into a dry film by a known method, and this may be transferred onto a substrate using a laminator and laminated.
次に、複数のパターンを有する波長選択性マスク、あるいは透過率の異なる複数のパターンを有するフォトマスクを通して光照射してパターン露光を行い、次いで現像を行い、不必要部分を溶解除去することで、配向制御用突起とスペーサを一括して形成する。 Next, pattern exposure is performed by irradiating light through a wavelength selective mask having a plurality of patterns, or a photomask having a plurality of patterns having different transmittances, and then developing is performed to dissolve and remove unnecessary portions. The alignment control protrusion and the spacer are formed in a lump.
スペーサ柱の高さはカラーフィルタ基板と対向するアレイ基板とのギャップである2.0〜5.0μmの範囲であればよい。また、配向制御用突起の大きさは、過大であると液晶配向に支障があり、十分な視野角を得にくいとともに液晶配向欠陥起因のムラを生じやすくなる。配向制御突起の高さは、スペーサの高さの2/3以下であると、比較的良好な配向効果を得ることができる。 The height of the spacer column may be in the range of 2.0 to 5.0 μm, which is the gap between the color filter substrate and the facing array substrate. On the other hand, if the size of the alignment control protrusion is excessively large, liquid crystal alignment is hindered, and it is difficult to obtain a sufficient viewing angle and unevenness due to liquid crystal alignment defects is likely to occur. When the height of the alignment control protrusion is 2/3 or less of the height of the spacer, a relatively good alignment effect can be obtained.
本発明に用いる波長選択性マスクとは、光完全透過部、完全遮光部の他に、少なくとも1種類以上の半透過部を有することを特徴とするフォトマスクである。ここでいう半透過部とは、300〜450nmの波長範囲で波長によって異なる透過率を有する部分のことである。一般に、フォトマスクの完全遮光部としてはクロム(Cr)薄膜が用いられるが、例えば、このクロム(Cr)薄膜の膜厚を部分的にさらに薄くする、または網点状にクロム(Cr)薄膜のパターンを形成すると、その部分のみ若干光を通すようになる。ただし、この場合は、300〜450nmの範囲でほぼ一様に透過率が変化するため、露光量の制御はできていても露光波長の選択性はない。よって得られるレジストパターンも、高さは制御できても形状は制御できないことになる。 The wavelength-selective mask used in the present invention is a photomask characterized by having at least one kind of semi-transmissive part in addition to the light complete transmission part and the complete light-shielding part. The semi-transmission part here is a part having a transmittance which varies depending on the wavelength in the wavelength range of 300 to 450 nm. In general, a chromium (Cr) thin film is used as a complete light-shielding portion of a photomask. For example, the film thickness of the chromium (Cr) thin film is partially further reduced, or a chromium (Cr) thin film is formed in a halftone dot pattern. When the pattern is formed, only that portion passes a little light. However, in this case, since the transmittance changes almost uniformly in the range of 300 to 450 nm, there is no selectivity of the exposure wavelength even if the exposure amount can be controlled. Therefore, even if the height of the resist pattern obtained can be controlled, the shape cannot be controlled.
これに対し、半透過部形成材料としてCr薄膜の代わりにITO薄膜あるいはTi、Wを含む化合物薄膜、あるいはTi、Moを含む化合物薄膜等を用いると、波長によって透過率の異なる半透過部を形成することができる。これらの薄膜は、その材料や形成プロセスの違いによって波長選択性を制御することも可能であり、これによって高さのみならず形状も異なるレジストパターンの一括形成が可能となる。 On the other hand, if an ITO thin film, a compound thin film containing Ti or W, or a compound thin film containing Ti or Mo is used instead of the Cr thin film as a material for forming the semi-transmissive part, a semi-transmissive part having different transmittance depending on the wavelength is formed. can do. The wavelength selectivity of these thin films can be controlled depending on the material and the formation process, and thereby it is possible to collectively form resist patterns having different shapes as well as heights.
このように、形成したいパターンの高さや形状にあわせて光完全透過部、半透過部を組み合わせて形成された波長選択性マスクを用いることにより、一回の露光で異なる高さと形状を持つパターンの形成が可能となる。具体的には、感光性樹脂組成物がネガ型の場合は、スペーサ柱形成部は光完全透過部、配向制御用突起形成部は半透過部、何も残したくない部分は完全遮光部となっている波長選択性マスクを用いると、スペーサ形成部は感光性樹脂組成物層の上部まで完全に硬化するため、マスクパターンにほぼ忠実な柱状のレジストパターンが形成され、配向制御用突起形はスペーサよりも高さの低い半円形状のパターンが形成される。また、透過率特性の異なる2種以上のパターンを有するフォトマスクを用いることにより、形状や高さを部分的に変えた配向制御用突起を一括して形成することも可能である。 In this way, by using a wavelength selective mask formed by combining a light transmissive part and a semi-transmissive part in accordance with the height and shape of a pattern to be formed, patterns having different heights and shapes can be obtained in one exposure. Formation is possible. Specifically, when the photosensitive resin composition is a negative type, the spacer column forming part is a completely light transmitting part, the alignment control protrusion forming part is a semi-transmitting part, and the part where nothing is left is a completely light shielding part. When the wavelength selective mask is used, the spacer forming portion is completely cured up to the upper part of the photosensitive resin composition layer, so that a columnar resist pattern that is almost faithful to the mask pattern is formed. A semicircular pattern having a lower height is formed. Further, by using a photomask having two or more types of patterns having different transmittance characteristics, it is possible to collectively form alignment control protrusions having partially changed shapes and heights.
露光用の光源としては、300〜450nmの波長光を出す光源、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を用いることができる。露光後、所定の現像液にて現像することにより、マスクパターンに忠実な画像を得ることができる。現像液としては、有機溶剤系またはアルカリ水溶液系が一般的であるが、作業の安全性、環境安全性の確保の観点からアルカリ水溶液系のものが好ましく、特に、無機アルカリ系が好ましい。ただし、TFT素子をマトリクス状に配設したアレイ基板上にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ・オン・アレイ構造(COA)の場合は、無機アルカリ水溶液中のNaやKイオンが汚染の原因となるので、有機アルカリ現像液を使用することが好ましい。またこれらに、界面活性剤等の公知の種々の添加物を混合することもできる。 As the light source for exposure, a light source that emits light having a wavelength of 300 to 450 nm, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, or the like can be used. After exposure, an image faithful to the mask pattern can be obtained by developing with a predetermined developer. As the developer, an organic solvent system or an aqueous alkali system is generally used, but an aqueous alkaline system is preferable from the viewpoint of ensuring work safety and environmental safety, and an inorganic alkaline system is particularly preferable. However, in the case of a color filter on array structure (COA) in which a color filter is formed on an array substrate in which TFT elements are arranged in a matrix, Na and K ions in an inorganic alkaline aqueous solution cause contamination. It is preferable to use an organic alkali developer. These can also be mixed with various known additives such as surfactants.
本発明においては、上記フォトリソグラフィ工程後に加熱工程を施すことにより、配向制御用突起とスペーサの硬化を促進し、基板との密着性を向上せしめ、さらに耐溶剤性、耐薬品性を付与することができる。また、半透過部で硬化させた配向制御用突起部は、光完全透過部で硬化させたスペーサに比べて硬化性が若干低いため、熱による収縮やリフローにより形状が滑らかになり、液晶分子の配向性をより向上させることが可能となる。加熱工程は、ホットプレート、熱風炉あるいは遠赤外線炉等で熱硬化成分が十分反応する温度と時間、例えば200〜250℃で15〜100分行えばよい。 In the present invention, by performing a heating step after the photolithography step, curing of the alignment control protrusion and the spacer is promoted, adhesion to the substrate is improved, and solvent resistance and chemical resistance are imparted. Can do. In addition, the alignment control protrusions cured at the semi-transmission part have a slightly lower curability than the spacers cured at the light complete transmission part, so the shape becomes smooth due to heat shrinkage and reflow, and the liquid crystal molecules The orientation can be further improved. The heating step may be carried out at a temperature and time at which the thermosetting component sufficiently reacts in a hot plate, a hot air furnace, a far-infrared furnace or the like, for example, at 200 to 250 ° C. for 15 to 100 minutes.
ここで、配向制御用突起は、カラーフィルタの着色画素層上、あるいはブラックマトリクス上に配設される平坦化層上、もしくは透明導電膜上に形成され、その形状は、ドット状、ストライプ状、ジグザグ状のように規則性があることが好ましく、それら突起の断面は、半円状、半楕円形状、あるいは三角形などのような多角形状であることが好ましいが、丸みを帯びたものであっても、円錐や角錐、台形状であっても良い。 Here, the alignment control protrusion is formed on the colored pixel layer of the color filter, on the planarizing layer disposed on the black matrix, or on the transparent conductive film, and the shape thereof is a dot shape, a stripe shape, It is preferable to have regularity such as a zigzag shape, and the cross section of the protrusions is preferably a semicircular shape, a semi-elliptical shape, or a polygonal shape such as a triangle, but is rounded. Alternatively, it may be a cone, a pyramid, or a trapezoid.
また、スペーサは、カラーフィルタの着色画素層を除く遮光層上の透明導電膜上、もしくはアレイ基板などの対向基板の遮光層に対応する位置に形成され、その形状は、平面視で、円柱ないし多角柱が一般的である。スペーサや配向制御用突起は、カラーフィルタやブラックマトリクスや、光の反射部(光を透過でなく反射として利用する部分)では、高さを複数種類に変えて形成しても良い。 The spacer is formed on the transparent conductive film on the light shielding layer excluding the colored pixel layer of the color filter or at a position corresponding to the light shielding layer of the counter substrate such as an array substrate, and the shape thereof is a cylinder or a plan view. Polygonal columns are common. The spacers and the alignment control protrusions may be formed by changing the height to a plurality of types in the color filter, the black matrix, or the light reflection part (the part where light is used as reflection instead of transmission).
本発明に係る液晶表示装置用基板に対向する片側の基板、あるいは両方の基板の内側の面に、配向制御用突起とは別に配向膜層を設けても良い。配向膜層には、ネガ型液晶化合物を垂直配向させ、かつ透明で絶縁性の物質が用いられる。通常、ポリイミド樹脂が用いられる。ポリイミド樹脂用液、ポリアミック酸溶液などを公知の塗布方法あるいは印刷方法にて形成し、その後、熱処理等で硬膜することにより形成される。 An alignment film layer may be provided separately from the alignment control protrusion on one side of the substrate facing the substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, or on the inner surface of both substrates. For the alignment film layer, a negative liquid crystal compound is vertically aligned and a transparent and insulating material is used. Usually, a polyimide resin is used. A polyimide resin solution, a polyamic acid solution, or the like is formed by a known coating method or printing method, and then hardened by heat treatment or the like.
必要に応じて設けられる保護層は、遮光層及び着色画素層を形成したときに生ずる段差を平坦化するため、あるいは遮光層や着色画素層中に含まれる成分が液晶層へ混入するのを防ぐものであり、透明性が要求される。保護層を形成する材料としては、光硬化型、熱硬化型、光及び熱硬化型の樹脂組成物、エポキシ、アクリルやポリイミドなどの樹脂硬化物、あるいはスパッタや蒸着により形成される無機化合物等、前述の目的を達成できる材料であればよい。保護層の膜厚は、カラーフィルタ層の表面状態を考慮して、0.5から3μmとすることができる。 The protective layer provided as necessary is for flattening a step generated when the light shielding layer and the colored pixel layer are formed, or preventing components contained in the light shielding layer and the colored pixel layer from being mixed into the liquid crystal layer. Therefore, transparency is required. As a material for forming the protective layer, photocurable, thermosetting, light and thermosetting resin compositions, resin cured products such as epoxy, acrylic and polyimide, or inorganic compounds formed by sputtering or vapor deposition, etc. Any material that can achieve the above-described object may be used. The film thickness of the protective layer can be set to 0.5 to 3 μm in consideration of the surface state of the color filter layer.
以下、本発明の感光性樹脂組成物の各成分について説明する。 Hereinafter, each component of the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated.
<アルカリ可溶性樹脂>
本発明の感光性樹脂組成物に使用されるアルカリ可溶性樹脂としては、たとえばアクリル系樹脂、ノボラック系樹脂等が挙げられる。本発明の感光性樹脂組成物に使用されるアルカリ可溶性樹脂は、その酸価が固形分換算で20〜180であることが好ましく、35〜150であればより好ましい。樹脂の酸価が20未満であると、アルカリ現像において現像不良となる恐れがあり、酸価が180より大きくなるとアルカリ現像において露光部分の表面が現像液で侵食される等の不具合が生じ易くなる。
<Alkali-soluble resin>
Examples of the alkali-soluble resin used in the photosensitive resin composition of the present invention include acrylic resins and novolac resins. The alkali-soluble resin used in the photosensitive resin composition of the present invention preferably has an acid value of 20 to 180 in terms of solid content, more preferably 35 to 150. If the acid value of the resin is less than 20, there is a risk of developing failure in alkali development, and if the acid value is greater than 180, problems such as the surface of the exposed portion being eroded by the developer are liable to occur in alkali development. .
本発明の感光性樹脂組成物に使用されるアルカリ可溶性樹脂の一例であるアクリル変性樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボン酸含有単量体と、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、ラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メア)タクリレート類、ベンジル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールEO変性アクリレート等の芳香環含有(メア)タクリレート類、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、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、スチレン、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド等の化合物との(共)重合体が挙げられる。 Examples of the acrylic-modified resin that is an example of the alkali-soluble resin used in the photosensitive resin composition of the present invention include carboxylic acid-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, methyl (meth) acrylate, and ethyl (meth). Aromatic ring-containing (male) tacrylates such as acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, alkyl (mea) tacrylates such as lauryl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, paracumylphenol EO modified acrylate, etc. Hydroxyl-containing (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, etc. Acrylates, styrene, cyclohexyl maleimide, (co) polymers with compounds such as phenyl maleimide.
また、これらの樹脂に、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ含有アクリレートを付加させることや、水酸基含有(メタ)アクリレートの共重合体にメタクリロイルオキシエチル(メタ)アクリレートを付加させることでアクリル変性樹脂とすることが出来る。 In addition, by adding an epoxy-containing acrylate such as glycidyl (meth) acrylate to these resins, or by adding methacryloyloxyethyl (meth) acrylate to a copolymer of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate, I can do it.
ノボラック系樹脂としては、EPPN-501H、EPPN-502H(日本化薬株式会社製)等のクレゾールノボラックエポキシ樹脂にアクリル酸を付加し、その後、酸無水物を付加させた樹脂が挙げられる。 Examples of the novolak resin include resins obtained by adding acrylic acid to a cresol novolac epoxy resin such as EPPN-501H and EPPN-502H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and then adding an acid anhydride.
<多官能重合性モノマー>
本発明の感光性樹脂組成物に使用される多官能光重合性モノマーとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型EO付加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートエステル類が挙げられる。これらは、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。
<Polyfunctional polymerizable monomer>
Examples of the polyfunctional photopolymerizable monomer used in the photosensitive resin composition of the present invention include monomers containing a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and ethylene glycol diester. (Meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenol A type EO adduct diacrylate, trimethylol Propane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tet (Meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, polyfunctional (meth) acrylate esters such as glycerol (meth) acrylate. These can be used alone or in combination of two or more.
<芳香環構造を有するエポキシ樹脂>
本発明の感光性樹脂組成物は、必須成分として芳香環構造を有するエポキシ樹脂を含有する。芳香環構造を有するエポキシ樹脂の具体例としては、2−[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパンが挙げられ、市販されているものとしては、テクモアVG3101(株式会社プリンテック社製)などが挙げられる。
<Epoxy resin having aromatic ring structure>
The photosensitive resin composition of the present invention contains an epoxy resin having an aromatic ring structure as an essential component. Specific examples of the epoxy resin having an aromatic ring structure include 2- [4- (oxiranylmethoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4- (oxiranylmethoxy) phenyl] ethyl. ]] Phenyl] propane, and as commercially available products, Techmore VG3101 (manufactured by Printec Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
芳香環構造を有するエポキシ樹脂の配合量は、アルカリ可溶性樹脂、多官能重合性モノマー、光重合開始剤、及びエポキシ樹脂の総固形分に対し、10重量%〜40重量%であるのが好ましい。総固形分に対するエポキシ樹脂の配合量が10重量%未満では、形成された配向制御用突起及びスペーサの誘電正接が大きくなり、画像の焼き付きが生じてしまう。また、40重量%を超えると、配向制御用突起とスペーサとで高さに所定の差を設けることが困難となる。 It is preferable that the compounding quantity of the epoxy resin which has an aromatic ring structure is 10 to 40 weight% with respect to the total solid of alkali-soluble resin, a polyfunctional polymerizable monomer, a photoinitiator, and an epoxy resin. When the blending amount of the epoxy resin with respect to the total solid content is less than 10% by weight, the dielectric loss tangent of the formed alignment control protrusion and spacer is increased, and image burn-in occurs. If it exceeds 40% by weight, it is difficult to provide a predetermined difference in height between the alignment control protrusion and the spacer.
<溶剤>
本発明の感光性樹脂組成物に使用可能な溶剤成分としては、例えばアルコール類、フェノール類、グリコール類、グリコールエーテル類、エーテル類、エステル類、ケトン類、アセテート類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ニトリル類、アミド類などが挙げられる。これらの中では、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、エーテル類、エステル類、ケトン類、アセテート類が好ましく、グリコールエーテル類、エーテルアセテート類が特に好ましい。
<Solvent>
Examples of the solvent component that can be used in the photosensitive resin composition of the present invention include alcohols, phenols, glycols, glycol ethers, ethers, esters, ketones, acetates, aromatic hydrocarbons, halogens, and the like. Hydrocarbons, nitriles, amides and the like. Among these, alcohols, glycols, glycol ethers, ethers, esters, ketones, and acetates are preferable, and glycol ethers and ether acetates are particularly preferable.
具体的には、エタノール、プロパノール、ブタノール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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、カルビトール、3−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジイソプロピルエーテル、ミネラルスピリット、n−ペンタン、アミルエーテル、エチルカプリレート、n−ヘキサン、ジエチルエーテル、イソプレン、エチルイソブチルエーテル、n−オクタン、ジイソブチレン、アプコシンナー、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキセン、メチルノニルケトン、プロピルエーテル、ドデカン、ソーカルソルベントNo.1およびNo.2、アミルホルメート、ジヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ジヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ソルベッソ#150、(n−,sec−,t−)酢酸ブチル、ヘキセン、シェルTS28ソルベント、ブチルクロライド、エチルアミルケトン、エチルベンゾエート、アミルクロライド、エチレングリコールジエチルエーテル、エチルオルソホルメート、メトキシメチルペンタノン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルイソブチレート、ベンゾニトリル、エチルプロピオネート、メチルイソアミルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピルアセテート、アミルアセテート、アミルホルメート、ビシクロヘキシル、ジペンテン、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、プロピルプロピオネート、メチルエチルケトン、エチルセロソルブアセテート、シクロヘキサノン、酢酸エチルなどが挙げられる。 Specifically, ethanol, propanol, butanol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, methoxymethylpentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, benzyl alcohol, ethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol-t-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, carbitol, 3-ethoxy Ethyl propionate, propylene glycol Nomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, Diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monoethyl ether acetate, diisopropyl ether, mineral spirit, n-pentane, amyl ether Le, ethyl caprylate, n- hexane, diethyl ether, isoprene, ethyl isobutyl ether, n- octane, diisobutylene, Apuko thinner, butyl ether, diisobutyl ketone, methyl cyclohexene, methyl nonyl ketone, propyl ether, dodecane, Sokal Solvent No. 1 and no. 2, amyl formate, dihexyl ether, diisopropyl ketone, dihexyl ether, diisopropyl ketone, Solvesso # 150, (n-, sec-, t-) butyl acetate, hexene, shell TS28 solvent, butyl chloride, ethyl amyl ketone, ethyl benzoate , Amyl chloride, ethylene glycol diethyl ether, ethyl orthoformate, methoxymethyl pentanone, methyl butyl ketone, methyl hexyl ketone, methyl isobutyrate, benzonitrile, ethyl propionate, methyl isoamyl ketone, methyl isobutyl ketone, propyl acetate , Amyl acetate, amyl formate, bicyclohexyl, dipentene, methyl amyl ketone, methyl isopropyl ketone, propyl propionate, Methyl ethyl ketone, ethyl cellosolve acetate, cyclohexanone, ethyl acetate and the like.
これら溶剤の中ではジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、シクロヘキサノンが好ましい。 Among these solvents, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and cyclohexanone are preferable.
上記溶剤は、1種を単独で使用してもよいが、必要に応じて2種以上の溶剤を併用してもよい。 Although the said solvent may be used individually by 1 type, you may use 2 or more types of solvents together as needed.
<光重合開始剤>
本発明の感光性樹脂組成物に使用される光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、p−tert−ブチルアセトフェノン等のアセトフェノン類、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ビスジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール、チオキサンソン、2−クロロチオキサンソン、2,4−ジエチルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、2−イソプロピルチオキサンソン等の硫黄化合物、2−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン等のアントラキノン類、2,4−トリクロロメチル−(4’−メトキシフェニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(4’−メトキシナフチル)−6−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類、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド等の有機過酸化物、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール等のチオール化合物等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、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。
<Photopolymerization initiator>
Examples of the photopolymerization initiator used in the photosensitive resin composition of the present invention include acetophenone, 2,2′-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, dichloroacetophenone, trichloroacetophenone, Acetophenones such as p-tert-butylacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, benzophenones such as p, p'-bisdimethylaminobenzophenone, benzoin such as benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether Ethers, benzyldimethyl ketal, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthio Sulfur compounds such as xanthone, anthraquinones such as 2-ethylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-diphenylanthraquinone, 2,4-trichloromethyl- (4′-methoxyphenyl) -6 Triazine, 2,4-trichloromethyl- (4′-methoxynaphthyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl- (4′-methoxystyryl) Triazines such as -6-triazine, organic peroxides such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, cumene peroxide, thiols such as 2-mercaptobenzoimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzothiazole Compounds and the like. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
また、本発明の感光性樹脂組成物には、単独では光重合開始剤として機能しないが、上記光重合開始剤と組合せて使用することで光重合開始剤の能力を増大させる化合物を、光重合開始助剤として添加することができる。そのような化合物としては、例えばベンゾフェノンと組合せて使用すると効果のあるトリエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。 In addition, the photosensitive resin composition of the present invention does not function as a photopolymerization initiator alone, but a compound that increases the ability of the photopolymerization initiator when used in combination with the photopolymerization initiator is photopolymerized. It can be added as an initiation aid. Examples of such compounds include tertiary amines such as triethanolamine that are effective when used in combination with benzophenone.
光重合開始剤の添加量は、樹脂100重量部に対して、0.1〜30重量部が好ましい。0.1重量部未満では、光重合の速度が遅くなって感度が低下する傾向があり、30重量部よりも多いと、基板等との密着性が低下する傾向がある。 The addition amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the photopolymerization rate tends to be low and the sensitivity tends to decrease. If the amount is more than 30 parts by weight, the adhesion to the substrate or the like tends to decrease.
本発明の感光性樹脂組成物を硬膜処理した樹脂の誘電正接は、液晶表示装置の駆動周波数範囲で0.01以下であるのが好ましく、0.0094以下であるのがより好ましい。上記樹脂組成物の誘電正接が0.01以下であると、液晶表示装置基板における液晶分割配向制御用突起の形成に用いた場合に、表示焼き付き等の発生しない信頼性の高い液晶表示装置が得られる。一般に液晶材料、配向膜材料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であり、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−LCDに用いる配向制御用突起材料の誘電正接の値は液晶材料、配向膜材料と同程度かそれ以下の値であることが好ましいと考えられる。 The dielectric loss tangent of the resin obtained by hardening the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.01 or less, more preferably 0.0094 or less in the driving frequency range of the liquid crystal display device. When the dielectric loss tangent of the resin composition is 0.01 or less, a highly reliable liquid crystal display device in which display burn-in or the like does not occur is obtained when used for forming a liquid crystal split alignment control protrusion on the liquid crystal display device substrate. It is done. In general, a liquid crystal material, an alignment film material, and the like are materials having a large ability to hold electric charges, that is, a material having a relatively small dielectric loss tangent, and the value thereof is generally about 0.005 to 0.02. Therefore, it is considered that the value of the dielectric loss tangent of the alignment control projection material used in the MVA-LCD is preferably the same as or lower than that of the liquid crystal material and alignment film material.
つまり、配向制御用突起材料に用いる樹脂組成物の誘電正接は低いほど好ましいが、配向制御用突起に求められる他の特性上、現時点では0.003程度が下限となる。尚、誘電正接は測定周波数に依存する値であり、液晶の駆動信号の波形は高周波成分もいくらか含むため、理想的には10〜1kHzの広い周波数範囲での特性を考慮する必要がある。ただし、実際には液晶駆動の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。誘電正接測定用のサンプルとしては、本発明に係る感光性樹脂組成物の硬化物膜を用い、後述する誘電正接評価方法に従って測定した。 That is, the lower the dielectric loss tangent of the resin composition used for the alignment control protrusion material, the better. However, at the present time, the lower limit is about 0.003 due to other characteristics required for the alignment control protrusion. Note that the dielectric loss tangent is a value that depends on the measurement frequency, and the waveform of the driving signal of the liquid crystal includes some high-frequency components. Therefore, it is ideally necessary to consider characteristics in a wide frequency range of 10 to 1 kHz. However, since one frame for driving the liquid crystal is actually about 60 Hz, it is appropriate to pay attention 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. As a sample for dielectric loss tangent measurement, the cured product film of the photosensitive resin composition according to the present invention was used, and measurement was performed according to the dielectric loss tangent evaluation method described later.
図1〜3に、本発明が適用される液晶表示装置の様々な実施形態を示す。 1 to 3 show various embodiments of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
図1は、以上説明した感光性樹脂組成物を用いて配向制御用突起及びスペーサを形成した本発明の第1の実施形態に係るMVA−LCDを模式的に示す断面図である。図1において、液晶表示装置10は、液晶駆動のためのアクティブ素子を配設したアレイ基板11と、カラーフィルタ基板12とを対向させて配置し、それらの間に液晶分子13を挟持した構成を有している。アレイ基板11は、透光性基板14a上に透明導電膜15aを形成してなり、カラーフィルタ基板12は、透光性基ブラックマトリクス16、着色層17、及び透明導電膜15bを形成してなる。着色層17は、赤色画素17R、緑色画素17G、及び青色画素17Bから構成される。なお、配向膜や、偏光板、位相差板は図示を省略されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an MVA-LCD according to the first embodiment of the present invention in which alignment control protrusions and spacers are formed using the photosensitive resin composition described above. In FIG. 1, a liquid
カラーフィルタ基板12の透明導電膜15b上には、配向制御用突起18及びスペーサ19が設けられている。これら配向制御用突起18及びスペーサ19は、上述した本発明の感光性樹脂組成物を用いて一括して形成されている。
An alignment control protrusion 18 and a
図2は、本発明の第2の実施形態に係るMVA−LCDを模式的に示す断面図である。図2において、液晶表示装置20は、液晶駆動のためのアクティブ素子を配設したアレイ基板21と、カラーフィルタ基板22とを対向させて配置し、それらの間に液晶分子23を挟持した構成を有している。アレイ基板21は、透光性基板24a上に透明導電膜25aを形成してなり、カラーフィルタ基板22は、透光性基板24b上にブラックマトリクス26、着色層27、及び透明導電膜25bを形成してなる。着色層27は、赤色画素27R、緑色画素27G、及び青色画素27Bから構成される。なお、配向膜や、偏光板、位相差板は図示を省略されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an MVA-LCD according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the liquid
アレイ基板21の透明導電膜25a上には、配向制御用突起28及びスペーサ29が設けられている。これら配向制御用突起28及びスペーサ29は、上述した本発明の感光性樹脂組成物を用いて一括して形成されている。
On the transparent
図3は、本発明の第3の実施形態に係るMVA−LCDを模式的に示す断面図である。図3において、液晶表示装置30は、液晶駆動のためのアクティブ素子及びカラーフィルタを配設したアレイ基板31と、ブラックマトリクス基板32とを対向させて配置し、それらの間に液晶分子33を挟持した構成を有している。即ち、図3に示すMVA−LCDは、COA構造の液晶表示装置である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an MVA-LCD according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the liquid crystal display device 30 has an
アレイ基板31は、透光性基板34a上に着色層37、及び透明導電膜35aを形成してなる。着色層37は、赤色画素37R、緑色画素37G、及び青色画素37Bから構成される。また、ブラックマトリクス基板32は、透光性基板34b上にブラックマトリクス36、平坦化層50及び透明導電膜35bを形成してなる。なお、配向膜や、偏光板、位相差板は図示を省略されている。
The
ブラックマトリクス基板32の透明導電膜35b上には、配向制御用突起38及びスペーサ39が設けられている。これら配向制御用突起38及びスペーサ39は、上述した本発明の感光性樹脂組成物を用いて一括して形成されている。
On the transparent conductive film 35b of the
以上、詳述したように、本発明によると、低い誘電率を有する感光性樹脂組成物を用いて、1回のフォトリソグラフィの工程で、配向制御用突起とスペーサをそれぞれの高さを確保しながら同時に形成することが可能となる。そのため、従来法に比べ、プロセス数と材料の量が約半分になり、時間とコストを大幅に削減することができる。また、低い誘電正接の値をもつスペーサ及び配向制御用突起が形成されるため、液晶表示装置に画像の焼き付きなどの不具合を発生することがない。 As described above in detail, according to the present invention, using the photosensitive resin composition having a low dielectric constant, the heights of the alignment control protrusions and the spacers can be secured in one photolithography process. However, it can be formed simultaneously. Therefore, compared with the conventional method, the number of processes and the amount of materials are reduced by about half, and the time and cost can be greatly reduced. Further, since the spacer and the alignment control protrusion having a low dielectric loss tangent value are formed, the liquid crystal display device does not suffer from problems such as image burn-in.
即ち、1回の樹脂材料の塗布により、配向制御用突起とスペーサの、高さの差を十分につけた構造物を作製することができるため、これらをカラーフィルタ上に形成する場合にも、あらかじめ遮光層であるブラックマトリクスの上に着色画素層を重ねる必要がなく、従ってスペーサの高さ精度を下げることなく、一括して形成することが可能となる。 That is, since a structure having a sufficient difference in height between the alignment control protrusion and the spacer can be produced by applying the resin material once, even when these are formed on the color filter in advance. It is not necessary to overlap the colored pixel layer on the black matrix that is the light shielding layer, and therefore it is possible to form them in a lump without reducing the height accuracy of the spacers.
更に、本発明の感光性樹脂組成物は、良好な電気特性を有しているので、長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生することのない優れた表示品質を有する液晶表示装置用基板の形成が可能となり、焼き付きの無い表示特性良好な液晶表示装置が提供できる。 Furthermore, since the photosensitive resin composition of the present invention has good electrical characteristics, it is used for a liquid crystal display device having excellent display quality in which an afterimage does not occur even when a voltage is applied for a long time. A substrate can be formed, and a liquid crystal display device with good display characteristics without image sticking can be provided.
なお、配向制御用突起とスペーサは、図1に示すようにカラーフィルタ基板側に形成することに限らず、図2に示すように、アレイ基板側に形成することも可能である。また、図3に示すように、アレイ基板にカラーフィルタを配設し、対向側基板としてブラックマトリクス基板を用いたCOA構造の液晶表示装置にも適用可能であり、この場合、ブラックマトリクス基板側に配向制御用突起とスペーサを形成することが出来る。 The alignment control protrusions and spacers are not limited to being formed on the color filter substrate side as shown in FIG. 1, but can also be formed on the array substrate side as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, the present invention can also be applied to a liquid crystal display device having a COA structure in which a color filter is arranged on an array substrate and a black matrix substrate is used as a counter substrate. An alignment control protrusion and a spacer can be formed.
本発明の実施例及び比較例について具体的に説明するが、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。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。 Examples of the present invention and comparative examples will be specifically described, but the present invention is not limited thereto without departing from the spirit of the present invention. In addition, since the material used in the present invention is extremely sensitive to light, it is necessary to prevent exposure to unnecessary light such as natural light, and it goes without saying that all operations are performed under a yellow or red light.
以下に本発明の感光性樹脂組成物に関する実施例を、比較例とあわせて説明する。 The Example regarding the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated with a comparative example below.
(実施例1)
[感光性樹脂組成物Aの調製]
下記の要領で感光性樹脂組成物(A)を調製した。
Example 1
[Preparation of photosensitive resin composition A]
A photosensitive resin composition (A) was prepared in the following manner.
内容量が1リットルの5つ口反応容器に、メタクリル酸20g、メタクリル酸メチル10g、ブチルメタクリル酸55g、ヒドロキシエチルメタクリレート15g、及びシクロヘキサノン400gを仕込み、窒素雰囲気下でAIBNを添加し、80〜85℃で8時間反応させて、樹脂1溶液(樹脂濃度20%)を得た。
A five-necked reaction vessel with an internal volume of 1 liter is charged with 20 g of methacrylic acid, 10 g of methyl methacrylate, 55 g of butyl methacrylic acid, 15 g of hydroxyethyl methacrylate, and 400 g of cyclohexanone, and AIBN is added under a nitrogen atmosphere. The mixture was reacted at 0 ° C. for 8 hours to obtain a resin 1 solution (
その後、下記の配合比率の感光性樹脂組成物(A)を調製した。 Thereafter, a photosensitive resin composition (A) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂1溶液 500重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
エポキシ樹脂(テクモアVG3101L) 50重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 580重量部
(実施例2)
[感光性樹脂組成物Bの調製]
下記の配合比率の感光性樹脂組成物(B)を調製した。
Resin 1 solution 500 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Epoxy resin (Techmore VG3101L) 50 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 580 parts by weight (Example 2)
[Preparation of photosensitive resin composition B]
A photosensitive resin composition (B) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂1溶液 500重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
エポキシ樹脂(テクモアVG3101L) 175重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 800重量部
(実施例3)
[感光性樹脂組成物Cの調製]
下記の要領で感光性樹脂組成物(C)を調製した。
Resin 1 solution 500 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Epoxy resin (Techmore VG3101L) 175 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 800 parts by weight (Example 3)
[Preparation of photosensitive resin composition C]
A photosensitive resin composition (C) was prepared in the following manner.
内容量が1リットルの5つ口反応容器に、EPPM501H(日本化薬株式会社製)168g、アクリル酸72g、メトキノン0.05g、テトラエチルアンモニウムブロミド1.1g、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート285gを仕込み、100〜110℃で20時間反応させた。次いで、無水フタル酸45gを仕込み、50〜60℃で8時間反応させて、樹脂2溶液(樹脂濃度50%)を得た。 In a five-necked reaction vessel with an internal volume of 1 liter, 168 g of EPPM501H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 72 g of acrylic acid, 0.05 g of methoquinone, 1.1 g of tetraethylammonium bromide, and 285 g of propylene glycol monomethyl ether acetate are charged. It was made to react at 100-110 degreeC for 20 hours. Next, 45 g of phthalic anhydride was charged and reacted at 50 to 60 ° C. for 8 hours to obtain a resin 2 solution (resin concentration 50%).
その後、下記の配合比率の感光性樹脂組成物(C)を調製した。 Thereafter, a photosensitive resin composition (C) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂2溶液 200重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
エポキシ樹脂(テクモアVG3101L) 50重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 580重量部
(実施例4)
[感光性樹脂組成物Dの調製]
下記の配合比率の感光性樹脂組成物(D)を調製した。
Resin 2 solution 200 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Epoxy resin (Techmore VG3101L) 50 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 580 parts by weight (Example 4)
[Preparation of photosensitive resin composition D]
A photosensitive resin composition (D) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂2溶液 200重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
エポキシ樹脂(テクモアVG3101L) 175重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 800重量部
(比較例1)
[感光性樹脂組成物Eの調製]
下記の配合比率の感光性樹脂組成物(E)を調製した。
Resin 2 solution 200 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Epoxy resin (Techmore VG3101L) 175 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 800 parts by weight (Comparative Example 1)
[Preparation of photosensitive resin composition E]
A photosensitive resin composition (E) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂1溶液 500重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
エポキシ樹脂(テクモアVG3101L) 20重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 800重量部
(比較例2)
[感光性樹脂組成物Fの調製]
下記の配合比率の感光性樹脂組成物(F)を調製した。
Resin 1 solution 500 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Epoxy resin (Techmore VG3101L) 20 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 800 parts by weight (Comparative Example 2)
[Preparation of photosensitive resin composition F]
A photosensitive resin composition (F) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂1溶液 500重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
エポキシ樹脂(テクモアVG3101L) 360重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 800重量部
(比較例3)
[感光性樹脂組成物Gの調製]
下記の配合比率の感光性樹脂組成物(G)を調製した。
Resin 1 solution 500 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Epoxy resin (Techmore VG3101L) 360 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 800 parts by weight (Comparative Example 3)
[Preparation of photosensitive resin composition G]
A photosensitive resin composition (G) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂1溶液 500重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
メラミン樹脂 175重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 800重量部
(比較例4)
[感光性樹脂組成物Hの調製]
下記の配合比率の感光性樹脂組成物(H)を調製した。
Resin 1 solution 500 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) 250 parts by weight Melamine resin 175 parts by weight Photopolymerization initiator (Irgacure (Irg) -907) 10 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 800 parts by weight ( Comparative Example 4)
[Preparation of photosensitive resin composition H]
A photosensitive resin composition (H) having the following blending ratio was prepared.
上記樹脂1溶液 500重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA) 250重量部
光重合開始剤(イルガキュア(Irg)−907) 10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
(PGMEA) 580重量部
実施例1〜4に係る組成物の配合組成を下記表1に、比較例1〜4に係る組成物の配合組成を下記表2にそれぞれ示す。括弧内の数値は含有量(重量部)である。なお、芳香環重量比(%)は、実施例に係る組成物のエポキシ樹脂の分子量は592g/molであり、そのうち芳香環相当分は288g/molとして求めた。
(一括形成評価)
一括形成評価用基板は、下記の要領で調製した感光性着色組成物を使用したカラーフィルタを用い、作製した。
(Batch formation evaluation)
The substrate for batch formation evaluation was produced using a color filter using a photosensitive coloring composition prepared as follows.
〔感光性着色組成物〕
<赤色着色組成物>
下記に示す配合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たサンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して、赤色顔料の分散体を作製した。
[Photosensitive coloring composition]
<Red coloring composition>
A mixture of the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill using glass beads having a diameter of 1 mm for 5 hours, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a red pigment dispersion.
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 18重量部
(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」)
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 2重量部
(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」)
分散剤(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」) 2重量部
アクリルワニス(固形分20%) 50重量部
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のフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
Red pigment: C.I. I. 18 parts by weight of Pigment Red 254 (“Ilgar For Red B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 177 2 parts by weight (Ciba Specialty Chemicals “Chromophthal Red A2B”)
Dispersant (“Ajisper PB821” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) 2 parts by weight Acrylic varnish (
上記分散体 72重量部
光重合性モノマー 18重量部
光開始剤 3重量部
増感剤 1重量部
シクロヘキサノン 253重量部
<緑色着色組成物>
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のフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
72 parts by weight of the dispersion Photopolymerizable monomer 18 parts by weight Photoinitiator 3 parts by weight Sensitizer 1 part by weight Cyclohexanone 253 parts by weight <Green coloring composition>
A mixture having 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 a green pigment dispersion.
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」) 16重量部
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」) 8重量部
分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk-163」) 2重量部
アクリルワニス(固形分20%) 102重量部
その後、上記分散体を128部用い、さらに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のフィルタで濾過して緑色着色組成物を得た。
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 36
("Rionol Green 6YK" manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) 16 parts by weight Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 150
("Funchon First Yellow Y-5688" manufactured by Bayer) 8 parts by weight Dispersant ("Disperbyk-163" manufactured by Big Chemie) 2 parts by weight Acrylic varnish (
光重合性モノマー 14重量部
光開始剤 4重量部
増感剤 2重量部
シクロヘキサノン 257重量部
<青色着色組成物>
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、5μmのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
Photopolymerizable monomer 14 parts by
A mixture having the following composition was stirred and mixed uniformly, then dispersed in a sand mill for 5 hours using a glass bead having a diameter of 1 mm, and filtered through a 5 μm filter to prepare a blue pigment dispersion.
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15:6
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」) 3.6重量部
分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 0.6重量部
アクリルワニス(固形分20%) 22.1重量部
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のフィルタで濾過して青色着色組成物を得た。
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15: 6
(“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) 3.6 parts by weight Dispersant (“Sols Birds 20000” manufactured by Zeneca) 0.6 parts by weight Acrylic varnish (
上記分散体 26.3重量部
アクリル系透明樹脂 9.4重量部
光重合性モノマー 4.7重量部
光開始剤 1.4重量部
増感剤 0.2重量部
PGMAc 11重量部
EEP 20重量部
シクロヘキサノン 26重量部
以下に本発明が適用される液晶表示装置用基板のひとつであるブラックマトリクス基板について説明する。
26.3 parts by weight of the above dispersion 9.4 parts by weight of acrylic transparent resin 4.7 parts by weight of photopolymerizable monomer 1.4 parts by weight of sensitizer 0.2 part by weight of
<ブラックマトリクス基板の作製>
本発明に適用されるブラックマトリクス基板に形成されるブラックマトリクスに使用する黒色感光性樹脂組成物としては、アクリル樹脂であるバインダー樹脂、光重合性モノマー、光開始剤、及びカーボンブラックである黒色着色剤を含む公知の黒色感光性樹脂組成物を用いた。
<Production of black matrix substrate>
The black photosensitive resin composition used for the black matrix formed on the black matrix substrate applied to the present invention includes a binder resin that is an acrylic resin, a photopolymerizable monomer, a photoinitiator, and a black coloring that is carbon black. A known black photosensitive resin composition containing an agent was used.
ガラスである透光性基板上に黒色感光性樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、必要に応じて加熱、例えば100℃で3分間加熱して溶剤などの揮発成分を乾燥させ(プリベーク)、黒色感光性樹脂層を形成する。次いで、この黒色感光性樹脂層を冷却した後、フォトマスクを介して365nmを主波長とする露光装置にて露光する。その後、未露光部をアルカリ現像液、例えば2.5%炭酸ナトリウム水溶液で現像した後、よく水洗し、さらに水洗して乾燥し、230℃で60分間加熱処理を行うことで、ブラックマトリクスを透光性基板上に形成した。 After the black photosensitive resin composition is applied on a light-transmitting substrate made of glass by a spin coating method, heating is performed as necessary, for example, heating at 100 ° C. for 3 minutes to dry volatile components such as a solvent (prebaking). Then, a black photosensitive resin layer is formed. Subsequently, after cooling this black photosensitive resin layer, it exposes with the exposure apparatus which makes 365 nm a main wavelength through a photomask. Thereafter, the unexposed portion is developed with an alkali developer such as a 2.5% aqueous sodium carbonate solution, then thoroughly washed with water, further washed with water and dried, and then subjected to heat treatment at 230 ° C. for 60 minutes to allow the black matrix to pass through. It formed on the optical substrate.
このブラックマトリクスの上に、1.5μmの膜厚でアクリル系の平坦化膜を形成し、ブラックマトリクスパターンを備えた基板とした。さらに、平坦化膜の上に透明導電膜を形成した後、前記した感光性樹脂組成物Aもしくは感光性樹脂組成物Bを用いて、スペーサおよび配向制御用突起を形成して、図3に示すブラックマトリクス基板31を得た。
On the black matrix, an acrylic flattening film having a thickness of 1.5 μm was formed to obtain a substrate having a black matrix pattern. Further, after forming a transparent conductive film on the flattening film, spacers and alignment control protrusions are formed using the photosensitive resin composition A or the photosensitive resin composition B, as shown in FIG. A
以下に本発明が適用される液晶表示装置用基板のひとつであるカラーフィルタ基板について説明する。 A color filter substrate which is one of substrates for a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described below.
<カラーフィルタ基板の作製>
上記感光性着色組成物を用い、以下のように3回のフォトリソグラフィ工程にて、着色画素を形成した。なお、前記したブラックマトリクスパターンのみをあらかじめ形成した透光性基板を用い、カラーフィルタである赤色画素、緑色画素、青色画素を、それぞれブラックマトリクスの開口部に形成した。
<Preparation of color filter substrate>
Using the photosensitive coloring composition, colored pixels were formed by three photolithography processes as follows. In addition, using the translucent board | substrate which formed only the above-mentioned black matrix pattern previously, the red pixel, green pixel, and blue pixel which are color filters were each formed in the opening part of the black matrix.
即ち、ガラス基板に、上記赤色着色材料をスピンコートにより仕上り膜厚が1.8μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥した後、着色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を300mJ/cm2の照射量で照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像して、ストライプ形状の赤色の着色層を得た。その後、230℃で30分焼成した。 That is, the red coloring material was applied to a glass substrate by spin coating so that the finished film thickness was 1.8 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, light from a high-pressure mercury lamp is irradiated at a dose of 300 mJ / cm 2 through a striped photomask for forming a colored layer, developed with an alkali developer for 60 seconds, and striped red A colored layer was obtained. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes.
次に、上記緑色着色材料も同様にスピンコートにより仕上り膜厚が1.8μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥した後、前述の赤色着色層と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し、現像することで、緑色着色層を得た。その後、230℃で30分焼成した。 Next, the green coloring material was similarly applied by spin coating so that the finished film thickness was 1.8 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, a green colored layer was obtained by exposing through a photomask and developing so that a pattern was formed adjacent to the above-mentioned red colored layer. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes.
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、上記青色着色材料についても仕上り膜厚が1.8μmの、赤色、緑色の着色層に隣接した青色着色層を得た。その後、230℃で30分焼成した。これにより、透光性基板上に赤、緑、青3色のストライプ状の着色画素を備えるカラーフィルタが得られた。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。 Further, in the same manner as for red and green, a blue colored layer adjacent to the red and green colored layers having a finished film thickness of 1.8 μm was obtained for the blue colored material. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes. As a result, a color filter provided with striped colored pixels of three colors of red, green, and blue on the translucent substrate was obtained. The alkaline developer has the following composition.
炭酸ナトリウム 1.5重量部
炭酸水素ナトリウム 0.5重量部
陰イオン系界面活性剤(花王・ペリレックスNBL) 8.0重量部
水 90重量部
次に、酸化インジウム系のターゲットをスパッタリングして、上記カラーフィルタ上に200nm厚の透明導電膜を形成した。
Sodium carbonate 1.5 parts by weight Sodium hydrogen carbonate 0.5 parts by weight Anionic surfactant (Kao Perirex NBL) 8.0 parts by weight Water 90 parts by weight Next, an indium oxide target is sputtered, A 200 nm thick transparent conductive film was formed on the color filter.
その後、各感光性樹脂組成物をスピンコート法で塗布し、透明導電膜上に厚さ4.2μmの感光性樹脂組成物層を形成し、スペーサ形成部がマスク開口10μmφの光完全透過部、配向制御用突起形成部がITO薄膜からなるマスク開口15μmの半透過部、その他の部分が完全遮光部となっている波長選択性マスクを用いて、感光性樹脂組成物層に150mJ/cm2の露光を行い、硬化させた。ここで、上記半透過部は365nmにおける透過率が30%、335nmにおける透過率が15%、314nmにおける透過率が3%であった。 Thereafter, each photosensitive resin composition is applied by a spin coating method to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 4.2 μm on the transparent conductive film, and a spacer formation portion is a light completely transmitting portion having a mask opening of 10 μmφ, Using a wavelength selective mask in which the alignment control protrusion forming part is a semi-transmissive part with a mask opening of 15 μm made of an ITO thin film and the other part is a complete light-shielding part, 150 mJ / cm 2 is applied to the photosensitive resin composition layer It was exposed and cured. Here, the transflective portion had a transmittance at 365 nm of 30%, a transmittance at 335 nm of 15%, and a transmittance at 314 nm of 3%.
次いで、アルカリ現像液で現像処理を行った後、240℃で60分、硬膜処理を行なった。次に、ブラックマトリックス上に形成されたスペーサと、着色画素層上の透明導電膜上に形成された配向制御用突起のそれぞれの高さを測定した。測定結果を下記表3に示す。 Next, after developing with an alkali developer, hardening was performed at 240 ° C. for 60 minutes. Next, the heights of the spacers formed on the black matrix and the alignment control protrusions formed on the transparent conductive film on the colored pixel layer were measured. The measurement results are shown in Table 3 below.
なお、配向制御用突起の高さがスペーサの高さの2/3より高い場合、良好な配向効果が得られないことがあるため、配向制御用突起の高さはスペーサの高さの2/3以下であることが望ましい。 When the height of the alignment control protrusion is higher than 2/3 of the spacer height, a good alignment effect may not be obtained. Therefore, the height of the alignment control protrusion is 2 / (the height of the spacer). It is desirable that it is 3 or less.
(弾性復元率評価)
上記一括形成評価で用いた基板のスペーサの弾性特性をフィッシャー・インストルメンツ社製微小膜硬度計HV2000によって評価した。弾性特性は、50μm×50μmの平坦圧子を用い、2.2mN/秒の速度で40mNの荷重を負荷し、5秒間保持した後、2.2mN/秒の速度で0.4mNまで荷重を除去したときの総変形量、塑性変形量を測定し、下記式(1)により弾性復元率の値を算出した。
(Elastic recovery rate evaluation)
The elastic properties of the spacers of the substrate used in the batch formation evaluation were evaluated using a microfilm hardness meter HV2000 manufactured by Fischer Instruments. The elastic property was obtained by using a flat indenter of 50 μm × 50 μm, applying a load of 40 mN at a speed of 2.2 mN / second, holding it for 5 seconds, and then removing the load to 0.4 mN at a speed of 2.2 mN / second. The total deformation amount and the plastic deformation amount were measured, and the value of the elastic recovery rate was calculated by the following formula (1).
弾性復元率=(総変形量−塑性変形量)/総変形量 (1)
算出結果を下記表3に示す。
Elastic recovery rate = (total deformation amount−plastic deformation amount) / total deformation amount (1)
The calculation results are shown in Table 3 below.
なお、弾性復元率が50%未満の場合、カラーフィルタ基板とアレイ基板との貼り合わせ工程においてギャップが均一になりにくく、液晶表示装置にムラや表示欠陥が発生し易くなる。 When the elastic restoration rate is less than 50%, the gap is difficult to be uniform in the bonding process between the color filter substrate and the array substrate, and unevenness and display defects are likely to occur in the liquid crystal display device.
(誘電正接評価)
電極用にアルミニウム膜を蒸着したガラス基板上に、感光性樹脂組成物をスピンコートにより仕上り膜厚が2.0μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥した後、高圧水銀灯の光を300mJ/cm2の照射量で照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像した後、230℃で30分間焼成した。
(Dielectric loss tangent evaluation)
The photosensitive resin composition was applied by spin coating so that the finished film thickness was 2.0 μm on a glass substrate on which an aluminum film was deposited for electrodes. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, light from a high-pressure mercury lamp was irradiated at a dose of 300 mJ / cm 2 , developed with an alkali developer for 60 seconds, and then baked at 230 ° C. for 30 minutes.
得られた硬化塗膜上に、面積3.464×10−4m2の電極用のアルミニウを蒸着し、樹脂塗膜をアルミニウム電極で挟んだサンプルを作製した。得られたサンプルの液晶表示装置の駆動周波数範囲での誘電正接を、インピーダンスアナライザー( ソーラトロン社製「1260型」)を用いて、印過電圧100mVで測定した。測定結果を下記表3に示す。 Aluminium for electrodes having an area of 3.464 × 10 −4 m 2 was vapor-deposited on the obtained cured coating film to prepare a sample in which the resin coating film was sandwiched between aluminum electrodes. The dielectric loss tangent of the obtained sample in the driving frequency range of the liquid crystal display device was measured using an impedance analyzer ("1260 type" manufactured by Solartron) at an applied voltage of 100 mV. The measurement results are shown in Table 3 below.
<液晶表示装置の作製>
上述したカラ−フィルタ基板を用い、図1に示すような構造のMVA−LCDを作製した。得られたMVA−LCDについて、画像の焼き付きの有無を下記のようにして評価した。
<Production of liquid crystal display device>
Using the color filter substrate described above, an MVA-LCD having a structure as shown in FIG. 1 was produced. The obtained MVA-LCD was evaluated for the presence or absence of image burn-in as follows.
作製したMVA−LCDの液晶に駆動電圧を印加し、白と黒のチェッカーフラッグ表示状態で100時間保持した後、全面を中間調である灰色表示にさせた。目視確認にて、チェッカーフラッグ表示が残っていない場合を○、残っている状態を×とした。 A driving voltage was applied to the liquid crystal of the manufactured MVA-LCD, and the display was held for 100 hours in a white and black checkered flag display state. As a result of visual confirmation, the case where the checkered flag display does not remain is indicated by ◯, and the state where the checkered flag is not indicated is indicated by ×.
評価結果を下記表3に示す。
上記表3に示すように、本発明の範囲内の感光性樹脂組成物を使用した実施例1〜4においては、スペーサ柱と充分に段差のついた配向制御突起を一括で形成できるとともに、アレイ基板との貼り合せ工程でギャップを均一に保つことの可能な弾性復元率を有し、また誘電正接も液晶表示装置の駆動周波数範囲で0.01以下となり、良好な結果であった。 As shown in Table 3 above, in Examples 1 to 4 using the photosensitive resin composition within the scope of the present invention, the alignment control protrusions having sufficient steps with the spacer columns can be collectively formed, and the array It had an elastic recovery rate capable of keeping the gap uniform in the bonding process with the substrate, and the dielectric loss tangent was 0.01 or less in the driving frequency range of the liquid crystal display device, which was a good result.
一方、エポキシ樹脂の総固形分に対する重量比が5%である比較例1、およびエポキシ樹脂を用いていない比較例3、4は、誘電正接が0.01を越え、画像の焼き付きが生じた。また、エポキシ樹脂の総固形分に対する重量比が50%である比較例2は、配向制御用突起高さがスペーサ柱の2/3を超え、配向制御用突起により良好な配向効果を得ることは困難であった。 On the other hand, in Comparative Example 1 in which the weight ratio of the epoxy resin to the total solid content was 5%, and in Comparative Examples 3 and 4 in which no epoxy resin was used, the dielectric loss tangent exceeded 0.01 and image burn-in occurred. Further, in Comparative Example 2 in which the weight ratio of the epoxy resin to the total solid content is 50%, the alignment control protrusion height exceeds 2/3 of the spacer column, and a good alignment effect is obtained by the alignment control protrusion. It was difficult.
以上のように、実施例1〜4より得られた感光性樹脂組成物を用いてスペーサと配向制御突起を同時に形成することで、液晶表示装置用基板作製プロセスの時間およびコストが削減され、且つ焼き付きのない液晶表示装置を提供できる。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[1]
液晶表示装置の一対の基板のいずれか一方の対向面に、高さの異なる複数の構造物を形成するための感光性樹脂組成物であって、アルカリ可溶性樹脂、芳香環構造を有するエポキシ樹脂、多官能重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、かつ、前記感光性樹脂組成物の総固形分に対する前記エポキシ樹脂の量が10重量%〜40重量%であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
[2]
前記エポキシ樹脂が、2−[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパンである項1に記載の感光性樹脂組成物。
[3]
透光性基板上に、ブラックマトリクス、平坦化層、透明導電膜、及び高さの異なる構造物を形成してなる液晶表示装置用基板であって、前記高さの異なる構造物を、項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成したことを特徴とする液晶表示装置用基板。
[4]
透光性基板上に、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、透明導電膜、及び高さの異なる構造物を形成してなる液晶表示装置用基板であって、前記高さの異なる構造物を、項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成したことを特徴とする液晶表示装置用基板。
[5]
前記高さの異なる構造物が、0.0094以下の誘電正接を有することを特徴とする項3又は4に記載の液晶表示装置用基板。
[6]
項3〜5に記載の液晶表示装置用基板を備えることを特徴とする液晶表示装置。
As described above, by simultaneously forming the spacer and the alignment control protrusion using the photosensitive resin composition obtained from Examples 1 to 4, the time and cost of the liquid crystal display substrate manufacturing process can be reduced, and A liquid crystal display device without image sticking can be provided.
The invention described in the original claims is appended below.
[1]
A photosensitive resin composition for forming a plurality of structures having different heights on one opposing surface of a pair of substrates of a liquid crystal display device, an alkali-soluble resin, an epoxy resin having an aromatic ring structure, A photosensitive resin comprising a polyfunctional polymerizable monomer and a photopolymerization initiator, and the amount of the epoxy resin based on the total solid content of the photosensitive resin composition is 10% by weight to 40% by weight Composition.
[2]
Item 1. The epoxy resin is 2- [4- (oxiranylmethoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4- (oxiranylmethoxy) phenyl] ethyl] phenyl] propane. The photosensitive resin composition as described in 2.
[3]
A substrate for a liquid crystal display device in which a black matrix, a planarization layer, a transparent conductive film, and a structure having different heights are formed on a light-transmitting substrate, wherein the structures having different heights are referred to as item 1. Or a substrate for a liquid crystal display device, which is formed using the photosensitive resin composition described in 2 above.
[4]
A substrate for a liquid crystal display device in which a black matrix, a color filter, a transparent conductive film, and a structure having different heights are formed on a light-transmitting substrate, wherein the structures having different heights are referred to as item 1 or A substrate for a liquid crystal display device, which is formed using the photosensitive resin composition described in 2.
[5]
Item 5. The substrate for a liquid crystal display device according to
[6]
Item 6. A liquid crystal display device comprising the substrate for a liquid crystal display device according to item 3-5.
10,20,30,40…液晶表示装置、
11,21,31,41…アレイ基板、
12,22,42…カラーフィルタ基板、
13,23,33,43…液晶、
14a,14b,24a,24b,34a,34b,44a,44b…透光性基板、
15a,15b, 25a,25b,35a,35b,45a,45b…透明導電膜、
16,26,36… ブラックマトリクス、
17,27,37…着色層、
17R,27R,37R…赤色画素、
17G,27G,37G…緑色画素、
17B,27B,37B…青色画素、
18,28,38,48…液晶配向制御用突起、
19,29,39,49…スペーサ、
32…ブラックマトリクス基板、
50…平坦化層。
10, 20, 30, 40 ... Liquid crystal display device,
11, 21, 31, 41 ... array substrate,
12, 22, 42 ... color filter substrate,
13, 23, 33, 43 ... liquid crystal,
14a, 14b, 24a, 24b, 34a, 34b, 44a, 44b ... translucent substrate,
15a, 15b, 25a, 25b, 35a, 35b, 45a, 45b ... transparent conductive film,
16, 26, 36 ... Black matrix,
17, 27, 37 ... colored layer,
17R, 27R, 37R ... red pixels,
17G, 27G, 37G ... green pixels,
17B, 27B, 37B ... blue pixels,
18, 28, 38, 48 ... liquid crystal alignment control protrusions,
19, 29, 39, 49 ... spacers,
32 ... Black matrix substrate,
50: a planarizing layer.
Claims (2)
前記感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、芳香環構造を有するエポキシ樹脂、多官能重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、かつ、前記感光性樹脂組成物の総固形分に対する前記エポキシ樹脂の量が10重量%〜40重量%であり、かつ、前記エポキシ樹脂が、2−[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]−2−[4−[1,1−ビス[4−(オキシラニルメトキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパンであり、
前記高さの異なる構造物が、0.0094以下の誘電正接を有するとともに、その弾性復元率が58%〜73%の範囲内にあることを特徴とする液晶表示装置用基板。 A black matrix, a planarization layer, a transparent conductive film, and a structure with different heights are formed on a light-transmitting substrate, and the structures with different heights are formed using a photosensitive resin composition. A substrate for a liquid crystal display device,
The photosensitive resin composition contains an alkali-soluble resin, an epoxy resin having an aromatic ring structure, a polyfunctional polymerizable monomer and a photopolymerization initiator, and the epoxy resin relative to the total solid content of the photosensitive resin composition The epoxy resin is 2- [4- (oxiranylmethoxy) phenyl] -2- [4- [1,1-bis [4- (oxy). Ranylmethoxy) phenyl] ethyl] phenyl] propane,
The ingredients having different heights, 0.0094 following which has a dielectric loss tangent, the liquid crystal display device substrate you characterized by its elastic restoration rate is in the range of 58% to 73%.
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