JP5736691B2 - Color filter for liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は、基材と、該基材上に、着色層と、遮光部と、スペーサとを有してなる、横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタに関する。   The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device of a lateral electric field drive system, which includes a base material, a colored layer, a light shielding portion, and a spacer on the base material.

従来より、フラットディスプレイとして、カラー液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置においては、カラーフィルタと、薄膜トランジスタ(TFT)基材とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層としている。この互いに向かい合うTFT基材とカラーフィルタとの間隔を維持するために、これらの間にスペーサを設け、これにより両者間の液晶層の厚みを面内均一に保持している。   Conventionally, a color liquid crystal display device has been used as a flat display. In such a liquid crystal display device, a color filter and a thin film transistor (TFT) substrate face each other with a predetermined gap, and a liquid crystal material is injected into the gap to form a liquid crystal layer. In order to maintain the distance between the TFT substrate and the color filter facing each other, a spacer is provided between them, thereby maintaining the thickness of the liquid crystal layer between them uniformly in the plane.

特に、横電界駆動(IPS)方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタおいては、カラーフィルタの基材上に遮光部を設け、遮光部上にスペーサをさらに設けることにより、カラーフィルタを製造することが行われてきた(例えば、特許文献1参照)。このスペーサにより、薄膜トランジスタ(TFT)基材とカラーフィルタ100との間隔を保持するようになっている。しかし、遮光部上の限られた領域にスペーサを設けることは、十分なスペーサの高さ(セルギャップ)を確保し難いという問題点があった。   In particular, in a color filter used in a lateral electric field drive (IPS) type liquid crystal display device, a color filter is manufactured by providing a light shielding portion on a base material of the color filter and further providing a spacer on the light shielding portion. (For example, see Patent Document 1). By this spacer, the distance between the thin film transistor (TFT) substrate and the color filter 100 is maintained. However, providing a spacer in a limited region on the light shielding portion has a problem that it is difficult to secure a sufficient spacer height (cell gap).

そこで、十分なセルギャップを得るために、カラーフィルタの遮光部上に着色層を積層させ、その上にさらに透明保護層を設けることでスペーサを形成することが検討されてきた。透明保護層を形成する手段としては、UV硬化性樹脂を用いてフォトリソグラフィー法により形成することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、スパッタリング、真空蒸着、およびプラズマCVD等の乾式製膜法により、無機材料からなる透明保護層を形成することも提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかし、いずれの方法も透明保護層を設けるために、追加の工程が必要となることから、製造工程の短縮化・コスト削減が切望されている。   Therefore, in order to obtain a sufficient cell gap, it has been studied to form a spacer by laminating a colored layer on a light shielding portion of a color filter and further providing a transparent protective layer thereon. As a means for forming a transparent protective layer, it has been proposed to use a UV curable resin by photolithography (see, for example, Patent Document 2). It has also been proposed to form a transparent protective layer made of an inorganic material by a dry film forming method such as sputtering, vacuum deposition, or plasma CVD (see, for example, Patent Document 3). However, since either method requires an additional process for providing a transparent protective layer, shortening of the manufacturing process and cost reduction are desired.

したがって、追加の工程を必要とせずに、十分なセルギャップを得られるスペーサを有してなる、横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタの開発が切望されている。   Therefore, development of a color filter for a liquid crystal display device of a lateral electric field drive system having a spacer capable of obtaining a sufficient cell gap without requiring an additional process is eagerly desired.

特開2009−211005号公報JP 2009-2111005 A 特開2008−90191号公報JP 2008-90191 A 特開2009−169064号公報JP 2009-169064 A

本発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分なセルギャップを得られるスペーサを有してなる、横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide a color filter for a liquid crystal display device of a lateral electric field drive system, which includes a spacer capable of obtaining a sufficient cell gap. is there.

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、透明保護層を形成するために、特定の熱硬化性樹脂組成物を用いることにより上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a specific thermosetting resin composition in order to form a transparent protective layer. It came to be completed.

すなわち、本発明の一態様によれば、
横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタであって、
基材と、該基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなり、
該スペーサが、2色以上の着色層が積層されてなる積層柱と、該積層柱上に形成された透明保護層とを有してなり、
該透明保護層が、バインダー樹脂と重合開始剤とを含む熱硬化性樹脂組成物から形成され、
該熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度が、80℃以上135℃以下である、カラーフィルタが提供される。
That is, according to one aspect of the present invention,
A color filter for a liquid crystal display device driven by a horizontal electric field,
Comprising a base material, a light shielding part, a colored layer, and a spacer on the base material;
The spacer has a laminated column formed by laminating two or more colored layers, and a transparent protective layer formed on the laminated column,
The transparent protective layer is formed from a thermosetting resin composition containing a binder resin and a polymerization initiator,
A color filter in which the thermosetting temperature of the thermosetting resin composition is 80 ° C. or higher and 135 ° C. or lower is provided.

本発明の横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタにおいては、透明保護層が特定の熱硬化性樹脂組成物により形成されることで、スペーサが十分なセルギャップを得ることができる。   In the color filter for a liquid crystal display device of the horizontal electric field driving system of the present invention, the spacer can obtain a sufficient cell gap by forming the transparent protective layer with a specific thermosetting resin composition.

本発明による横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a color filter for a liquid crystal display device of a lateral electric field drive system according to the present invention. 熱硬化性樹脂組成物1〜7のDSC曲線を示す図である。It is a figure which shows the DSC curve of the thermosetting resin compositions 1-7. 基材温度上昇の測定における観測点を示す図である。It is a figure which shows the observation point in the measurement of a base-material temperature rise. 基材温度上昇の測定により得られた基材の昇温曲線を示す図である。It is a figure which shows the temperature rising curve of the base material obtained by the measurement of base-material temperature rise. スペーサの高さのバラツキと熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the variation in the height of a spacer, and the thermosetting temperature of a thermosetting resin composition.

カラーフィルタ
本発明において、カラーフィルタは、基材と、基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなるものである。具体的に、本発明によるカラーフィルタの一例の模式断面図を図1に示す。図1に示されるカラーフィルタ10は、基材20上に、開口部を有する遮光部30と、開口部に各色の着色層40(赤色着色層41、緑色着色層42、および青色着色層43)と、遮光部30上にスペーサ70とを有してなる。スペーサ70は、遮光部30上に着色層40が積層されてなる積層柱50と、積層柱50上に透明保護層60とを有してなるものである。また、透明保護層60は、積層柱50上以外の周辺部にも、各色の着色層40および遮光部30を覆うように形成されている。以下、各構成について説明する。
Color filter In this invention, a color filter has a light-shielding part, a colored layer, and a spacer on a base material and a base material. Specifically, FIG. 1 shows a schematic sectional view of an example of the color filter according to the present invention. The color filter 10 shown in FIG. 1 includes a light shielding part 30 having an opening on a base material 20, and colored layers 40 of each color in the opening (a red colored layer 41, a green colored layer 42, and a blue colored layer 43). And a spacer 70 on the light-shielding portion 30. The spacer 70 includes a laminated column 50 in which the colored layer 40 is laminated on the light shielding unit 30 and a transparent protective layer 60 on the laminated column 50. Further, the transparent protective layer 60 is also formed on the peripheral portion other than the top of the laminated pillar 50 so as to cover the colored layer 40 and the light shielding portion 30 of each color. Each configuration will be described below.

基材
本発明の好ましい態様によれば、基材は光出射側にあるため、光透過性の高い透明基材が用いられる。例えば、ガラス、石英、または各種の樹脂等の光透過性の高い材料からなる透明基材が挙げられる。また、通常、基材の厚さは、0.1〜10.0mmである。
Substrate According to a preferred embodiment of the present invention, since the substrate is on the light emitting side, a transparent substrate having high light transmittance is used. For example, the transparent base material which consists of material with high light transmittances, such as glass, quartz, or various resin, is mentioned. Moreover, the thickness of a base material is 0.1-10.0 mm normally.

遮光部
本発明の好ましい態様によれば、遮光部は、基材上に形成され、開口部を備えるものである。遮光部としては、同一の形状を有する開口部が等間隔でパターン状に形成されたものが用いられる。遮光部のパターン形状は特に限定されず、例えば、ストライプ状やマトリクス形状等が挙げられる。遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、黒色の着色材料を含む黒色分散液と感光性樹脂組成物とを用いたフォトリソグラフィー法により形成するのがよい。
Light-shielding part According to a preferred embodiment of the present invention, the light-shielding part is formed on the substrate and has an opening. As the light-shielding portion, one in which openings having the same shape are formed in a pattern at equal intervals is used. The pattern shape of the light shielding portion is not particularly limited, and examples thereof include a stripe shape and a matrix shape. A method for forming the light shielding part is not particularly limited as long as it can pattern the light shielding part, and a known method can be used. For example, it may be formed by a photolithography method using a black dispersion liquid containing a black coloring material and a photosensitive resin composition.

着色層
本発明の好ましい態様によれば、着色層は、基材上の遮光部の開口部に形成されるものであり、例えば、赤、緑、および青の3色の着色パターンを含むものであるのがよい。着色パターンは、赤、緑、青、および黄の4色や、赤、緑、青、黄、シアンの5色等にしてもよい。また、各色の着色層は、各色の着色材料を含有する着色層用樹脂組成物を用いて形成することができる。着色層は、通常、1μm〜5μmの厚さで形成される。着色層の形成方法としては、着色層をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法であれば、着色層が積層された積層柱を、精度良く所望の位置に形成できることから好ましい。
Colored layer According to a preferred embodiment of the present invention, the colored layer is formed in the opening of the light-shielding part on the substrate, and includes, for example, three colored patterns of red, green, and blue. Is good. The coloring pattern may be four colors of red, green, blue, and yellow, and five colors of red, green, blue, yellow, and cyan. Moreover, the colored layer of each color can be formed using the resin composition for colored layers containing the coloring material of each color. The colored layer is usually formed with a thickness of 1 μm to 5 μm. The method for forming the colored layer is not particularly limited as long as it can pattern the colored layer, and a known method can be used. For example, a photolithography method using a photosensitive resin composition is preferable because a stacked column on which a colored layer is stacked can be accurately formed at a desired position.

着色層用樹脂組成物
本発明の好ましい態様によれば、カラーフィルタの着色層を形成するための着色層用樹脂組成物は、各色の着色材料を溶剤に分散させた分散体である。着色材料の分散方法は、特に限定されず、公知の分散機を用いて分散させることができる。例えば、赤色の着色材料としては、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクドリン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、およびイソインドリン系顔料等が挙げられる。緑色の着色材料としては、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、イソインドリン系顔料、およびイソインドリノン系顔料等が挙げられる。青色の着色材料としては、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、およびジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの着色材料は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。また、各色の着色層用樹脂組成物は、上記の着色材料以外にも、必要に応じて、溶剤、分散剤、モノマー、ポリマー、および重合開始剤等を含むものである。
Colored Layer Resin Composition According to a preferred embodiment of the present invention, the colored layer resin composition for forming the colored layer of the color filter is a dispersion in which colored materials of respective colors are dispersed in a solvent. The method for dispersing the coloring material is not particularly limited, and the coloring material can be dispersed using a known disperser. Examples of the red coloring material include perylene pigments, lake pigments, azo pigments, quinacdrine pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, and isoindoline pigments. Examples of the green coloring material include phthalocyanine pigments, triphenylmethane pigments, isoindoline pigments, and isoindolinone pigments. Examples of blue coloring materials include phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, indanthrene pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, and dioxazine pigments. These coloring materials may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the colored layer resin composition for each color contains a solvent, a dispersant, a monomer, a polymer, a polymerization initiator, and the like as necessary in addition to the above-described coloring material.

スペーサ
本発明の好ましい態様によれば、スペーサは、基材上の遮光部の開口部以外の上に形成されてなるものである。スペーサは、2色以上の着色層が積層されてなる積層柱と、積層柱上に形成された透明保護層とを有してなるものである。なお、本発明において、「スペーサの高さ」とは、スペーサの周辺部(各色の着色層および/または遮光部上に形成された透明保護層の表面)から垂直方向に、積層柱上に形成された透明保護層の表面までの距離(厚み)である。例えば、図1のように、スペーサの周辺部の透明保護層60から垂直方向に、スペーサの頂上部までの距離80である。本発明においては、スペーサの高さは、1〜10μmが好ましく、1.5〜5μmがより好ましい。スペーサの高さが上記範囲程度であれば、十分なセルギャップを得ることができるからである。
Spacer According to a preferred aspect of the present invention, the spacer is formed on a portion other than the opening of the light shielding portion on the substrate. The spacer has a stacked column formed by stacking two or more colored layers and a transparent protective layer formed on the stacked column. In the present invention, the “spacer height” is formed on the stacked column in the vertical direction from the peripheral portion of the spacer (the surface of the transparent protective layer formed on the colored layer and / or the light shielding portion of each color). This is the distance (thickness) to the surface of the transparent protective layer. For example, as shown in FIG. 1, a distance 80 from the transparent protective layer 60 around the spacer in the vertical direction to the top of the spacer. In the present invention, the height of the spacer is preferably 1 to 10 μm, and more preferably 1.5 to 5 μm. This is because a sufficient cell gap can be obtained if the height of the spacer is in the above range.

積層柱
本発明において、積層柱は、2色以上、好ましくは2色〜5色の着色層が積層されてなるものである。基材上に形成する着色パターンが、赤、緑、および青の3色の場合、積層柱は、赤、緑、および青の3色の着色層が積層されてなることが好ましい。これは、積層柱を形成するために、別途追加の積層工程を設ける必要がないためである。
In the laminated columns present invention, laminated pillars, two or more colors, preferably not colored layer 2 color 5 colors are laminated. When the coloring pattern formed on the substrate has three colors of red, green, and blue, the stacked pillar is preferably formed by stacking colored layers of three colors of red, green, and blue. This is because it is not necessary to provide an additional layering step in order to form the layered column.

本発明の好ましい態様によれば、積層柱の着色層の積層数は、2層以上、より好ましくは2層〜5層である。また、2色以上の着色層が積層されていれば、積層柱中に同一色の着色層が2層以上存在してもよい。本発明においては、上記の着色層の着色パターン数に応じて、積層柱の積層数を設定するのがよい。上記範囲程度の積層数であれば、十分な高さを得ることができる。なお、遮光部上に設ける積層柱の積層数は全て同一であっても、異なる積層数であってもよい。   According to the preferable aspect of this invention, the number of lamination | stacking of the colored layer of a lamination pillar is 2 layers or more, More preferably, it is 2-5 layers. Further, if two or more colored layers are laminated, two or more colored layers of the same color may be present in the laminated column. In the present invention, it is preferable to set the number of laminated columns depending on the number of colored patterns of the colored layer. If the number of stacked layers is in the above range, a sufficient height can be obtained. Note that the number of stacked columns provided on the light shielding portion may be the same or different.

本発明において、積層柱を構成する着色層の平面形状は、積層柱を安定して形成できる形状であれば特に限定されず、例えば、円形、楕円形、および多角形等が挙げられる。また、積層柱を構成する着色層の平面の面積は、最下層の着色層が最も広く、最上層までに順に狭くなるように形成することが好ましい。積層柱を安定して形成することができるからである。   In the present invention, the planar shape of the colored layer constituting the laminated column is not particularly limited as long as it can stably form the laminated column, and examples thereof include a circle, an ellipse, and a polygon. Moreover, it is preferable to form so that the area of the plane of the colored layer which comprises a lamination | stacking pillar may become the narrowest in order by the uppermost layer with the widest colored layer of the lowest layer. This is because the stacked pillars can be formed stably.

透明保護層
本発明において、透明保護層は、バインダー樹脂と重合開始剤とを含む熱硬化性樹脂組成物から形成されるものである。本発明では、透明保護層を、熱硬化性樹脂組成物を用いて形成することで、製造工程における信頼性を向上(欠陥の減少)させることができる。また、UV硬化性樹脂組成物を用いるよりも、工程数を削減することができ、また製造設備の簡略化によりコストを抑制することができる。好ましい態様によれば、積層柱上に形成された透明保護層は、0.35μm以上、好ましくは0.45μm以上5μm以下、より好ましくは0.55μm以上2μm以下の膜厚を有するのがよい。透明保護層が上記範囲程度の膜厚を有することで、十分なセルギャップを得ることができる。なお、スペーサの周辺部である遮光部および着色層上にも、透明保護層が形成されてもよい。なお、積層柱上に形成された透明保護層の膜厚は、膜厚測定装置(KLA−Tencor製、P−15)を用いて、熱硬化性樹脂組成物塗布前の積層柱の膜厚と熱硬化性樹脂組成物塗布後の積層柱の膜厚の差分から算出することができる。
Transparent protective layer In this invention, a transparent protective layer is formed from the thermosetting resin composition containing binder resin and a polymerization initiator. In this invention, the reliability in a manufacturing process can be improved (decrease in a defect) by forming a transparent protective layer using a thermosetting resin composition. Moreover, the number of steps can be reduced as compared with the case of using the UV curable resin composition, and the cost can be suppressed by simplifying the production equipment. According to a preferred embodiment, the transparent protective layer formed on the laminated pillar has a film thickness of 0.35 μm or more, preferably 0.45 μm or more and 5 μm or less, more preferably 0.55 μm or more and 2 μm or less. A sufficient cell gap can be obtained because the transparent protective layer has a film thickness in the above range. A transparent protective layer may also be formed on the light shielding portion and the colored layer that are the peripheral portions of the spacer. In addition, the film thickness of the transparent protective layer formed on the laminated pillar is the film thickness of the laminated pillar before application of the thermosetting resin composition using a film thickness measuring device (manufactured by KLA-Tencor, P-15). It can calculate from the difference of the film thickness of the lamination | stacking column after thermosetting resin composition application | coating.

熱硬化性樹脂組成物
本発明において、熱硬化性樹脂組成物は、バインダー樹脂と重合開始剤とが重合反応を起こす際に生じる熱量変位(発熱)に特徴があり、示差走査熱量測定装置を用いて測定した場合に特徴的な転移熱曲線(DSC曲線)を有するものである。このため、熱硬化性樹脂組成物は、特定の温度で硬化を開始し、この温度を熱硬化温度という。熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度は、80℃以上135℃以下、好ましくは100℃以上130℃以下であるのがよい。熱硬化温度は135℃以下であれば、硬化までの時間が短くなることでセルギャップが略均一に近づき、また、80℃以上であれば、保存安定性が良好となる。したがって、熱硬化温度が上記範囲程度であれば、熱硬化性樹脂組成物の硬化開始までの時間を短縮し、かつ、粘度の低下を抑制するため、熱硬化性樹脂組成物の流動・拡散を防止することができる。それによって、積層柱上に、十分なセルギャップを得られる上記範囲程度の膜厚の透明保護層を形成することができる。
Thermosetting resin composition In the present invention, the thermosetting resin composition is characterized by a caloric displacement (exotherm) generated when a binder resin and a polymerization initiator cause a polymerization reaction, and uses a differential scanning calorimeter. And having a characteristic transition heat curve (DSC curve). For this reason, the thermosetting resin composition starts curing at a specific temperature, and this temperature is referred to as a thermosetting temperature. The thermosetting temperature of the thermosetting resin composition is 80 ° C. or higher and 135 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. If the thermosetting temperature is 135 ° C. or lower, the cell gap approaches substantially uniform by shortening the time until curing, and if it is 80 ° C. or higher, the storage stability is improved. Therefore, if the thermosetting temperature is in the above range, in order to shorten the time to start curing of the thermosetting resin composition and to suppress the decrease in viscosity, flow and diffusion of the thermosetting resin composition is prevented. Can be prevented. As a result, a transparent protective layer having a film thickness in the above range that can provide a sufficient cell gap can be formed on the stacked pillars.

ここで、本発明において、「熱硬化温度」とは、30℃で5分間保持した後10℃/分の昇温速度で230℃まで加熱した時に測定されるDSC曲線における、発熱量のピークトップ時点での温度のことである。なお、DSCとは、Differential scanning calorimetry(示差走査熱量測定)のことである。   Here, in the present invention, “thermosetting temperature” means the peak top of the calorific value in a DSC curve measured when heated to 30 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min after being held at 30 ° C. for 5 minutes. It is the temperature at the time. DSC is Differential scanning calorimetry (differential scanning calorimetry).

また、製造工程において、従来の熱硬化温度(例えば、約150℃)よりも低温(135℃以下)で熱硬化性樹脂組成物が硬化するため、透明保護層を形成する際の、カラーフィルタ基材上での温度のバラツキを狭い範囲に調節することができる。それによって、スペーサの高さのバラツキを抑制することができる。本発明の好ましい態様によれば、スペーサの高さのバラツキ3σは、0.09以下が好ましく、0.08以下がより好ましい。バラツキ3σが、0.09以下であれば、セルギャップが略均一に近づくことにより、ムラ等の不具合の発生を抑えることができ、鮮明な画質表示が可能となる。本発明において、スペーサの高さのバラツキ3σは下記式(1)で求めることができる。
式1
3σ=3×σ
σ={Σ(x−x/(n−1)}1/2
式中、3σ:スペーサの高さのバラツキ
σ:標準偏差(不偏分散の正の平方根)
n:測定数(例えば、20〜100)
:各測定値(スペーサの高さ)、(i:1〜n)
:各測定の平均値
In addition, since the thermosetting resin composition is cured at a lower temperature (135 ° C. or lower) than the conventional thermosetting temperature (for example, about 150 ° C.) in the manufacturing process, the color filter base when forming the transparent protective layer is used. The temperature variation on the material can be adjusted within a narrow range. Thereby, the variation in the height of the spacer can be suppressed. According to a preferred aspect of the present invention, the spacer height variation 3σ is preferably 0.09 or less, and more preferably 0.08 or less. If the variation 3σ is 0.09 or less, since the cell gap approaches substantially uniform, the occurrence of defects such as unevenness can be suppressed, and clear image quality display becomes possible. In the present invention, the spacer height variation 3σ can be obtained by the following equation (1).
Formula 1
3σ = 3 × σ
σ = {Σ (x i −x A ) 2 / (n−1)} 1/2
In the formula, 3σ: variation in spacer height σ: standard deviation (positive square root of unbiased dispersion)
n: Number of measurements (for example, 20 to 100)
x i : each measured value (spacer height), (i: 1 to n)
x A : Average value of each measurement

バインダー樹脂
本発明の好ましい態様によれば、バインダー樹脂は、不飽和二重結合を有する熱硬化性化合物、具体例としてエポキシ化合物とアクリル酸を反応させて得られる化合物であり、この反応に供せられるエポキシ化合物の具体例としては、芳香族エポキシとしてエポキシのビスフェノール成分に、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)エーテルや、また、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)フルオレンや、さらに4,4’−ビフェノール、3,3’−ビフェノール等を含むエポキシ樹脂がある。さらには、フェノールノボラック型エポキシ、クレゾールノボラック型エポキシ、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエステル、脂肪族もしくは脂環式エポキシ樹脂、およびアミンエポキシ樹脂等も挙げられる。このようなエポキシ樹脂とアクリル酸の化合物を用いることで、耐湿性、透明性、表面硬化性、および耐薬品性に優れた硬化物が形成できる。
Binder resin According to a preferred embodiment of the present invention, the binder resin is a thermosetting compound having an unsaturated double bond, specifically a compound obtained by reacting an epoxy compound and acrylic acid, and subjected to this reaction. Specific examples of the epoxy compound include bisphenol component of epoxy as aromatic epoxy, bis (4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ketone, bis (4-hydroxy-3) , 5-dichlorophenyl) ketone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) sulfone, bis (4-hydroxy) Phenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxy-3,5- Methylphenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxyphenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) Methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) Propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) Propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ether, bis (4-hydroxy-3, 5-dichlorophenyl) ether, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3) -Chlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-fluorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3) -Methoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) fluorene, and 4,4′-biphenol, 3,3 ′ -There are epoxy resins containing biphenol and the like. Furthermore, a phenol novolak type epoxy, a cresol novolak type epoxy, a polycarboxylic acid glycidyl ester, a polyol polyglycidyl ester, an aliphatic or alicyclic epoxy resin, and an amine epoxy resin are also included. By using such a compound of epoxy resin and acrylic acid, a cured product excellent in moisture resistance, transparency, surface curability, and chemical resistance can be formed.

重合開始剤
本発明の好ましい態様によれば、重合開始剤は、t−アミルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(セカンダリーブチル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−アミルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジイソノナノイルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、ジスクシニックアシッドパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートや、さらには1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン等が挙げられる。特に好ましい重合開始剤は、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジスクシニックアシッドパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、およびそれらの混合物からなる群から選択されるものである。このような重合開始剤を用いることで、熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度を所望の範囲内に調節することができる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、パーブチルPV、パーロイル355、パーロイルSA、およびナイパーBW(以上、日本油脂(株)製)等が挙げられる。好ましい態様では、重合開始剤の含有量は、バインダー樹脂に対して、0.1〜10質量%である。
Polymerization initiator According to a preferred embodiment of the present invention, the polymerization initiator is t-amylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, di ( Secondary butyl) peroxydicarbonate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-amylperoxypivalate, t-hexylperoxypivalate, t-butylperoxypivalate, diisononanoyl peroxide, di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, dibenzoyl peroxide, t-amylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhe Sanoate, t-butylperoxyisobutyrate, disuccinic acid peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, t-hexylperoxy-2-ethylhexano And di (4-methylbenzoyl) peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and 1,1-di (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane. Particularly preferred polymerization initiators are selected from the group consisting of t-butyl peroxypivalate, di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, disuccinic acid peroxide, dibenzoyl peroxide, and mixtures thereof. It is what is done. By using such a polymerization initiator, the thermosetting temperature of the thermosetting resin composition can be adjusted within a desired range. In the present invention, commercially available polymerization initiators can also be used, and examples thereof include perbutyl PV, paroyl 355, paroyl SA, and niper BW (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.). In a preferred embodiment, the content of the polymerization initiator is 0.1 to 10% by mass with respect to the binder resin.

カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法は特に限定されず、例えば、フォトリソグラフィー法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法、バーコート法、スプレー法、およびダイコート法等が挙げられる。本発明においては、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法により、遮光部、着色層、および積層柱を形成した後に、熱硬化により透明保護層を形成することが好ましい。従来のように、フォトリソグラフィー法により積層柱上に透明保護層を形成する場合には、さらに追加の工程が必要となるが、本発明においては、透明保護層を熱硬化させることから、追加の工程を省き、また低温で熱硬化性樹脂組成物が硬化することから、製造工程の短縮化を図ることができる。
Manufacturing method of color filter The manufacturing method of the color filter of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a photolithography method, a spin coating method, a printing method, an ink jet method, a bar coating method, a spray method, and a die coating method. In the present invention, it is preferable to form a transparent protective layer by thermosetting after forming the light-shielding portion, the colored layer, and the laminated column by a photolithography method using the photosensitive resin composition. As in the prior art, when forming a transparent protective layer on the stacked pillars by photolithography, an additional step is required. In the present invention, however, the transparent protective layer is thermally cured, so that an additional step is required. Since the process is omitted and the thermosetting resin composition is cured at a low temperature, the manufacturing process can be shortened.

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例の内容に限定して解釈されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is limited to the content of the following Examples, and is not interpreted.

実施例1
感光性樹脂組成物の調製
まず、重合槽中にメタクリル酸メチル(MMA)を63重量部、アクリル酸(AA)を12重量部、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)を6重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を88重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を7重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、さらに100℃で1時間反応させた。得られた溶液に、さらにメタクリル酸グリシジル(GMA)を7重量部、トリエチルアミンを0.4重量部、およびハイドロキノンを0.2重量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。次に下記の材料を室温で攪拌、混合して感光性樹脂組成物とした。
感光性樹脂組成物の組成
・上記共重合樹脂溶液(固形分50%): 16重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(サートマー(株)製、SR399):
24重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)製、エピコート180S70): 4重量部
・2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン: 4重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル: 52重量部
Example 1
Preparation of photosensitive resin composition First, 63 parts by weight of methyl methacrylate (MMA), 12 parts by weight of acrylic acid (AA), 6 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), diethylene glycol in a polymerization tank After 88 parts by weight of dimethyl ether (DMDG) was added and stirred to dissolve, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was added and dissolved uniformly. Then, it stirred at 85 degreeC under nitrogen stream for 2 hours, and also was made to react at 100 degreeC for 1 hour. Further, 7 parts by weight of glycidyl methacrylate (GMA), 0.4 parts by weight of triethylamine, and 0.2 parts by weight of hydroquinone were added to the obtained solution, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 5 hours to obtain a copolymer resin solution ( A solid content of 50%) was obtained. Next, the following materials were stirred and mixed at room temperature to obtain a photosensitive resin composition.
Composition of photosensitive resin composition / copolymer resin solution (solid content 50%): 16 parts by weight / dipentaerythritol pentaacrylate (manufactured by Sartomer Co., Ltd., SR399):
24 parts by weight-orthocresol novolac type epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., Epicoat 180S70): 4 parts by weight-2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one : 4 parts by weight ・ Diethylene glycol dimethyl ether: 52 parts by weight

遮光部の形成
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散して、黒色顔料分散液を調整した。
黒色顔料分散液の組成
・黒色顔料: 23重量部
・高分子分散材(ビックケミー・ジャパン(株)製、Disperbyk111):
2重量部
・溶剤(ジエチレングリコールジメチルエーテル): 75重量部
Formation of light-shielding part First, the following components were mixed and sufficiently dispersed in a sand mill to prepare a black pigment dispersion.
Composition of black pigment dispersion : Black pigment: 23 parts by weight Polymer dispersion material (Disperbyk 111, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.):
2 parts by weight / solvent (diethylene glycol dimethyl ether): 75 parts by weight

次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用樹脂組成物を得た。
遮光部用樹脂組成物の組成
・上記黒色顔料分散液: 60重量部
・感光性樹脂組成物: 20重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル: 30重量部
Next, the following amount of components were sufficiently mixed to obtain a resin composition for a light shielding part.
Composition of light-shielding part resin composition- Black pigment dispersion: 60 parts by weight-Photosensitive resin composition: 20 parts by weight-Diethylene glycol dimethyl ether: 30 parts by weight

そして、厚み1.1mmのガラス基材(旭硝子(株)製、AN材)上に上記の遮光部用樹脂組成物をスピンコーターで塗布し、100℃で3分間乾燥させ、膜厚約1μmの遮光部を形成した。次いで、該遮光部を超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、0.05質量%水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基材を180℃の雰囲気下に30分間放置することにより加熱処理を施すことで、開口部を有する遮光部を形成した。   Then, the light shielding part resin composition was applied on a glass substrate having a thickness of 1.1 mm (AN material manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) with a spin coater, dried at 100 ° C. for 3 minutes, and a film thickness of about 1 μm. A light shielding part was formed. Next, the light-shielding part is exposed to a light-shielding pattern with an ultrahigh pressure mercury lamp, and then developed with a 0.05% by mass potassium hydroxide aqueous solution. The light-shielding part which has an opening part was formed.

上記のようにして遮光部を形成した基材上に、下記組成の赤色着色層用樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布(塗布厚み2.5μm)し、その後、70℃のオーブン中で3分間乾燥した。次いで、赤色着色樹脂組成物の塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いて赤色着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を10秒間照射した。次いで、0.05質量%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、赤色着色樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。その後、基材を180℃の雰囲気下に30分間放置することにより、赤色着色層を形成した。続いて、赤色着色層の形成と同様の工程で、下記の緑色着色層用樹脂組成物を用いて、緑色着色層を形成した。さらに、赤色着色層の形成と同様の工程で、下記の青色着色層用樹脂組成物を用いて、青色着色層を形成した。また、赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層がこの順に積層された積層柱を形成した。
赤色着色層用樹脂組成物の組成
・C.I.ピグメントレッド177(Chromofine Red 6605、大日精化(株)製): 10重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤: 3重量部
・感光性樹脂組成物: 5重量部
・酢酸−3−メトキシブチル: 82重量部
緑色着色層用樹脂組成物の組成
・C.I.ピグメントグリーン36(DIC(株)製): 10重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤: 3重量部
・感光性樹脂組成物: 5重量部
・酢酸−3−メトキシブチル: 82重量部
青色着色層用樹脂組成物の組成
・C.I.ピグメントブルー15:6(EP−CF、DIC(株)製): 10重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤: 3重量部
・感光性樹脂組成物: 5重量部
・酢酸−3−メトキシブチル: 82重量部
The resin composition for red colored layer having the following composition is applied on the base material on which the light-shielding part is formed as described above by a spin coating method (coating thickness: 2.5 μm), and then in an oven at 70 ° C. for 3 minutes. Dried. Next, a photomask is arranged at a distance of 100 μm from the coating film of the red colored resin composition, and ultraviolet rays are applied only to the region corresponding to the red colored layer forming region using a 2.0 kW ultrahigh pressure mercury lamp by a proximity aligner. Irradiated for 10 seconds. Subsequently, it was immersed in 0.05 mass% potassium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 23 degreeC) for 1 minute, and alkali development was carried out, and only the uncured part of the coating film of a red colored resin composition was removed. Thereafter, the base material was left in an atmosphere of 180 ° C. for 30 minutes to form a red colored layer. Subsequently, in the same process as the formation of the red colored layer, a green colored layer was formed using the following resin composition for a green colored layer. Furthermore, in the same process as the formation of the red colored layer, a blue colored layer was formed using the following blue colored layer resin composition. In addition, a laminated column in which a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer were laminated in this order was formed.
B. Composition of resin composition for red colored layer I. Pigment Red 177 (Chromofine Red 6605, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.): 10 parts by weight, polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight, photosensitive resin composition: 5 parts by weight, 3-methoxybutyl acetate: 82 parts by weight
C. Composition of resin composition for green colored layer I. Pigment Green 36 (manufactured by DIC Corporation): 10 parts by weight, polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight, photosensitive resin composition: 5 parts by weight, 3-methoxybutyl acetate: 82 parts by weight
B. Composition of resin composition for blue colored layer I. Pigment Blue 15: 6 (EP-CF, manufactured by DIC Corporation): 10 parts by weight, polysulfonic acid type polymer dispersant: 3 parts by weight, photosensitive resin composition: 5 parts by weight, 3-methoxybutyl acetate: 82 parts by weight

次に、熱硬化性樹脂組成物の調製に用いるバインダー樹脂を、以下の方法で調製した。500mlの四口フラスコ中に、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂231g(エポキシ当量231)、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド450mg、2,6−ジ−イソブチルフェノール100mg、およびアクリル酸72.0gを仕込んで混合し、空気を吹き込みながら(25ml/分)90〜100℃で加熱溶解した。続いて、溶液が白濁したままで徐々に昇温させ、120℃に加熱して完全に溶解させた。溶液は次第に透明粘稠になり、そのまま攪拌を継続した。この溶液の酸価を測定し、酸価が2.0mgKOH/g未満になるまで加熱攪拌を続けた。この酸価が目標に達するまで8時間を要した(酸価0.8)。その後、室温まで冷却し、無色透明な固体を得た。次に、上記で得られたビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレート樹脂303gにセロソルブアセテート2kgを加えて溶液とした後、1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸38g、ベンゾフェノンテトラカルボン二酸無水物80.5g、および臭化テトラエチルアンモニウム1gを添加して混合し、徐々に昇温させて110〜115℃で2時間反応させ、化合物A(m/n=50/50)を得た。この酸無水物の反応はIRスペクトルの1780cm-1ピークの消失により確認した。また、得られた化合物Aのインヘレント粘度は0.3dl/gであった(ηinh=0.3)。得られた化合物Aをバインダー樹脂Aとした。そして、バインダー樹脂A、重合開始剤、および溶剤を下記の組成で混合して、熱硬化性樹脂組成物1を調製した。
熱硬化性樹脂組成物1の組成
・バインダー樹脂A 20重量部
・パーブチルPV(重合開始剤、主成分:t−ブチルパーオキシピバレート、日本油脂(株)製) 0.7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 79.3重量部
Next, a binder resin used for preparing the thermosetting resin composition was prepared by the following method. In a 500 ml four-necked flask, 231 g of bisphenolfluorene type epoxy resin (epoxy equivalent 231), 450 mg of triethylbenzylammonium chloride, 100 mg of 2,6-di-isobutylphenol, and 72.0 g of acrylic acid are mixed and mixed. It melt | dissolved by heating at 90-100 degreeC, blowing (25 ml / min). Subsequently, the temperature was gradually raised while the solution was clouded, and the solution was heated to 120 ° C. to be completely dissolved. The solution gradually became transparent and was stirred as it was. The acid value of this solution was measured, and heating and stirring were continued until the acid value was less than 2.0 mgKOH / g. It took 8 hours for the acid value to reach the target (acid value 0.8). Then, it cooled to room temperature and obtained the colorless and transparent solid. Next, 2 kg of cellosolve acetate was added to 303 g of the bisphenol fluorene type epoxy acrylate resin obtained above to prepare a solution, and then 38 g of 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride 80. 5 g and 1 g of tetraethylammonium bromide were added and mixed. The mixture was gradually warmed and reacted at 110 to 115 ° C. for 2 hours to obtain Compound A (m / n = 50/50). The acid anhydride reaction was confirmed by the disappearance of the 1780 cm @ -1 peak in the IR spectrum. Further, the inherent viscosity of the obtained compound A was 0.3 dl / g (ηinh = 0.3). The resulting compound A was designated as binder resin A. And the binder resin A, the polymerization initiator, and the solvent were mixed with the following composition, and the thermosetting resin composition 1 was prepared.
Composition of thermosetting resin composition 1 Binder resin A 20 parts by weight Perbutyl PV (polymerization initiator, main component: t-butyl peroxypivalate, manufactured by NOF Corporation) 0.7 part by weight propylene glycol 79.3 parts by weight of monomethyl ether acetate

上記のようにして遮光部、着色層、および積層柱を形成した基材上に、上記組成の熱硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布(塗布厚み2.5μm)し、その後、230℃のオーブン中で3分間乾燥し、積層柱上に透明保護層を形成させた。これにより、積層柱と透明保護層とを有するスペーサを有する、カラーフィルタを製造した。   A thermosetting resin composition having the above composition is applied by spin coating (coating thickness: 2.5 μm) on the substrate on which the light-shielding portion, the colored layer, and the stacked pillars are formed as described above, and then 230 ° C. Was dried in an oven for 3 minutes to form a transparent protective layer on the laminated pillar. Thereby, the color filter which has the spacer which has a lamination pillar and a transparent protective layer was manufactured.

実施例2
熱硬化性樹脂組成物の組成を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを製造した。
熱硬化性樹脂組成物2の組成
・バインダー樹脂A 20重量部
・パーロイル355(重合開始剤、主成分:ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、日本油脂(株)製) 0.7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 79.3重量部
Example 2
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition was as follows.
Composition of thermosetting resin composition 2 Binder resin A 20 parts by weight Parroyl 355 (polymerization initiator, main component: di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, manufactured by NOF Corporation) 0 .7 parts by weight / Propylene glycol monomethyl ether acetate 79.3 parts by weight

実施例3
熱硬化性樹脂組成物の組成を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを製造した。
熱硬化性樹脂組成物3の組成
・バインダー樹脂A 20重量部
・パーロイルSA(重合開始剤、主成分:ジスクシニックアシッドパーオキサイド、日本油脂(株)製) 0.7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 79.3重量部
Example 3
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition was as follows.
Composition of thermosetting resin composition 3 Binder resin A 20 parts by weight Parroyl SA (polymerization initiator, main component: disuccinic acid peroxide, manufactured by NOF Corporation) 0.7 parts by weight propylene glycol monomethyl ether 79.3 parts by weight of acetate

実施例4
熱硬化性樹脂組成物の組成を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを製造した。
熱硬化性樹脂組成物4の組成
・樹脂成分A(バインダー樹脂) 20重量部
・ナイパーBW(重合開始剤、主成分:ジベンゾイルパーオキサイド、日本油脂(株)製) 0.7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 79.3重量部
Example 4
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition was as follows.
Composition of thermosetting resin composition 4 / resin component A (binder resin) 20 parts by weight / niper BW (polymerization initiator, main component: dibenzoyl peroxide, manufactured by NOF Corporation) 0.7 part by weight / propylene 79.3 parts by weight of glycol monomethyl ether acetate

比較例1
熱硬化性樹脂組成物の組成を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを製造した。
熱硬化性樹脂組成物5の組成
・バインダー樹脂A 20重量部
・パーヘキサHC(重合開始剤、主成分:1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、日本油脂(株)製) 0.7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 79.3重量部
Comparative Example 1
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition was as follows.
Composition of thermosetting resin composition 5 Binder resin A 20 parts by weight Perhexa HC (polymerization initiator, main component: 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, manufactured by NOF Corporation) 0. 7 parts by weight ・ 79.3 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate

比較例2
熱硬化性樹脂組成物の組成を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを製造した。
熱硬化性樹脂組成物6の組成
・バインダー樹脂A 20重量部
・パーヘキシルZ(重合開始剤、主成分:t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、日本油脂(株)製) 0.7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 79.3重量部
Comparative Example 2
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition was as follows.
Composition of thermosetting resin composition 6 Binder resin A 20 parts by weight Perhexyl Z (polymerization initiator, main component: t-hexyl peroxybenzoate, manufactured by NOF Corporation) 0.7 part by weight propylene glycol monomethyl 79.3 parts by weight of ether acetate

比較例3
熱硬化性樹脂組成物の組成を下記のとおりとした以外は、実施例1と同様にカラーフィルタを製造した。
熱硬化性樹脂組成物7の組成
・バインダー樹脂A 20重量部
・パークミルD(重合開始剤、主成分:ジクミルパーオキサイド、日本油脂(株)製)
0.7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 79.3重量部
Comparative Example 3
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin composition was as follows.
Composition of thermosetting resin composition 7 Binder resin A 20 parts by weight Park mill D (polymerization initiator, main component: dicumyl peroxide, manufactured by NOF Corporation)
0.7 parts by weight / propylene glycol monomethyl ether acetate 79.3 parts by weight

熱硬化温度の測定
熱硬化性樹脂組成物1〜7をそれぞれ、30℃で5分保持した後、10℃/分の昇温速度で230℃まで加熱し、相転移の際に生じる熱量変位を示差走査熱量測定(DSC)装置(DSC−50、島津製作所製)により測定し、DSC曲線を得た。
Measurement of thermosetting temperature Each of the thermosetting resin compositions 1 to 7 was held at 30 ° C for 5 minutes, and then heated to 230 ° C at a temperature rising rate of 10 ° C / min. It measured with the differential scanning calorimetry (DSC) apparatus (DSC-50, Shimadzu Corporation make), and obtained the DSC curve.

上記で得られた熱硬化性樹脂組成物1〜7のDSC曲線を図2に示す。また、DSC曲線から算出した各熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度を以下の表1に示す。実施例1〜4に用いた熱硬化性樹脂組成物1〜4の熱硬化温度は、80℃以上135℃以下であることがわかった。

Figure 0005736691
The DSC curves of the thermosetting resin compositions 1 to 7 obtained above are shown in FIG. The thermosetting temperature of each thermosetting resin composition calculated from the DSC curve is shown in Table 1 below. It turned out that the thermosetting temperature of the thermosetting resin compositions 1-4 used for Examples 1-4 is 80 degreeC or more and 135 degrees C or less.
Figure 0005736691

基材温度上昇の測定
カラーフィルタの製造工程において、熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度に到達するまでの基材の温度上昇の時間は、基材の箇所によってバラツキが発生することがある。そこで、図3に示されるように、ガラス基材上に8面のパターニング層(図3の斜線部)を設ける、カラーフィルタの製造工程において、基材の裏面に複数の計測点(1〜12:パターニング層の直下、13〜15:素ガラス層の直下)を設定して、基材の温度上昇を温度計測装置(ウインテクス(株)製 WHTF−K−0.32−3−V、熱電対種類K)を用いて測定した。測定の結果、基材の昇温曲線を得た。
Measurement of substrate temperature rise In the manufacturing process of the color filter, the temperature rise time of the substrate until reaching the thermosetting temperature of the thermosetting resin composition may vary depending on the location of the substrate. Therefore, as shown in FIG. 3, in the color filter manufacturing process in which eight patterning layers (shaded portions in FIG. 3) are provided on a glass substrate, a plurality of measurement points (1 to 12) are formed on the back surface of the substrate. : Immediately under the patterning layer, 13 to 15: Immediately under the raw glass layer), the temperature rise of the substrate is measured by a temperature measuring device (WINTFS WHTF-K-0.32-3-V, thermocouple) Measured using type K). As a result of the measurement, a temperature rise curve of the substrate was obtained.

上記で得られた基材の昇温曲線を図4に示す。基材温度が135℃では、昇温のバラツキ(図4のA)は、約30秒であったのに対し、基材温度が150℃では、昇温のバラツキ(図4のB)は約50秒であった。したがって、熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度を135℃に低下させることで、昇温のバラツキを大幅に低下させ、面内全体の硬化をより均一にできることがわかった。また、硬化までの時間を短縮できることから、熱硬化性樹脂組成物の流動化を防止し、また製造工程の短縮化を実現できることがわかった。   The temperature rise curve of the base material obtained above is shown in FIG. When the substrate temperature was 135 ° C., the variation in temperature increase (A in FIG. 4) was about 30 seconds, whereas when the substrate temperature was 150 ° C., the variation in temperature increase (B in FIG. 4) was about It was 50 seconds. Therefore, it was found that by reducing the thermosetting temperature of the thermosetting resin composition to 135 ° C., the variation in temperature rise can be greatly reduced and the entire in-plane curing can be made more uniform. Moreover, since time until hardening can be shortened, it turned out that fluidization of a thermosetting resin composition is prevented and shortening of a manufacturing process is realizable.

透明保護層の膜厚の測定
上記で製造したカラーフィルタについて、膜厚測定装置(KLA−Tencor製、P−15)を用いて、積層柱上に形成された透明保護層の膜厚を、熱硬化性樹脂組成物塗布前の積層柱の膜厚と熱硬化性樹脂組成物塗布後の積層柱の膜厚の差分から算出した。結果を表2に示す。

Figure 0005736691
Measurement of film thickness of transparent protective layer About the color filter produced above, the film thickness of the transparent protective layer formed on the stacked pillars was measured using a film thickness measuring device (P-15, manufactured by KLA-Tencor). It calculated from the difference of the film thickness of the lamination | stacking column before application | coating of curable resin composition, and the film thickness of the lamination | stacking column after thermosetting resin composition application | coating. The results are shown in Table 2.
Figure 0005736691

スペーサの高さのバラツキの測定
上記で製造したカラーフィルタについて、測定装置(Super PSIS−6008、SNU Precision製)を用いて、任意に定めた同一着色単膜からスペーサの高さを計測し、上記式(1)よりスペーサの高さのバラツキ3σを算出した。測定数は、n=40である。
Measurement of spacer height variation For the color filter manufactured as described above, the height of the spacer is measured from the same colored single film arbitrarily determined using a measuring device (Super PSIS-6008, manufactured by SNU Precision). The spacer height variation 3σ was calculated from the equation (1). The number of measurements is n = 40.

スペーサの高さのバラツキと熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度との関係を図5に示す。実施例1〜4で製造したカラーフィルタは、スペーサの高さのバラツキ3σが0.09以下であることがわかった。   FIG. 5 shows the relationship between the variation in the height of the spacer and the thermosetting temperature of the thermosetting resin composition. The color filters manufactured in Examples 1 to 4 were found to have a spacer height variation 3σ of 0.09 or less.

10 カラーフィルタ
20 基材
30 遮光部
40 着色層
41 赤色着色層
42 緑色着色層
43 青色着色層
50 積層柱
60 透明保護層
70 スペーサ
80 スペーサの高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Color filter 20 Base material 30 Light-shielding part 40 Colored layer 41 Red colored layer 42 Green colored layer 43 Blue colored layer 50 Laminated pillar 60 Transparent protective layer 70 Spacer 80 Spacer height

Claims (3)

横電界駆動方式の液晶表示装置用カラーフィルタであって、
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなり、
前記スペーサが、2色以上の着色層が積層されてなる積層柱と、前記積層柱上に形成された透明保護層とを有してなり、
前記透明保護層が、バインダー樹脂と重合開始剤とを含む熱硬化性樹脂組成物から形成され、
前記バインダー樹脂が、少なくともエポキシ樹脂とアクリル酸とを反応させて得られる樹脂であり、
前記重合開始剤が、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジスクシニックアシッドパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、およびそれらの混合物からなる群から選択され、
前記熱硬化性樹脂組成物の熱硬化温度が、80℃以上135℃以下である、カラーフィルタ。
A color filter for a liquid crystal display device driven by a horizontal electric field,
On the base material and the base material, the light-shielding portion, the colored layer, and the spacer,
The spacer has a stacked column in which colored layers of two or more colors are stacked, and a transparent protective layer formed on the stacked column,
The transparent protective layer is formed from a thermosetting resin composition containing a binder resin and a polymerization initiator,
The binder resin is a resin obtained by reacting at least an epoxy resin and acrylic acid,
The polymerization initiator is selected from the group consisting of t-butyl peroxypivalate, di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, disuccinic acid peroxide, dibenzoyl peroxide, and mixtures thereof. ,
The color filter whose thermosetting temperature of the said thermosetting resin composition is 80 to 135 degreeC.
前記積層柱上に形成された透明保護層が、0.35μm以上の膜厚を有する、請求項1に記載のカラーフィルタ。 The color filter according to claim 1, wherein the transparent protective layer formed on the laminated pillar has a film thickness of 0.35 μm or more. 前記スペーサの高さのバラツキ3σが、下記式(1):
式1
3σ=3×σ
σ={Σ(x−x/(n−1)}1/2
式中、3σ:スペーサの高さのバラツキ
σ:標準偏差(不偏分散の正の平方根)
n:測定数
:各測定値(スペーサの高さ)、(i:1〜n)
:各測定の平均値
により決定される時に、0.09以下である、請求項1または2に記載のカラーフィルタ。
The spacer height variation 3σ is expressed by the following formula (1):
Formula 1
3σ = 3 × σ
σ = {Σ (x i −x A ) 2 / (n−1)} 1/2
In the formula, 3σ: variation in spacer height σ: standard deviation (positive square root of unbiased dispersion)
n: Number of measurements x i : Each measured value (spacer height), (i: 1 to n)
x A: when it is determined by the average value of the measurement is 0.09 or less, the color filter according to claim 1 or 2.
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