JPH07168016A - Composition for protective film, substrate provided with color filter and liquid crystal display device using same - Google Patents

Composition for protective film, substrate provided with color filter and liquid crystal display device using same

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JPH07168016A
JPH07168016A JP31507193A JP31507193A JPH07168016A JP H07168016 A JPH07168016 A JP H07168016A JP 31507193 A JP31507193 A JP 31507193A JP 31507193 A JP31507193 A JP 31507193A JP H07168016 A JPH07168016 A JP H07168016A
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JP
Japan
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substrate
color filter
protective film
composition
liquid crystal
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Application number
JP31507193A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Tawara
慎哉 田原
Atsuko Kaneko
敦子 金子
Fumiaki Gunji
文明 郡司
Takashi Hatano
高志 秦野
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AG Technology Co Ltd
Original Assignee
AG Technology Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07168016A publication Critical patent/JPH07168016A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a color-filter protective film having a high flattening capability and a sufficient adhesion force with a glass substrate by employing an alicyclic epoxy resin serving as the main component, a multifunctional photopolymerizing polygomer having no aromatic ring, and a reactive diluent in a specific ratio. CONSTITUTION:A composition for a protective film comprises an alicyclic epoxy resin serving as the main component and containing a multifunctional photopolymerizing oligomer, a reactive diluent, an epoxy hardening agent and a photopolymerization initiator; a multifunctional photopolymerizing oligomer having no aromatic ring; and a reactive diluent, the former multifunctional photopolymerizing oligomer having no alicyclic epoxy resin and no aromatic ring as its components. When the alicyclic epoxy resin is 100 parts by weight, the multifunctional photopolymerization oligomer having no aromatic ring is 50 to 200 parts by weight and the reactive diluent is 50 to 200 parts by weight. A color-filter-equipped substrate comprises a substrate 1, colored layers 21R, 21G, 21B formed over the substrate 1, and a protective film 3 formed over the layers, and the above composition is hardened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は保護膜用組成物及びカラ
ーフィルター付き基板ならびにそれを用いた液晶表示素
子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protective film composition, a substrate with a color filter, and a liquid crystal display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子等の受光型表示素子はその
薄さ、軽さ、低消費電力などの特徴から従来表示装置の
主流を占めてきたCRT(陰極線管)に替わり得るもの
として近年目覚ましい発展を示している。この表示素子
をカラー化し、よりCRTに近い表示性能を得るために
欠くことができないものがカラーフィルターであり、こ
れまでに様々な材料や方式が提案されてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, a light receiving display element such as a liquid crystal display element has been remarkable as a substitute for a CRT (cathode ray tube) which has been a mainstream of conventional display devices because of its thinness, lightness and low power consumption. Showing development. A color filter is indispensable in order to obtain a display performance closer to that of a CRT by colorizing this display element, and various materials and methods have been proposed so far.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】その代表例はゼラチン
などの高分子の薄膜を染料により染色して得られる染色
カラーフィルターであり、これまでの液晶方式の小型カ
ラーテレビなどに用いられてきている。この染色カラー
フィルターは透過率、色度の点で優れているものであっ
たが、近年液晶表示素子の大型化が進むに及んで幾つか
の欠点が指摘されている。すなわち、大面積にわたる色
度の均一性の不足、工程の複雑さからくるコスト高、あ
るいは染料を用いることによる耐熱性や耐候性の不足等
である。
A typical example thereof is a dyed color filter obtained by dyeing a thin film of a polymer such as gelatin with a dye, which has been used in conventional liquid crystal type small color televisions and the like. . This dyed color filter was excellent in terms of transmittance and chromaticity, but some drawbacks have been pointed out as the size of the liquid crystal display device has increased in recent years. That is, there is a lack of uniformity of chromaticity over a large area, a high cost due to the complexity of the process, and a lack of heat resistance and weather resistance due to the use of dyes.

【0004】こうした欠点を補うものとして、近年、様
々なカラーフィルターの製造法が提案されている。例え
ば、色素を感光性樹脂の中にあらかじめ分散させてフォ
トリソグラフィーによりパターニングしていく、いわゆ
る顔料分散法、無機あるいは有機の顔料や染料を用い
て、スクリーン、オフセット、グラビア印刷等により基
板上に直接パターンを形成する印刷法、電着塗料を電極
上に付着させる電着法などである。
In order to make up for these drawbacks, various color filter manufacturing methods have been proposed in recent years. For example, a pigment is dispersed in a photosensitive resin in advance and patterned by photolithography, a so-called pigment dispersion method, using an inorganic or organic pigment or dye, directly on the substrate by screen, offset, gravure printing, or the like. Examples include a printing method for forming a pattern and an electrodeposition method in which an electrodeposition paint is attached on the electrodes.

【0005】しかし、これらのカラーフィルター付き基
板には、各色内又は各色間で厚みむらを生じる(通常
0.1μm以上)という問題点がある。特に、上記の顔
料分散法ではパターン精度のよいカラーフィルターを形
成することが可能である一方、色間の重なりによる厚み
むらが大きい。このような厚みむらは、このようなカラ
ーフィルター付き基板を液晶表示素子の一方の電極基板
として用いたとき、充分なコントラストや階調がとれな
いなどの問題をひきおこす。
However, these color filter-equipped substrates have a problem in that thickness unevenness occurs in each color or between colors (usually 0.1 μm or more). In particular, the above-mentioned pigment dispersion method can form a color filter having a high pattern accuracy, but the thickness unevenness due to the overlap between colors is large. Such thickness unevenness causes a problem that sufficient contrast and gradation cannot be obtained when such a substrate with a color filter is used as one electrode substrate of a liquid crystal display element.

【0006】かかるカラーフィルターにおいては、着色
層保護等を目的として着色層の上に透明な保護層を形成
することが多い。保護層として求められる基本性能とし
ては、透明電極(ITOなど)との密着性、エッチング
によるパターニング性、適当な硬度、ガラスとの密着
性、液晶表示素子に用いるシール材との密着性などがあ
るが、同時に保護層は着色層の平坦化の機能も有してお
り、高性能な表示を得るためにはこの平坦化機能の高い
ものを用いることが重要である。また、この保護膜自体
の膜厚均一性も重要な性能である。
In such a color filter, a transparent protective layer is often formed on the colored layer for the purpose of protecting the colored layer. Basic properties required for the protective layer include adhesion to a transparent electrode (ITO, etc.), patterning property by etching, appropriate hardness, adhesion to glass, adhesion to a sealing material used for a liquid crystal display element, etc. However, at the same time, the protective layer also has a function of flattening the colored layer, and in order to obtain a high-performance display, it is important to use one having a high flattening function. Further, the film thickness uniformity of the protective film itself is also an important performance.

【0007】保護層には、いくつかの材料が提案されて
おり、大別して、アクリル系、ポリイミド・ポリアミド
系、シリコーン系などが例示される。
Several materials have been proposed for the protective layer, which are roughly classified into acrylic type, polyimide / polyamide type, and silicone type.

【0008】アクリル系としては、特開昭61−171
24号公報、特開昭61−141401号公報、特開昭
62−89022号公報等に記載があるが、一般に、上
記の平坦化機能が充分でない欠点を有するうえ、透明電
極との密着性、及びパターニング性が充分でない欠点を
有する。すなわち、保護層の上には透明導電膜を形成
し、フォトリソ工程・ウェットエッチング処理により、
微細加工(パターニング)が施されるが、この際、充分
な保護膜/透明導電膜間の付着力が得られにくく、透明
導電膜のパターニング中において、剥離の発生、激しい
アンダーカットやサイドエッチの発生等の問題があっ
た。
As an acrylic type, Japanese Patent Laid-Open No. 61-171
No. 24, JP-A No. 61-141401, JP-A No. 62-89022, etc., but in general, the above-mentioned flattening function is not sufficient, and in addition, adhesion to a transparent electrode, Also, it has a defect that the patterning property is not sufficient. That is, a transparent conductive film is formed on the protective layer, and a photolithography process and wet etching process are performed.
Although fine processing (patterning) is performed, it is difficult to obtain sufficient adhesion between the protective film / transparent conductive film at this time, and peeling occurs, severe undercutting or side etching during patterning of the transparent conductive film. There was a problem such as occurrence.

【0009】ポリイミド・ポリアミド系としては、特開
昭60−78401号公報、特開昭61−77007号
公報等に記載されている。これは、一般に、上記の透明
電極との密着性、及びパターニング性についてはアクリ
ル系に比べて勝るものの、平坦化機能が極めて低い欠点
があるうえ、コストが高いことから、あまり使用される
ことがない。
The polyimide / polyamide type is described in JP-A-60-78401, JP-A-61-77007 and the like. This is generally superior in adhesiveness to the transparent electrode and patterning property as compared with the acrylic type, but has a drawback that the flattening function is extremely low and the cost is high, so that it is not often used. Absent.

【0010】さらに、シリコーン系については、特開昭
63−218771号公報等に熱硬化性のものが記載さ
れているが、上記の平坦化機能が充分でないうえ、充分
な保護膜/透明導電膜間の付着力が得られにくく、透明
導電膜のパターニング中において、剥離が発生したり、
アンダーカットやサイドエッチが激しい等の問題を有し
ている。
Further, regarding the silicone type, a thermosetting type is described in JP-A-63-218771, but the above-mentioned flattening function is not sufficient, and a sufficient protective film / transparent conductive film is used. It is difficult to obtain the adhesive force between the layers, and peeling may occur during patterning of the transparent conductive film.
It has problems such as severe undercut and side etch.

【0011】また、保護層表面を平坦化するための別な
試みとして、保護層の上を研磨することが特開平1−1
93781号公報、特開平1−206304号公報など
により提案されている。
Further, as another attempt to flatten the surface of the protective layer, it is possible to polish the surface of the protective layer.
It is proposed in Japanese Patent No. 93781, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-206304, and the like.

【0012】しかし、これは研磨という生産性の悪い工
程を必要とするために、コストアップの大きな要因とな
ってしまう。また、研磨により保護層上にキズが発生し
やすいことなどの問題点も有する。
[0012] However, this requires a polishing process having a low productivity, which is a major factor in increasing the cost. Further, there is a problem that scratches are likely to occur on the protective layer due to polishing.

【0013】本発明は、従来技術が有していた前述の欠
点を解消しようというものであり、保護膜の膜厚の均一
性がよく、かつ、着色層の平坦化能に優れ、また電極と
の密着性等がよく、さらに基板と保護膜との接着強度を
大きくして、保護膜の周囲からの剥離や基板と保護膜と
の間を薬剤等が浸透することを防止した保護層であっ
て、高品質、かつ品質が安定で、高生産性、低コストの
カラーフィルター付き基板を得るために適したものを得
ようとするものである。
The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art. The film thickness of the protective film is good, and the flattening ability of the colored layer is excellent. It is a protective layer that has good adhesion, etc., and also has increased adhesion strength between the substrate and the protective film to prevent peeling from the periphery of the protective film and penetration of chemicals and the like between the substrate and the protective film. Therefore, it is intended to obtain a high quality, stable quality, high productivity, low cost substrate suitable for a color filter.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決すべく鋭意研究を行った結果、保護層を特定の組成
物を硬化せしめたものとすることにより、上記課題解決
に極めて有効であることを見出した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a protective layer made of a specific composition is extremely effective in solving the above problems. I found that.

【0015】すなわち、本発明は、以下のような成分
(A)、(B)、(C)、(D)、(E)を含む主成分
(A)、(B)、(C)からなる保護膜用組成物であっ
て、(A)を100重量部としたときに(B)が、50
〜200重量部、(C)が50〜200重量部であるこ
とを特徴とする保護膜用組成物を提供するものであり、
また、基板と、該基板上に形成された着色層と、その上
に形成された保護層とからなるカラーフィルター付き基
板であって、上記組成物を硬化せしめたものであること
を特徴とするカラーフィルター付き基板、及び液晶パネ
ルを構成する少なくとも一方の基板として上記のカラー
フィルター付き基板を用いたことを特徴とする液晶表示
素子を提供するものである。
That is, the present invention comprises the main components (A), (B) and (C) containing the following components (A), (B), (C), (D) and (E). A composition for a protective film, wherein (B) is 50 when (A) is 100 parts by weight.
To 200 parts by weight, and (C) is 50 to 200 parts by weight, to provide a protective film composition,
A substrate with a color filter comprising a substrate, a colored layer formed on the substrate, and a protective layer formed on the substrate, wherein the composition is cured. The present invention provides a liquid crystal display device characterized by using the above-mentioned substrate with a color filter as a substrate with a color filter and at least one substrate constituting a liquid crystal panel.

【0016】(A)脂環式エポキシ樹脂 (B)芳香環を有さない多官能光重合性オリゴマー (C)反応性希釈剤 (D)エポキシ硬化剤 (E)光重合開始剤 以下、各成分について説明する。(A) Alicyclic epoxy resin (B) Polyfunctional photopolymerizable oligomer having no aromatic ring (C) Reactive diluent (D) Epoxy curing agent (E) Photopolymerization initiator Will be described.

【0017】(A)成分は脂環式エポキシである。脂環
式エポキシとは、構造中に脂環部分を含むことを特徴と
するエポキシであり、特に、脂環部分の炭素数は4から
8程度であることが好ましい。また、一般的に入手が容
易であることから、シクロヘキサン環を含む脂環式エポ
キシが好ましい。
The component (A) is an alicyclic epoxy. The alicyclic epoxy is an epoxy having an alicyclic portion in its structure, and particularly preferably the alicyclic portion has about 4 to 8 carbon atoms. An alicyclic epoxy containing a cyclohexane ring is preferable because it is generally easily available.

【0018】脂環式エポキシ樹脂は接着性のよいエポキ
シ樹脂の中でも芳香族エポキシ樹脂と比較して共役系が
ないために透明性、耐候性、耐熱性がよいという特徴が
ある。さらに、脂環式エポキシ樹脂の中でも化1のよう
な構造を持つ脂環式エポキシ樹脂(ここで、Rはメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の1価
アルコールのアルキル部分又はトリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールのアルキ
ル部分)は硬化物のTg が高く、耐候性、透明性、電気
特性が良好であるので望ましい。このような樹脂として
はEHPE−3150,EHPE−1150(商品名、
ダイセル化学工業製)として入手することができる。
Among the epoxy resins having good adhesiveness, the alicyclic epoxy resin has a feature that it has good transparency, weather resistance and heat resistance because it has no conjugated system as compared with the aromatic epoxy resin. Further, among the alicyclic epoxy resins, an alicyclic epoxy resin having a structure as shown in Chemical Formula 1 (wherein R is an alkyl portion of a monohydric alcohol such as methanol, ethanol, propanol, butanol or trimethylolpropane, pentaerythritol) Alkyl part of polyhydric alcohol) is desirable because it has a high T g of the cured product and has good weather resistance, transparency, and electrical characteristics. As such a resin, EHPE-3150, EHPE-1150 (trade name,
Available from Daicel Chemical Industries).

【0019】[0019]

【化1】 [Chemical 1]

【0020】また、この樹脂の特筆すべき特徴の一つと
して原料に原因となる物質が含まれていないため、Na
+ やCl- などのイオン性不純物が非常に少ないことが
挙げられる。これはこの組成物を用いたカラーフィルタ
ー付基板による液晶表示素子の表示ムラの発生を防止す
るために非常に有効な特徴である。
One of the notable features of this resin is that the raw material contains no causative substance,
It can be mentioned that ionic impurities such as + and Cl are very small. This is a very effective feature for preventing the occurrence of display unevenness in a liquid crystal display device due to a substrate with a color filter using this composition.

【0021】(B)成分は芳香環を有さない多官能光重
合性オリゴマーである。多官能光重合性オリゴマーは光
などの照射によって重合もしくは架橋可能な感光基を有
しており、高効率なエネルギ−の利用、硬化時間の短
縮、パターニング性の付与などの利点を有する。また、
モノマーと比較して反応する部位が少ないため硬化収縮
が小さく、接着性が良いという利点も有する。
The component (B) is a polyfunctional photopolymerizable oligomer having no aromatic ring. The polyfunctional photopolymerizable oligomer has a photosensitive group that can be polymerized or crosslinked by irradiation with light, and has advantages such as highly efficient use of energy, shortening of curing time, and provision of patterning property. Also,
As compared with the monomer, there are few sites that react, so there is an advantage that curing shrinkage is small and adhesiveness is good.

【0022】具体的には多官能光重合性オリゴマーと
は、アクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基、
アリル基などの炭素−炭素不飽和結合を末端もしくは側
鎖に複数有するオリゴマーである。例えば、エポキシ
(メタ)アクリレート、エポキシ化油(メタ)アクリレ
ート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル
(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレ
ート、ビニル・(メタ)アクリレート、シリコン(メ
タ)アクリレート、ポリブタジエン(メタ)アクリレー
ト等である。光重合速度が比較的大きいという理由か
ら、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。さらに、
耐熱性の観点からポリエステル(メタ)アクリレートを
使用することが好ましい。このようなポリエステル(メ
タ)アクリレートの具体例を挙げると以下のようであ
る。M−7100,M−8030,M−8060,M−
8100,M−8530,M−8560,M−9050
(商品名、東亜合成化学製)。
Specifically, the polyfunctional photopolymerizable oligomer means an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group,
It is an oligomer having a plurality of carbon-carbon unsaturated bonds such as allyl groups at the terminal or side chain. For example, epoxy (meth) acrylate, epoxidized oil (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, vinyl / (meth) acrylate, silicon (meth) acrylate, polybutadiene ( (Meth) acrylate and the like. Polyfunctional (meth) acrylates are preferred because of their relatively high photopolymerization rate. further,
From the viewpoint of heat resistance, it is preferable to use polyester (meth) acrylate. Specific examples of such polyester (meth) acrylate are as follows. M-7100, M-8030, M-8060, M-
8100, M-8530, M-8560, M-9050
(Product name, manufactured by Toagosei Kagaku).

【0023】特に、芳香環を有さないオリゴマーであれ
ば共役系の生成を原因とした着色が押えられるので透明
性、耐光性、耐熱性が良好である。
Particularly, an oligomer having no aromatic ring has good transparency, light resistance and heat resistance because the coloring caused by the formation of a conjugated system is suppressed.

【0024】このようなオリゴマーの平均分子量は30
0以上が好ましく、これより小さいと硬化収縮が大き
く、接着力が劣るという不都合が生じるおそれがある。
The average molecular weight of such an oligomer is 30.
0 or more is preferable, and if it is smaller than this, there is a possibility that curing shrinkage is large and adhesive strength is inferior.

【0025】(B)成分である多官能光重合性オリゴマ
ーは、(A)成分を100重量部としたときに、50〜
200重量部であり、これより多いとガラスに対する接
着性が劣り、これより少ないと膜厚均一性が著しく悪く
なるおそれがある。より好ましい範囲は75〜125重
量部である。
The polyfunctional photopolymerizable oligomer as the component (B) has a content of 50 to 50 when the amount of the component (A) is 100 parts by weight.
If the amount is more than 200 parts by weight, the adhesion to glass will be poor, and if the amount is less than this, the film thickness uniformity may be significantly deteriorated. A more preferred range is 75 to 125 parts by weight.

【0026】(C)成分は反応性希釈剤である。反応性
希釈剤は低粘度で希釈性能が高いため高粘度の(A)成
分や(B)成分を希釈してコーティングに実用的な粘度
に調整することができる。一般的に蒸発速度が小さいた
めコーティング中の粘度変化を抑えて良好な塗布性が得
られる。さらにこれらは(A)成分や(B)成分の少な
くとも一方と反応し、膜として残るため膜減りによる平
坦性の悪化を押えて、高平坦な膜形状を実現することが
できる。
The component (C) is a reactive diluent. Since the reactive diluent has a low viscosity and a high dilution performance, it is possible to dilute the highly viscous component (A) or component (B) to adjust the viscosity to a practical value for coating. Generally, since the evaporation rate is low, the change in viscosity during coating can be suppressed and good coatability can be obtained. Further, these react with at least one of the component (A) and the component (B) and remain as a film, so that deterioration of flatness due to film reduction can be suppressed and a highly flat film shape can be realized.

【0027】組成物全体として100cP以下となる程
度の低粘度を確保するため、反応性希釈剤としては分子
量200以下であるような低粘度のものが好ましい。
In order to ensure a low viscosity of 100 cP or less for the entire composition, a reactive diluent having a low viscosity of 200 or less is preferable.

【0028】このような反応性希釈剤には多官能光重合
性モノマー、単官能光重合性モノマー、エポキシと反応
し得るモノマーなどが使用できる。このうち、使用可能
な多官能光重合性モノマーの例としては、トリメチロー
ルプロパンポリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリ
トールポリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールポ
リ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ
(メタ)アクリレート、ジエチレンジオールジ(メタ)
アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アク
リレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチル
グリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレング
リコールジ(メタ)アクリレートなどがある。ただし、
(A)成分や(B)成分と比較して非常に低粘度である
こと、硬度が高くなりすぎないこと、光硬化時の急激な
架橋密度上昇による相分離の防止などを考慮すると単官
能光重合性モノマーやエポキシと反応し得るモノマーが
より好ましい。
As such a reactive diluent, a polyfunctional photopolymerizable monomer, a monofunctional photopolymerizable monomer, a monomer capable of reacting with an epoxy or the like can be used. Among these, examples of usable polyfunctional photopolymerizable monomers include trimethylolpropane poly (meth) acrylate, pentaerythritol poly (meth) acrylate, hexanediol poly (meth) acrylate, 1,4-butanedioldi ( (Meth) acrylate, diethylenediol di (meth)
Acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid ester neopentyl glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, and the like. However,
Considering that the viscosity is extremely low as compared with the components (A) and (B), the hardness does not become too high, and phase separation due to a rapid increase in crosslink density during photocuring is prevented, monofunctional light is considered. More preferred are polymerizable monomers and monomers capable of reacting with epoxy.

【0029】具体的には単官能光重合性モノマーとはア
クリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基
などの光重合可能な官能基を分子中にただ一つしか持た
ない化合物である。エポキシ基と反応し得る官能基を分
子中に一つ以上有するモノマーとは、例えばアミノ基、
メルカプト基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基な
どのエポキシ基と反応し得る官能基を分子中に有するモ
ノマーや酸無水物などである。
Specifically, the monofunctional photopolymerizable monomer is a compound having only one photopolymerizable functional group such as acryloyl group, methacryloyl group, vinyl group, allyl group in the molecule. The monomer having at least one functional group capable of reacting with an epoxy group in the molecule is, for example, an amino group,
Examples thereof include monomers and acid anhydrides having a functional group capable of reacting with an epoxy group such as a mercapto group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and an epoxy group in a molecule.

【0030】反応性希釈剤として用いるこのようなモノ
マーとしては、 (1)光重合性でエポキシと反応しないもの (2)光重合性はなくエポキシと反応し得るもの (3)光重合性があり、かつエポキシと反応し得るもの があり、(1)の例としては(メタ)アクリル酸エチ
ル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、スチレ
ン、(2)の例としてはスチレンオキシド、ブチルグリ
シジルエーテル、グリシジルフェニルエーテル、グリシ
ジルイソプロピルエーテル、エポキシシクロヘキセンエ
ポキシド、グリシドール、(3)の例としては(メタ)
アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジル、ビニルグ
リシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ビニル
シクロヘキセンエポキシド、エポキシシクロヘキシル
(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。特に
(3)の反応希釈剤が好ましい。(C)成分としてこの
ようなモノマーを単独又は混合して用いることができ
る。
As such a monomer used as a reactive diluent, there are (1) a photopolymerizable substance which does not react with epoxy, (2) a photopolymerizable substance which can react with epoxy, and (3) a photopolymerizable substance. And (Ethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, styrene are examples of (1), and styrene oxide, butyl glycidyl ether, glycidyl phenyl are examples of (2). Examples of ether, glycidyl isopropyl ether, epoxy cyclohexene epoxide, glycidol, (3) are (meth)
Examples thereof include acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, vinylcyclohexene epoxide, and epoxycyclohexyl (meth) acrylate. The reaction diluent (3) is particularly preferable. As the component (C), such monomers can be used alone or in combination.

【0031】(C)成分である反応性希釈剤は(A)成
分を100重量部とした時に50〜200重量部であ
り、これより多いと保護膜の硬度が低く、耐熱性、耐薬
品性が低下するおそれがあり、これより少ないと(A)
成分と(B)成分の相分離が起きやすくなるおそれがあ
る。より好ましい範囲は75〜125重量部である。
The reactive diluent as the component (C) is 50 to 200 parts by weight when the amount of the component (A) is 100 parts by weight, and if it is more than this, the hardness of the protective film is low and the heat resistance and chemical resistance are high. May decrease, and if less than this (A)
Phase separation of the component and the component (B) may easily occur. A more preferred range is 75 to 125 parts by weight.

【0032】本発明では、以上の(A)〜(C)成分を
主成分とする。具体的にはこれら三成分の合計重量が
(A)〜(E)成分の合計重量の80%以上、好ましく
は90%以上を占めることをいい、これより少ないと耐
熱性や光に対する安定性が悪くなるという不都合を生じ
るおそれがある。
In the present invention, the above components (A) to (C) are the main components. Specifically, it means that the total weight of these three components occupies 80% or more, preferably 90% or more of the total weight of the components (A) to (E). If the total weight is less than this, heat resistance and stability to light are reduced. There is a risk that it will worsen.

【0033】主成分(A)、(B)、(C)の組み合せ
としては、以下のような例がある。
Examples of combinations of the main components (A), (B) and (C) are as follows.

【0034】(1)(A)脂環式エポキシ (B)芳香環を有さない多官能光重合性オリゴマー (C)光重合性を有しておりエポキシと反応し得る基を
有さない単官能光重合性モノマーからなる反応性希釈剤 (2)(A)脂環式エポキシ (B)芳香環を有さない多官能光重合性オリゴマー (C)光重合性は有さずエポキシと反応し得る基を有す
るモノマーからなる反応性希釈剤 (3)(A)脂環式エポキシ (B)芳香環を含まない多官能光重合性オリゴマー (C)光重合性を有しており、かつエポキシ基と反応し
得る基を有するモノマーからなる反応性希釈剤 などである。
(1) (A) alicyclic epoxy (B) polyfunctional photopolymerizable oligomer having no aromatic ring (C) a monofunctional photopolymerizable oligomer having photopolymerizability and having no group capable of reacting with epoxy Reactive diluent composed of functional photopolymerizable monomer (2) (A) Alicyclic epoxy (B) Polyfunctional photopolymerizable oligomer having no aromatic ring (C) No photopolymerizability and reacting with epoxy Reactive diluent composed of a monomer having a group to be obtained (3) (A) Alicyclic epoxy (B) Polyfunctional photopolymerizable oligomer containing no aromatic ring (C) Photopolymerizable epoxy group Examples thereof include a reactive diluent composed of a monomer having a group capable of reacting with.

【0035】組成物中にはさらに(D)成分としてエポ
キシ硬化剤、(E)成分として光重合開始剤を加える。
An epoxy curing agent as the component (D) and a photopolymerization initiator as the component (E) are added to the composition.

【0036】エポキシ硬化剤としてはポリアミン系硬化
剤、酸無水物系硬化剤、ポリアミド系硬化剤、潜在型硬
化触媒などがあるが、ポットライフを考えると高温での
み硬化反応が起こる潜在型硬化触媒が好ましく、三フッ
化ホウ素モノエチルアミンなどが挙げられる。
Epoxy curing agents include polyamine-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, polyamide-based curing agents, latent curing catalysts, etc., but latent curing catalysts in which the curing reaction occurs only at high temperatures considering the pot life. Are preferred, and examples include boron trifluoride monoethylamine and the like.

【0037】(D)成分であるエポキシ硬化剤はエポキ
シと硬化剤の組み合せによってそれぞれ適当な量があ
り、通常は最も硬化物の熱変形温度が高くなるように配
合する。三フッ化ホウ素モノエチルアミンを用いた場
合、(A)成分や(C)成分に含まれるエポキシ含有成
分の合計を100重量部としたときに1〜15重量部と
することが好ましく、これより多いと接着性や耐熱性が
悪くなるという不都合の生じるおそれがある。
The epoxy curing agent as the component (D) has an appropriate amount depending on the combination of the epoxy and the curing agent, and is usually compounded so that the heat distortion temperature of the cured product becomes the highest. When boron trifluoride monoethylamine is used, it is preferably 1 to 15 parts by weight, and more than this, when the total of epoxy-containing components contained in the components (A) and (C) is 100 parts by weight. If so, there is a possibility that an inconvenience may occur such that adhesiveness and heat resistance are deteriorated.

【0038】(E)成分である光重合開始剤としてはラ
ジカル重合開始剤を用いることができる。その例として
は,2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパ
ン−1−オン、クロロアセトフェノン、ジエトキシアセ
トフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−
2−モルホリノ−プロパン−1−オン、ベンゾインエー
テル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、メ
チル−o−ベンゾイルベンゾエート、チオキサンソン、
グリオキシエステルなどが挙げられる。また、光重合開
始剤ベンゾフェノンに対する4,4−ビス(ジエチルア
ミノ)ベンゾフェノンなどのような適当な増感剤を加え
てもよい。
A radical polymerization initiator can be used as the photopolymerization initiator which is the component (E). Examples thereof include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, chloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl)-.
2-morpholino-propan-1-one, benzoin ether, benzyl dimethyl ketal, benzophenone, methyl-o-benzoyl benzoate, thioxanthone,
Examples include glyoxy ester. Also, a suitable sensitizer such as 4,4-bis (diethylamino) benzophenone for the photopolymerization initiator benzophenone may be added.

【0039】(E)成分である光重合開始剤は(B)成
分や(C)成分に含まれる光重合性成分の合計を100
重量部としたときに1〜20重量部とすることが好まし
く、これより少ないと硬化の速度が遅くなりすぎ、これ
より多いと耐熱性や光に対する安定性が悪くなるという
不都合の生じるおそれがある。より好ましくは5〜15
重量部である。
The photopolymerization initiator which is the component (E) has a total of 100 photopolymerizable components contained in the components (B) and (C).
The amount is preferably 1 to 20 parts by weight, and if it is less than this, the curing speed may be too slow, and if it is more than this, the heat resistance and the stability to light may deteriorate. . More preferably 5 to 15
Parts by weight.

【0040】また、この系には、シランカップリング剤
(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アク
リロキシプロピルトリメトキシシランなど)を、(A)
〜(E)成分を合計した全量を100重量部としたとき
に、0.5〜10重量部加えることができる.これによ
り、保護膜層とガラス基板との接着力を向上させる効果
がある。
Further, this system includes a silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane).
Aminopropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, etc.) (A)
When the total amount of components (E) to (E) is 100 parts by weight, 0.5 to 10 parts by weight can be added. This has the effect of improving the adhesive force between the protective film layer and the glass substrate.

【0041】さらに、この系には酸化防止剤(ブチルヒ
ドロキシトルエンなど)、光安定剤、消泡剤、レベリン
グ剤等を加えることができる。
Further, an antioxidant (such as butylhydroxytoluene), a light stabilizer, a defoaming agent and a leveling agent can be added to this system.

【0042】さらに、上記組成物には、硬化膜の硬度を
高くするためにシリカゾルやアルミナゾルなどを全体量
の0〜40重量%、好ましくは1〜15重量%程度加え
ることができる。最終的には硬化膜の硬度は、鉛筆硬度
でHB以上好ましくは3H以上とされることが好まし
い。
Furthermore, in order to increase the hardness of the cured film, silica sol, alumina sol and the like can be added to the above composition in an amount of 0 to 40% by weight, preferably 1 to 15% by weight. Finally, the hardness of the cured film is preferably pencil hardness HB or more, and more preferably 3H or more.

【0043】以上の組成物については、塗布性を向上す
るため、溶媒による希釈を行うことが好ましい。溶媒と
しては、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノ
メチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチル
セロソルブアセテート、カルビトール、メチルカルビト
ール、NMPなどの単体又は混合系が例示される。
The composition described above is preferably diluted with a solvent in order to improve coatability. Examples of the solvent include toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, carbitol, methyl carbitol, and NMP. It is illustrated.

【0044】上記溶媒はそれ以外の組成物の合計を10
0重量部としたときに20〜800重量部とすることが
好ましく、これより少ないと膜厚が厚くなりすぎ、これ
より多いと膜厚が薄くなりすぎるという不都合がある。
The above-mentioned solvent is added to the other components in a total amount of 10
When the amount is 0 parts by weight, it is preferably 20 to 800 parts by weight. If the amount is less than this, the film thickness becomes too thick, and if it exceeds this amount, the film thickness becomes too thin.

【0045】保護層の厚みは、硬化後で0.5〜100
μm程度でよい。これより薄いと、平坦化性能が不足
し、これより厚いと、透明性が低下したりクラック等を
生じて強度低下の原因となるおそれがある。特に、厚み
を1〜50μm、更には1.5〜10μmとすることに
より、充分な平坦性が得られることになり好ましい。
The thickness of the protective layer is 0.5 to 100 after curing.
It may be about μm. If it is thinner than this, the flattening performance is insufficient, and if it is thicker than this, the transparency may be lowered, or cracks or the like may occur, resulting in a reduction in strength. In particular, it is preferable that the thickness is 1 to 50 μm, and further 1.5 to 10 μm, because sufficient flatness can be obtained.

【0046】本発明に用いられる基板は特に限定されな
い。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステ
ル、ジアセテート等の有機シート、各種ガラス板等の透
明基板が例示される。基板の厚みは、目的により選ば
れ、特に限定されない。液晶表示素子用でガラス基板を
用いる場合については、0.3mm〜1.5mm程度が
通常用いられる。
The substrate used in the present invention is not particularly limited. Examples thereof include organic sheets of polyethylene terephthalate, polyester, diacetate, etc., and transparent substrates such as various glass plates. The thickness of the substrate is selected according to the purpose and is not particularly limited. When a glass substrate is used for a liquid crystal display device, about 0.3 mm to 1.5 mm is usually used.

【0047】本発明におけるカラーフィルターは、上記
の顔料分散法の他、どのような方法で形成されていても
よい。カラーフィルターのパターンも特に限定されるも
のではなく、例えばストライプパターン、モザイクパタ
ーン、デルタパターン等のいずれでもよい。また、コン
トラストを向上させるために、パターン間にブラックマ
トリクスなどの光遮蔽パターンを形成してもよく、ブラ
ックマトリクスの形成も金属クロム等の蒸着法のほか、
黒色感光性レジストをフォトリソグラフィーでパターニ
ングしたものでもよい。
The color filter in the present invention may be formed by any method other than the above pigment dispersion method. The color filter pattern is not particularly limited, and may be, for example, a stripe pattern, a mosaic pattern, a delta pattern, or the like. In addition, in order to improve the contrast, a light-shielding pattern such as a black matrix may be formed between the patterns, and the formation of the black matrix may be performed by a vapor deposition method of metallic chromium or the like.
The black photosensitive resist may be patterned by photolithography.

【0048】以下、顔料分散法を採用した場合につい
て、本発明に係るカラーフィルター付き電極基板の製造
方法について説明する。
The method of manufacturing the electrode substrate with the color filter according to the present invention will be described below in the case where the pigment dispersion method is adopted.

【0049】まずガラス、プラスチック等の透明基板に
ブラックマトリクスと呼ばれる遮光層を形成する。この
遮光層はTFT方式の液晶素子においてはトランジスタ
の特性の保持あるいはコントラストの低下防止のために
設けられるもので、遮光性に優れた金属クロム薄膜によ
り形成されればよい。
First, a light shielding layer called a black matrix is formed on a transparent substrate such as glass or plastic. This light-shielding layer is provided in the liquid crystal element of the TFT system in order to maintain the characteristics of the transistor or prevent the deterioration of the contrast, and may be formed of a metal chromium thin film having an excellent light-shielding property.

【0050】またSTN(スーパーツイステッドネマチ
ック)方式の液晶素子に代表される単純マトリクス駆動
においては、もともとこれらの素子のコントラストがT
FT方式に比べて低いことや、低コスト化の追求のため
に、ブラックマトリクスは省略されたり、あるいは3原
色の重ね合わせにより形成されたり、着色レジストで形
成されることが多い。
In a simple matrix drive represented by an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal element, the contrast of these elements is originally T.
The black matrix is often omitted, formed by superimposing the three primary colors, or formed of a colored resist in order to reduce the cost as compared with the FT method and to pursue cost reduction.

【0051】次に、基板上に顔料等の色素と感光性樹脂
とを含む着色レジストを塗布し、所定のパターン形状の
フォトマスクを介して露光を行い、その後現像により未
露光部分を除去してカラーパターンを形成する。露光時
に、着色レジスト層に重ねて酸素遮断膜としてPVA
(ポリビニルアルコール)層等を併用してもよい。この
操作をさらに別の色で2回繰り返し3原色のカラーフィ
ルターが形成される。
Next, a colored resist containing a dye such as a pigment and a photosensitive resin is applied on the substrate and exposed through a photomask having a predetermined pattern, and then the unexposed portion is removed by development. Form a color pattern. PVA as an oxygen barrier film overlaid on the colored resist layer during exposure
You may use together a (polyvinyl alcohol) layer. This operation is repeated twice with another color to form a color filter of three primary colors.

【0052】この上に、上記組成物からなる層を形成す
る。その方法としては、ロールコーター、エアナイフコ
ーター、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコー
ター、スピンコーター等の各種コーターによることがで
きる。
A layer made of the above composition is formed thereon. As the method, various coaters such as a roll coater, an air knife coater, a blade coater, a rod coater, a bar coater and a spin coater can be used.

【0053】組成物層の硬化は、高圧水銀灯、キセノン
ランプ等の紫外線、可視光線、電子線等の活性エネルギ
ー線を照射することにより行うことができる。フォトマ
スクを通してパターニングして照射し、未露光部分を溶
剤等で除去して、パターニング形成してもよい。
Curing of the composition layer can be carried out by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, visible rays, electron rays and the like from a high pressure mercury lamp, a xenon lamp or the like. Patterning may be performed through a photomask, irradiation may be performed, and an unexposed portion may be removed with a solvent or the like to form a pattern.

【0054】次いで、保護層の上には電極層が形成され
る。電極層は、アルミニウム、又はクロム等からなる。
また、透過型表示体においては光透過性である必要があ
り、一般に酸化インジウム錫(ITO)や酸化錫等を用
いることが好ましいが、これに限られない。また、電極
層は、表示に対応してパターニングされていてもよい
し、共通電極として用いられる場合などにはベタ電極と
されてもよい。電極層の形成方法としては、特にこれに
限るものではないが、層厚を均一にする見地からは、蒸
着法、スパッタ法等が好ましく用いられる。
Next, an electrode layer is formed on the protective layer. The electrode layer is made of aluminum, chromium or the like.
Further, the transmissive display needs to be light transmissive, and it is generally preferable to use indium tin oxide (ITO) or tin oxide, but the present invention is not limited to this. Further, the electrode layer may be patterned corresponding to the display, or may be a solid electrode when used as a common electrode. The method for forming the electrode layer is not particularly limited to this, but from the viewpoint of making the layer thickness uniform, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like is preferably used.

【0055】なお、本発明においては、必要に応じて基
板の電極の上もしくは下にSiO2、TiO2 ,Si3
4 等の絶縁膜、TFT、MIM、薄膜ダイオード等の
能動素子、位相差膜、偏光膜、反射膜、光導電膜等が形
成されていてもよい。
In the present invention, if necessary, SiO 2 , TiO 2 , Si 3 may be formed above or below the electrodes on the substrate.
An insulating film such as N 4 , an active element such as a TFT, an MIM, a thin film diode, a retardation film, a polarizing film, a reflecting film, a photoconductive film, or the like may be formed.

【0056】さらに、電極付基板上に、液晶表示体の場
合は、必要に応じて配向膜を形成する。これは、ポリイ
ミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の有機樹脂
膜をラビングしたものであってもよいし、SiO等を斜
め蒸着してもよいし、垂直配向剤を塗布して用いる場合
もある。
Further, in the case of a liquid crystal display, an alignment film is formed on the electrode-attached substrate, if necessary. This may be obtained by rubbing an organic resin film of polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, or the like, may be obliquely vapor-deposited of SiO, or may be used by applying a vertical alignment agent.

【0057】さらに、液晶表示素子を製造する方法につ
いては、通常用いられる方法が採用できる。すなわち、
一対の基板のうちの一方を上記カラーフィルター付き電
極基板とし、他方を適宜パターニングされた電極付基板
とし、上記基板上に必要に応じて液晶配向膜を形成し、
次いで、前記一対の基板を電極面側を相対向させて周辺
部をシールしてその内部に液晶を封入する。これによ
り、鮮明度の高いカラー液晶表示体を得ることができ
る。
Further, as a method of manufacturing a liquid crystal display element, a method which is usually used can be adopted. That is,
One of the pair of substrates is the electrode substrate with the color filter, the other is a substrate with an electrode that is appropriately patterned, and a liquid crystal alignment film is formed on the substrate as necessary,
Next, the electrode surfaces of the pair of substrates are opposed to each other, the peripheral portions are sealed, and the liquid crystal is sealed inside. This makes it possible to obtain a color liquid crystal display having high definition.

【0058】本発明のカラーフィルター付き基板を用途
の面からみれば、液晶ディスプレイ面、ブラウン管表示
面、撮像管の受光面等が挙げられる。また、特に、厚み
むらのきわめて少ないカラーフィルターが得られること
から、基板間隔精度の要求の厳しい液晶素子用として好
ましいものである。
From the viewpoint of application, the substrate with a color filter of the present invention includes a liquid crystal display surface, a cathode ray tube display surface, a light receiving surface of an image pickup tube, and the like. Further, since a color filter having extremely small thickness unevenness can be obtained, it is particularly preferable for a liquid crystal element in which the accuracy of the substrate spacing is strict.

【0059】本発明のように極めて高い平坦化能が得ら
れる理由は、以下のように推察される。
The reason why an extremely high leveling ability is obtained as in the present invention is presumed as follows.

【0060】基板上に塗布された直後の膜は流動性があ
り、下のカラーフィルター表面の凹凸に関係なく塗膜面
はそのレベリング性によって非常に平坦になっていると
考えられる。一般にこれを熱によって硬化あるいは乾燥
を行うと、溶剤の蒸発や重合、架橋の進行とともに膜が
収縮し表面形状はしだいにカラーフィルターの形状に近
付いていき、平坦性は悪化する。
It is considered that the film immediately after being applied on the substrate has fluidity, and the coating film surface is very flat due to its leveling property regardless of the unevenness of the surface of the color filter below. Generally, when this is cured or dried by heat, the film shrinks as the solvent evaporates, polymerizes, or crosslinks, and the surface shape gradually approaches the shape of the color filter, resulting in poor flatness.

【0061】本発明では、溶剤が蒸発する前に光を照射
することにより短時間に硬化を進め、平坦な塗膜面を維
持し、平坦性の低下を防ぐことが可能にした。この役目
を担っている多官能アクリレートオリゴマーは感光性の
アクリレート基が多いため、光反応効率が良いので効果
的である。
In the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the flatness by irradiating the light before the solvent is evaporated to advance the curing in a short time, maintain the flat coating film surface. Since the polyfunctional acrylate oligomer that plays this role has many photosensitive acrylate groups, it is effective because the photoreaction efficiency is good.

【0062】さらに反応性希釈剤を添加することで低粘
度になるため従来の組成物のように溶媒を多量に加える
必要がないので、溶媒蒸発による膜収縮を低減すること
によりさらに高度な平坦性を得ることを可能にしたのが
本発明である。
Further, since the addition of the reactive diluent reduces the viscosity, it is not necessary to add a large amount of the solvent as in the conventional composition. Therefore, the film shrinkage due to the evaporation of the solvent is reduced to further improve the flatness. It is the present invention that has made it possible to obtain

【0063】また、本発明の保護層は、ガラスとの接着
力がきわめて高く、高い信頼性を有するものである。こ
の接着力はエポキシ樹脂や反応性希釈剤中の官能基の極
性の効果、各成分の硬化収縮率の低減の効果等があると
考えられる。また、シランカップリング剤を用いること
により、ガラスとの密着性をさらに高めることが可能で
ある。
The protective layer of the present invention has a very high adhesive force with glass and has high reliability. It is considered that this adhesive force has the effect of the polarity of the functional group in the epoxy resin or the reactive diluent, the effect of reducing the curing shrinkage rate of each component, and the like. Further, by using a silane coupling agent, it is possible to further improve the adhesion to glass.

【0064】本発明のカラーフィルター付き基板では、
後工程でカラーフィルターの表面を研磨する必要がなく
なることから、研磨による異物やキズの発生がなくなる
ことによる品質の向上の他、カラーフィルターの製造時
間の短縮、コストの低減、クリーン度のアップなどの効
果を得ることができる。
In the substrate with color filter of the present invention,
Since it is not necessary to polish the surface of the color filter in the subsequent process, the quality is improved by eliminating the generation of foreign matter and scratches due to polishing, and the production time of the color filter is shortened, the cost is reduced, and the cleanness is improved. The effect of can be obtained.

【0065】また、組成物を全面に塗布した後、フォト
マスクのネガパターンを重ねて、露光、硬化させ、現像
液にて現像処理して、所望の形状の樹脂パターンを形成
することができる。このようにすると、カラーフィルタ
ー付き電極基板と対向する電極パターン付き基板とを重
ねた間に液晶を封入してシールする際に、シール部分の
保護層が選択的に除去しておくことができるので、シー
ル接着効果を向上させることが可能となる。
After the composition is applied to the entire surface, a negative pattern of a photomask is overlaid, exposed and cured, and developed with a developing solution to form a resin pattern having a desired shape. With this configuration, when the liquid crystal is sealed while the electrode substrate with the color filter and the substrate with the electrode pattern facing the color filter are overlapped with each other, the protective layer in the sealed portion can be selectively removed. It is possible to improve the adhesive effect of the seal.

【0066】[0066]

【実施例】本発明に関わるカラーフィルターの製造方法
を図1(a)〜(d)を参照して説明する。
EXAMPLES A method for manufacturing a color filter according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0067】まず、透明ガラス基板1上に、マグネトロ
ンスパッタリング法でクロム膜を100nmの厚みに成
膜した。この上にフォトマスクを用い、感光性レジスト
でパターンを形成した後、クロム膜をエッチングして光
遮蔽パターンを形成する(図1(a))。
First, a chromium film having a thickness of 100 nm was formed on the transparent glass substrate 1 by the magnetron sputtering method. A photomask is used on this to form a pattern with a photosensitive resist, and then the chromium film is etched to form a light shielding pattern (FIG. 1A).

【0068】次に、同様にして赤色21R、緑色21
G、青色21Bの着色パターンを光遮閉パターンの間に
順次形成する(図1(b))。
Next, in the same manner, red 21R and green 21
G and blue 21B colored patterns are sequentially formed between the light blocking patterns (FIG. 1B).

【0069】実施例として表1記載の組成物を用意し
た。表中のレベリング剤としてはシリコーン系レベリン
グ剤(信越化学製)を用いた。
The compositions shown in Table 1 were prepared as examples. A silicone-based leveling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical) was used as the leveling agent in the table.

【0070】また、比較例として表2記載の組成物及び
市販品(比較例4,日本合成ゴム製「JSS−71
5」)を用意した。ここで、表中の成分は、 EHPE−3150:脂環式エポキシ,ダイセル化学工
業製 エピコート152:ノボラックエポキシ,油化シェル製 アロニックスM−8030:オリゴエステルアクリレー
ト,東亜合成化学製 PETA,TMPTA:ペンタエリスリトールトリアク
リレートとトリメチロールプロパントリアクリレートの
混合物,新中村化学製 セロクサイド2000:ビニルシクロヘキセンエポキサ
イド,ダイセル化学工業製 CYCLOMER M−100:エポキシシクロヘキシ
ルメタクリレート,ダイセル化学工業製 エポキシ硬化剤:三フッ化ホウ素モノエチルアミン(橋
本化成製) 光重合開始剤:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェ
ニルプロパン−1−オン(ダロキュア1173,メルク
製) カップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン(KBM−403,信越化学製) レベリング剤:シリコーン系,信越化学製 である。
As a comparative example, the composition shown in Table 2 and a commercially available product (Comparative Example 4, "JSS-71" manufactured by Japan Synthetic Rubber) were used.
5 ”) was prepared. Here, the components in the table are: EHPE-3150: Alicyclic epoxy, manufactured by Daicel Chemical Industries Epicoat 152: Novolac epoxy, manufactured by Yuka Shell Aronix M-8030: Oligoester acrylate, manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd. PETA, TMPTA: penta Mixture of erythritol triacrylate and trimethylolpropane triacrylate, Shin Nakamura Chemical Co., Ltd. Seloxide 2000: vinyl cyclohexene epoxide, Daicel Chemical Industries, Ltd. CYCLOMER M-100: epoxy cyclohexyl methacrylate, Daicel Chemical Industries, Ltd. Epoxy curing agent: boron trifluoride monoethylamine (Hashimoto Kasei Co., Ltd.) Photopolymerization initiator: 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (Darocur 1173, manufactured by Merck) Coupling agent: γ-glycy Trimethoxysilane (KBM-403, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Leveling agent: silicone-based, is manufactured by Shin-Etsu Chemical.

【0071】前記の着色パターンの上に、この組成物
を、スピンコーターで、硬化後の保護膜3の膜厚が約2
μmになるように全面に塗布した(図1(c))。その
後、高圧水銀灯を用いて紫外光を照射して、200℃で
30分加熱して完全に硬化させた。
This composition was applied onto the above-mentioned colored pattern with a spin coater to give a protective film 3 having a thickness of about 2 after curing.
The entire surface was coated so as to have a thickness of μm (FIG. 1 (c)). Then, it was irradiated with ultraviolet light using a high pressure mercury lamp and heated at 200 ° C. for 30 minutes to be completely cured.

【0072】上記実施例、比較例の方法により製造され
たカラーフィルターについて、物性の評価を行った。外
観は,保護膜をコ−トした基板表面や端面に白化や剥離
などを生じないものを○、生じるものを×として評価し
た。塗布性はナトリウムランプで目視評価によりほとん
どムラのないものを○、若干ムラがみられるものを△と
して評価した。平坦性は表面粗さ計を用いて着色層上の
コート層形成前後の表面の凹凸の改善効果を調べた。凹
凸の改善率が40%未満を×、40%以上を○として評
価した。また、ガラスとの密着力を水で10時間煮沸し
た後碁盤目テ−プ試験で評価した。密着力は、全く剥れ
なかったものを○、一部剥がれが生じたものを△、全部
剥がれたものを×として評価した。透明性はガラス基板
上に保護膜形成してガラス込みの透過率をエアーリファ
レンスで400nmの透過率を測定した。透過率86%以
上を○、86%未満を×として評価した。
The physical properties of the color filters manufactured by the methods of the above Examples and Comparative Examples were evaluated. The appearance was evaluated as ◯ when no whitening or peeling occurred on the substrate surface or edge face coated with the protective film, and as x when it occurred. The coating properties were evaluated by using a sodium lamp with visual evaluation, and those with almost no unevenness were evaluated as ◯, and those with some unevenness were evaluated as Δ. The flatness was examined by using a surface roughness meter for the effect of improving the unevenness of the surface before and after forming the coating layer on the colored layer. The unevenness improvement rate was evaluated as x when less than 40%, and ◯ when 40% or more. Further, the adhesion with glass was evaluated by a cross-cut tape test after boiling in water for 10 hours. The adhesive strength was evaluated as ◯ when it was not peeled at all, Δ when partially peeled, and x when it was completely peeled. For transparency, a protective film was formed on a glass substrate, and the transmittance including glass was measured at 400 nm with an air reference. The transmittance of 86% or more was evaluated as ◯, and the transmittance of less than 86% was evaluated as x.

【0073】結果をそれぞれ表3(実施例)及び表4
(比較例)に示す。
The results are shown in Table 3 (Example) and Table 4 respectively.
(Comparative example).

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】[0075]

【表2】 [Table 2]

【0076】[0076]

【表3】 [Table 3]

【0077】[0077]

【表4】 [Table 4]

【0078】実施例と比較例の比較により明らかなよう
に、本発明のカラーフィルターの保護膜は、塗布性が非
常に良好であり、より高性能な表示にも対応できる膜厚
均一性を実現している。これは主に反応性希釈剤による
効果だと考えられ、特に比較例3との比較において明ら
かである。また、実施例において全く白化などの現象が
生じることがなく、反応性希釈剤が成分(A)と成分
(B)の相溶性の向上に貢献していると考えられる。
As is clear from the comparison between the example and the comparative example, the protective film of the color filter of the present invention has very good coatability and achieves film thickness uniformity capable of supporting higher performance display. is doing. This is considered to be mainly due to the effect of the reactive diluent, and is particularly clear in comparison with Comparative Example 3. Further, it is considered that the reactive diluent contributes to the improvement of the compatibility of the component (A) and the component (B) without causing any phenomenon such as whitening in the examples.

【0079】実施例3と比較例1の比較において明らか
なように、成分(A)として芳香族エポキシ樹脂よりは
脂環式エポキシ樹脂を用いた方がが透明性がよい。
As is clear from the comparison between Example 3 and Comparative Example 1, transparency is better when an alicyclic epoxy resin is used as the component (A) than an aromatic epoxy resin.

【0080】実施例4と比較例2の比較において明らか
なように、成分(B)としては多官能光重合性モノマー
よりは多官能光重合性オリゴマーの方が接着性が良好で
ある。これはオリゴマーの方がモノマーよりも光硬化時
の収縮率が低く、内部応力が小さいためだと考えられ
る。
As is clear from the comparison between Example 4 and Comparative Example 2, as the component (B), the polyfunctional photopolymerizable oligomer has better adhesiveness than the polyfunctional photopolymerizable monomer. It is considered that this is because the oligomer has a lower shrinkage rate during photocuring and a smaller internal stress than the monomer.

【0081】実施例では非常に高平坦な平坦性を実現し
ている。これは,光硬化による平坦性の保持と反応性希
釈剤を用いたことによる溶媒の低減効果の表れだと考え
られる。
In the embodiment, extremely high flatness is realized. This is considered to be a manifestation of the flatness retention by photo-curing and the solvent reduction effect by using the reactive diluent.

【0082】また、実施例中で異なる成分(C)を比較
したときに接着性などに違いがあるが、全般的に各特性
は比較例に比べて良好である。
Further, when different components (C) are compared in Examples, there are differences in adhesiveness and the like, but the respective properties are generally better than those in Comparative Examples.

【0083】これらの結果を総合的に判断して実施例の
ように成分(A)として脂環式エポキシ樹脂、成分
(B)として多官能光重合性オリゴマー、成分(C)と
して反応性希釈剤を含有した組成物を用いることで、硬
化物は膜厚均一性がよく、透明性も良好な結果が得られ
ることが明らかとなった。なかでも、接着性を考慮する
と、成分(C)としてはアクリル酸、アリルグリシジル
エーテル、セロキサイド2000(商品名,ダイセル化
学製)、エポキシシクロヘキシルメタクリレート、ブチ
ルグリシジルエーテル、スチレンオキシド、エポキシシ
クロヘキセンエポキシドが好ましく、さらに高度な平坦
性、耐薬品性を考慮するとアクリル酸、アリルグリシジ
ルエーテル、セロキサイド2000が好ましい。
Comprehensively judging from these results, an alicyclic epoxy resin as the component (A), a polyfunctional photopolymerizable oligomer as the component (B) and a reactive diluent as the component (C) as in the examples. It was revealed that the use of the composition containing the cured product gave a cured product having good film thickness uniformity and good transparency. Among them, considering the adhesiveness, acrylic acid, allyl glycidyl ether, Celoxide 2000 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries), epoxycyclohexyl methacrylate, butyl glycidyl ether, styrene oxide, and epoxycyclohexene epoxide are preferable as the component (C), Considering higher flatness and chemical resistance, acrylic acid, allyl glycidyl ether and Celoxide 2000 are preferable.

【0084】次に、マグネトロンスパッタリング法で、
ITO膜40を0.25μmの厚みに成膜した(図1
(d))。上記のITO膜上にライン形状のレジスト
(マスキング剤)を塗布した後、塩酸・塩化第二鉄系エ
ッチング剤中に浸漬して、ITO膜のパターニングを行
った。
Next, by the magnetron sputtering method,
The ITO film 40 was formed to a thickness of 0.25 μm (see FIG. 1).
(D)). After applying a line-shaped resist (masking agent) on the ITO film, it was immersed in a hydrochloric acid / ferric chloride-based etching agent to pattern the ITO film.

【0085】本発明の例において、ITOの抵抗値の変
化、パターニング性とも問題なく、良好であった。
In the example of the present invention, the change in the resistance value of ITO and the patterning property were satisfactory without any problems.

【0086】(実施例2)実施例1A、2で得られたカ
ラーフィルター付き電極基板を一方の基板として使用
し、もう一方の電極付き基板とともに、表面にポリイミ
ド膜をラビングして得た配向膜を形成した。液晶として
はカイラル化合物を添加した液晶ZLI2293(商品
名、メルク社製)を使用してこの基板間に挟持し、24
0度ツイストの1/240デューティ液晶表示素子を作
成した。この液晶表示素子を駆動したところ、面内の色
差が少なくコントラストや色再現性等が良好であって、
高品位のフルカラー表示ができることが確認された。
Example 2 An alignment film obtained by using the electrode substrate with a color filter obtained in Examples 1A and 2 as one substrate and rubbing a polyimide film on the surface together with the other substrate with an electrode. Was formed. A liquid crystal ZLI2293 (trade name, manufactured by Merck) containing a chiral compound was used as a liquid crystal and was sandwiched between the substrates, and
A 0 / twisted 1/240 duty liquid crystal display device was prepared. When this liquid crystal display element was driven, the in-plane color difference was small and the contrast and color reproducibility were good,
It was confirmed that high-quality full-color display was possible.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明のような、組成物を硬化すること
により、極めて高い平坦化能を有するとともに、ガラス
基板との密着力も充分な保護膜が得られる。これは、カ
ラーフィルター付き基板に最適な保護膜であり、ハード
コート剤として応用の広いものである。
EFFECT OF THE INVENTION By curing the composition as in the present invention, a protective film having an extremely high leveling ability and a sufficient adhesion to a glass substrate can be obtained. This is a protective film most suitable for a substrate with a color filter and has wide application as a hard coating agent.

【0088】本発明のカラーフィルター付き基板におい
ては、後工程でカラーフィルターの表面を研磨する必要
がなくなることから、研磨による異物やキズの発生がな
くなることによる品質の向上の他、カラーフィルターの
製造時間の短縮、コストの低減、クリーン度のアップな
どの効果を得ることができる。
In the substrate with a color filter of the present invention, since it is not necessary to polish the surface of the color filter in a subsequent step, the quality is improved by eliminating the generation of foreign matters and scratches due to polishing, and the production of the color filter. It is possible to obtain effects such as reduction of time, reduction of cost, and improvement of cleanliness.

【0089】さらに、本発明のカラーフィルター付き電
極基板を用いることにより、面内の色差が少なくコント
ラストや色再現性等が良好であって、かつ信頼性も極め
て高い高品位のフルカラー液晶表示素子が得られる。
Furthermore, by using the electrode substrate with a color filter of the present invention, a high-quality full-color liquid crystal display device having a small in-plane color difference, good contrast and color reproducibility, and extremely high reliability can be obtained. can get.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のカラーフィルター付き電極基板の製造
工程を示す概略断面図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of an electrode substrate with a color filter of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:透明ガラス基板 21R、21G、21B:着色パターン 3:保護層 40:ITO膜 1: transparent glass substrate 21R, 21G, 21B: colored pattern 3: protective layer 40: ITO film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郡司 文明 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 秦野 高志 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160番 地 エイ・ジー・テクノロジー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Fumiaki Gunji, Inventor 1150, Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Asahi Glass Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Takashi Hadano 1160, Matsubara, Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa・ In G Technology Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】以下のような成分(A)、(B)、
(C)、(D)、(E)を含む主成分(A)、(B)、
(C)からなる保護膜用組成物であって、(A)を10
0重量部としたときに(B)が、50〜200重量部、
(C)が50〜200重量部であることを特徴とする保
護膜用組成物。 (A)脂環式エポキシ樹脂 (B)芳香環を有さない多官能光重合性オリゴマー (C)反応性希釈剤 (D)エポキシ硬化剤 (E)光重合開始剤
1. The following components (A), (B),
Main components (A), (B) containing (C), (D) and (E),
A protective film composition comprising (C), wherein (A) is 10
(B) is 50 to 200 parts by weight when 0 parts by weight,
(C) is 50-200 weight part, The composition for protective films characterized by the above-mentioned. (A) Alicyclic epoxy resin (B) Polyfunctional photopolymerizable oligomer having no aromatic ring (C) Reactive diluent (D) Epoxy curing agent (E) Photopolymerization initiator
【請求項2】(C)成分の反応性希釈剤の平均分子量が
200以下であることを特徴とする請求項1記載の保護
膜用組成物。
2. The protective film composition according to claim 1, wherein the reactive diluent as the component (C) has an average molecular weight of 200 or less.
【請求項3】基板と、該基板上に形成された着色層と、
その上に形成された保護層とからなるカラーフィルター
付き基板において、該保護層は請求項1または請求項2
記載の保護膜用組成物を硬化せしめたものであることを
特徴とするカラーフィルター付き基板。
3. A substrate and a colored layer formed on the substrate,
In a substrate with a color filter, which comprises a protective layer formed on the protective layer, the protective layer is a protective layer.
A substrate with a color filter, which is obtained by curing the composition for a protective film described above.
【請求項4】液晶パネルを構成する少なくとも一方の基
板として請求項3記載のカラーフィルター付き基板を用
いたことを特徴とする液晶表示素子。
4. A liquid crystal display device using the substrate with a color filter according to claim 3 as at least one substrate constituting a liquid crystal panel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120169973A1 (en) * 2003-02-12 2012-07-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Polarizer, process for preparing the same, optical member and liquid crystal displaying apparatus

Cited By (2)

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US20120169973A1 (en) * 2003-02-12 2012-07-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Polarizer, process for preparing the same, optical member and liquid crystal displaying apparatus
US9638850B2 (en) * 2003-02-12 2017-05-02 Sumitomo Chemical Company, Limited Polarizer, process for preparing the same, optical member and liquid crystal displaying apparatus

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