JP2005292199A - Color filter manufacturing method, color filter manufactured using the same, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
【課題】 フェノール性水酸基を有する樹脂を含有するネガ型レジストを使用して液晶配向用の突起物を形成することを特徴とする生産性に優れたカラーフィルタの製造方法を提供する。また、それによって製造されるカラーフィルタ、さらにはそれを用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 同一基板に3原色からなる着色層と導電層を有し、さらにその導電層上に固定された分割配向のための突起を有するカラーフィルタにおいて、該突起が少なくともフェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂を含む感光性樹脂組成物を用いて形成する。なお、分割配向のための突起を、フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂の他にエチレン性不飽和化合物、光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物を用いて形成することも含まれる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a color filter excellent in productivity, characterized in that a negative resist containing a resin having a phenolic hydroxyl group is used to form projections for liquid crystal alignment. Moreover, the color filter manufactured by it and also the liquid crystal display device using the same are provided.
SOLUTION: In a color filter having a colored layer composed of three primary colors and a conductive layer on the same substrate and further having projections for split orientation fixed on the conductive layer, the projections cap at least a phenolic hydroxyl group. It forms using the photosensitive resin composition containing resin capped with the agent. In addition, forming the protrusion for split orientation using a photosensitive resin composition containing an ethylenically unsaturated compound and a photopolymerization initiator in addition to a resin in which a phenolic hydroxyl group is capped with a capping agent is also included. .
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、液晶配向分割機能を持つ突起を有するのカラーフィルタ及び、その製造方法、更にはそれを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a color filter having protrusions having a liquid crystal alignment dividing function, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display device using the same.
液晶表示装置用は、時計・カメラ等の小面積のものから、コンピュータ端末表示装置・テレビ画像表示装置などの大面積のものまで広く使用されており、近年大面積の用途を中心としてカラー表示化が急速に進んでいる。カラーフィルタは液晶ディスプレイのカラー表示化には必要不可欠で、カラー液晶ディスプレイの性能を決める重要な部品であり、高精細な画像を表示するために様々な形に細かくパターニングされたものが用いられている。従来のカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法やインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィー法、エッチング法などが知られている。 Liquid crystal display devices are widely used from small-area devices such as watches and cameras to large-area devices such as computer terminal display devices and television image display devices. Is progressing rapidly. Color filters are indispensable for the color display of liquid crystal displays, and are important components that determine the performance of color liquid crystal displays. Finely patterned ones are used to display high-definition images. Yes. Known methods for producing a color filter include, for example, a dyeing method, an ink jet method, a printing method, a photolithography method, and an etching method.
一方、液晶表示装置は液晶が持つ複屈折性に起因して視野角が狭いといった問題点があった。これを解決するための手段として液晶の駆動方式としてIPS(In-Plane Switching)やVA(Vertical Alignment)方式などが提案されている。このうち、VA方式は、1画素内で液晶分子の傾斜方向が複数になるように制御し、全方位で均一な中間調表示ができるようにした垂直配向型液晶表示方式であり、優れたコントラスト、視野角特性、応答速度を兼ね備えた液晶表示装置を提供している。 On the other hand, the liquid crystal display device has a problem that the viewing angle is narrow due to the birefringence of the liquid crystal. As means for solving this problem, IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Alignment), and the like have been proposed as liquid crystal driving methods. Among them, the VA method is a vertical alignment type liquid crystal display method that controls the liquid crystal molecules to have a plurality of tilt directions within one pixel so that uniform halftone display is possible in all directions, and has excellent contrast. A liquid crystal display device having both viewing angle characteristics and response speed is provided.
VA方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとしては液晶の配向制御用にストラプ状あるいはドット状の突起を必要とする。 A color filter used in a VA liquid crystal display device requires a strap-like or dot-like protrusion for controlling the alignment of liquid crystal.
図1(a)、(b)は、VA方式の液晶表示装置の動作をその断面で模式的に示した説明図である。図1(a)、(b)に示すように、VA方式の液晶表示装置(10)は、液晶分子(15)を介して配向制御用突起(13)が設けられたTFT側基板(11)と、配向制御用突起(14)が設けられたカラーフィルタ側基板(12)とを配置した構造であるが、配向制御用突起(13)及び配向制御用突起(14)は互い違いの位置になるようになっている。 1A and 1B are explanatory views schematically showing the operation of a VA liquid crystal display device in cross section. As shown in FIGS. 1A and 1B, a VA liquid crystal display device (10) includes a TFT side substrate (11) provided with alignment control protrusions (13) via liquid crystal molecules (15). And the color filter side substrate (12) provided with the alignment control protrusions (14). However, the alignment control protrusions (13) and the alignment control protrusions (14) are in alternate positions. It is like that.
図1(a)は、電圧無印加時の状態を示し、電圧無印加時には液晶分子(15)は、両基板間で垂直に配向するが、配向制御用突起(13)部及び配向制御用突起(14)部の液晶分子は突起の斜面の影響によってわずかに傾斜している。図1(b)は、電圧印加時の状態を示し、電圧を印加すると突起の斜面の液晶分子が傾斜しはじめ、斜面部分以外の液晶分子も順次に同一の配向をするようになっている。即ち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。 FIG. 1A shows a state when no voltage is applied, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules (15) are aligned vertically between the two substrates, but the alignment control protrusion (13) and the alignment control protrusion The liquid crystal molecules in part (14) are slightly tilted due to the influence of the slopes of the protrusions. FIG. 1B shows a state when a voltage is applied. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules on the inclined surface of the protrusion begin to be inclined, and the liquid crystal molecules other than the inclined surface are sequentially aligned in the same manner. That is, the alignment of liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions instead of rubbing treatment.
しかし、このようなVA方式の液晶表示装置において、長時間にわたり電圧を印加した状態におくと、配向制御用突起の表面に電荷がたまり残像、すなわち焼付きが発生することがある。この現象は、液晶配向用の突起を形成する材料の電気特性が大きく関与するものと思われるが、限定した電気特性値で判断することは困難である。 However, in such a VA liquid crystal display device, if a voltage is applied for a long period of time, charges may accumulate on the surface of the alignment control protrusion and an afterimage, i.e., burn-in, may occur. This phenomenon seems to be largely related to the electrical characteristics of the material forming the projections for aligning the liquid crystal, but it is difficult to judge with limited electrical characteristic values.
現在、液晶配向用の突起を形成する材料としてフェノール樹脂を主成分とするポジ型レジストと呼ばれる、光を照射した部分が溶解するようになるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 At present, as a material for forming projections for liquid crystal alignment, a positive resist mainly composed of a phenol resin, which is a part that is irradiated with light, is known (for example, see Patent Document 1). .
これは、パタンーン形成後、加熱することによって熱フローが起こり、理想的な椀状形状が得られることにより、液晶の配向制御が可能になると共に、この材料を用いることによって焼付きが起こらないことが、大きな理由である。その詳細な要因はよく分かっていないが、フェノール樹脂の特性に起因するところが大きいものと思われる。 This is because heat flow occurs by heating after pattern formation, and an ideal bowl-like shape is obtained, so that alignment of liquid crystal can be controlled and no seizure occurs by using this material. But this is a big reason. Although the detailed factor is not well understood, it seems that it is largely due to the characteristics of the phenol resin.
一方、ポジ型レジストの使用においては、微細な液晶配向用の突起を形成するためのフォトマスクが突起形成部分だけが遮光された殆ど素ガラスに近いものであり、異物付着による同一欠陥の発生、あるいは遮光部への回折光の回り込みよる不良の発生などの問題点がある。 On the other hand, in the use of a positive resist, the photomask for forming the fine liquid crystal alignment protrusions is almost a bare glass in which only the protrusion forming part is shielded from light, and the occurrence of the same defect due to adhesion of foreign matter, Or there is a problem such as generation of a defect due to diffracted light wrapping around the light shielding portion.
すなわち、液晶の配向を制御する突起の材料として、そのものの持つ焼付きが起こらない電気特性を維持しつつ、生産上で使い勝手のよいネガ型レジストと呼ばれる、光を照射した部分が不溶解化するようになるレジストの開発が望まれている。しかし、フェノール性水酸基を有する樹脂を含有するラジカル重合型の感光性樹脂組成物の場合は、フェノール性水酸基がラジカル重合阻害性を有するため、光硬化が進行せず、ネガ型レジストを作成することが困難であった。
本発明の課題は、上記のようなフェノール樹脂の特性を維持し、上記問題点を解決するために、フェノール性水酸基を有する樹脂を含有するネガ型レジストを使用して液晶配向用の突起物を形成することを特徴とする生産性に優れたカラーフィルタの製造方法を提供することであり、また、それによって製造されるカラーフィルタ、さらにはそれを用いた液晶表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a projection for liquid crystal alignment using a negative resist containing a resin having a phenolic hydroxyl group in order to maintain the above-described characteristics of the phenol resin and solve the above problems. Another object of the present invention is to provide a method for producing a color filter excellent in productivity, characterized in that it is formed, and to provide a color filter produced thereby and a liquid crystal display device using the color filter.
本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。 The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
すなわち本発明は、同一基板に3原色からなる着色層と導電層を有し、さらにその導電層上に固定された分割配向のための突起を有するカラーフィルタにおいて、該突起が少なくともフェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂を含む感光性樹脂組成物を用いて形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法、該製造方法で作製したカラーフィルタおよびそれを用いて製造した液晶表示装置であることを要旨とする。 That is, the present invention provides a color filter having a colored layer composed of three primary colors and a conductive layer on the same substrate, and further having protrusions for split orientation fixed on the conductive layer, wherein the protrusions have at least a phenolic hydroxyl group. A method for producing a color filter, comprising a photosensitive resin composition containing a resin capped with a capping agent, a color filter produced by the production method, and a liquid crystal display device produced using the color filter Is the gist.
本発明のカラーフィルタの製造方法は、導電層上に固定された分割配向のための突起を有するカラーフィルタを作製するにあたって、ネガ型レジストとして光硬化、アルカリ現像が可能な感光性樹脂組成物を用いることによって生産性に優れる。また、該製造方法においては数μmの厚膜でも膜厚バラツキなく突起を形成することが可能となり有用である。 The method for producing a color filter according to the present invention includes a photosensitive resin composition that can be photocured and alkali-developed as a negative resist in producing a color filter having protrusions for divisional orientation fixed on a conductive layer. By using it, it is excellent in productivity. In addition, the manufacturing method is useful because it is possible to form protrusions without variation in film thickness even with a thickness of several μm.
本発明のカラーフィルタの製造方法は、同一基板に3原色の着色層と導電層を有し、さらにその導電層上に固定された分割配向のための突起を有するカラーフィルタにおいて、該突起が少なくともフェノール性水酸基をキャップ剤でキャップしたバインダー樹脂を含む感光性樹脂組成物を用いて形成することからなる。 The method for producing a color filter of the present invention includes a color filter having a colored layer of three primary colors and a conductive layer on the same substrate, and further having protrusions for divisional orientation fixed on the conductive layer. It consists of forming using the photosensitive resin composition containing the binder resin which capped the phenolic hydroxyl group with the cap agent.
フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップしたバインダー樹脂の他にエチレン性不飽和化合物、光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物を用いて形成することを含むものである。 It includes forming using a photosensitive resin composition containing an ethylenically unsaturated compound and a photopolymerization initiator in addition to a binder resin capped with a phenolic hydroxyl group.
また、形成した分割配向のための突起を150℃〜250℃で30分〜60分加熱することにより、キャップ剤の50%以上を脱離させることをも含むものである。 Moreover, it includes desorbing 50% or more of the cap agent by heating the formed protrusions for split orientation at 150 to 250 ° C. for 30 to 60 minutes.
更には、該製造方法によって作製したカラーフィルタおよび該カラーフィルタを用いた液晶表示装置である。 Furthermore, a color filter manufactured by the manufacturing method and a liquid crystal display device using the color filter.
本発明で用いるキャップ剤は、フェノール性水酸基と反応しうる官能基を有する化合物であり、フェノール性水酸基と反応しうる官能基としては、たとえばイソシアネート基、酸無水物基、酸ハロゲン化物基、ビニルエーテル基、プロペニルエーテル基などが挙げられる。更に、その他に(メタ)アクリレート基を含有することによって高感度化が期待でき、(メタ)アクリレート基と少なくともイソシアネート基、酸無水物基、酸ハロゲン化物基、ビニルエーテル基、またはプロペニルエーテル基の何れか一つの官能基とを含有する化合物を挙げることができる。 The cap agent used in the present invention is a compound having a functional group capable of reacting with a phenolic hydroxyl group. Examples of the functional group capable of reacting with a phenolic hydroxyl group include an isocyanate group, an acid anhydride group, an acid halide group, and vinyl ether. Group, propenyl ether group and the like. In addition, high sensitivity can be expected by containing a (meth) acrylate group, and any of a (meth) acrylate group and at least an isocyanate group, an acid anhydride group, an acid halide group, a vinyl ether group, or a propenyl ether group. Mention may be made of compounds containing one functional group.
イソシアネート基はフェノール性水酸基と反応してウレタン結合を形成する。酸無水物基、酸ハロゲン化物基はフェノール性水酸基と反応してエステル結合を形成する。 Isocyanate groups react with phenolic hydroxyl groups to form urethane bonds. An acid anhydride group and an acid halide group react with a phenolic hydroxyl group to form an ester bond.
ビニルエーテル基、プロペニルエーテル基はフェノール性水酸基と反応してアセタール結合を形成する。これらの結合は、加熱などにより、可逆的に脱離反応が進行しうる結合であるため好ましい。 Vinyl ether groups and propenyl ether groups react with phenolic hydroxyl groups to form acetal bonds. These bonds are preferable because they can be reversibly advanced by heating or the like.
イソシアネート基含有化合物としては、炭素数4〜50(好ましくは4〜20)のイソシアネート化合物(例えば、フェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、イソシアナトエチル(メタ)アクリレートなど)があげられる。 Examples of the isocyanate group-containing compound include isocyanate compounds having 4 to 50 (preferably 4 to 20) carbon atoms (for example, phenyl isocyanate, benzyl isocyanate, isocyanatoethyl (meth) acrylate, etc.).
酸無水物基含有化合物としては、炭素数4〜50(好ましくは4〜20)の酸無水物(例えば、無水酢酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水(メタ)アクリル酸など)が挙げられる。 Examples of the acid anhydride group-containing compound include acid anhydrides having 4 to 50 (preferably 4 to 20) carbon atoms (for example, acetic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, anhydrous ( (Meth) acrylic acid).
酸ハロゲン化物基含有化合物としては、酸ハロゲン化物基を含有する炭化水素(炭素数4〜50(好ましくは4〜20))(例えば、アセチルクロライド、(メタ)アクリロイルクロライドなど)が挙げられる。 Examples of the acid halide group-containing compound include hydrocarbons (having 4 to 50 (preferably 4 to 20) carbon atoms) containing acid halide groups (for example, acetyl chloride, (meth) acryloyl chloride, etc.).
ビニルエーテル基含有化合物としては、ビニルエーテル基を含有する炭化水素(炭素数4〜50(好ましくは4〜20))(例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルビニルエーテルなど)が挙げられる。 Examples of the vinyl ether group-containing compound include hydrocarbons (4 to 50 (preferably 4 to 20) carbon atoms) containing vinyl ether groups (for example, methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, 2- (meth) acryloyloxyethyl vinyl ether, etc.). It is done.
プロペニルエーテル基含有化合物としては、プロペニルエーテル基を含有する炭化水素(炭素数4〜50(好ましくは4〜20))(例えば、メチルプロペニルエーテル、ブチルプロペニルエーテル、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルプロペニルエーテルなど)が挙げられる。 Examples of the propenyl ether group-containing compound include a hydrocarbon containing a propenyl ether group (4 to 50 carbon atoms (preferably 4 to 20)) (for example, methyl propenyl ether, butyl propenyl ether, 2- (meth) acryloyloxyethyl propenyl). Ether).
また、本発明で使用できるフェノール性水酸基を有する樹脂としては、フェノール性水酸基を有するオリゴマーもしくはポリマーであれば、特に限定されない。例えば、フェノール樹脂、クレゾール樹脂、フェノール−クレゾール樹脂、ヒドロキノン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリビニルフェノール等が挙げられる。このうち、特に好ましいものは、フェノール樹脂、クレゾール樹脂およびポリビニルフェノールである。 The resin having a phenolic hydroxyl group that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is an oligomer or polymer having a phenolic hydroxyl group. For example, a phenol resin, a cresol resin, a phenol-cresol resin, a hydroquinone-formaldehyde resin, polyvinylphenol, and the like can be given. Of these, phenol resins, cresol resins and polyvinylphenol are particularly preferable.
これらの樹脂の重量平均分子量としては通常500〜100000、好ましくは700〜50000、特に好ましくは1000〜30000である。 The weight average molecular weight of these resins is usually 500 to 100,000, preferably 700 to 50,000, particularly preferably 1,000 to 30,000.
フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂は、例えば、キャップ剤とフェノール性水酸基を有する樹脂を、無溶剤あるいは溶剤の存在下に溶解させ、必要に応じて加熱、反応触媒添加を行うことにより得ることが出来る。溶剤としては、エステル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ケトン、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート及びブチルアセテートが挙げられ、好ましくはケトン及びエステルである。 A resin in which a phenolic hydroxyl group is capped with a capping agent is obtained, for example, by dissolving a resin having a capping agent and a phenolic hydroxyl group in the absence of a solvent or in the presence of a solvent, and heating and adding a reaction catalyst as necessary. I can do it. Examples of the solvent include esters, ethylene glycol monoalkyl ethers, ketones, ethylene glycol alkyl ether acetates and butyl acetates, preferably ketones and esters.
加熱する場合の温度としては、反応の進行しやすさに応じて適宜決定されるが、通常反応温度は50℃以上、90℃以下であり、反応時間は1〜6時間である。 The temperature at the time of heating is appropriately determined according to the easiness of the reaction, but the reaction temperature is usually 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and the reaction time is 1 to 6 hours.
反応触媒としては、反応させる官能基に応じて適宜設定する。キャップ剤がイソシアネート基含有化合物の場合、金属触媒、アミン系触媒などが使用できる。 The reaction catalyst is appropriately set according to the functional group to be reacted. When the cap agent is an isocyanate group-containing compound, a metal catalyst, an amine catalyst, or the like can be used.
金属触媒としては、錫系触媒(例えば、トリメチル錫ラウレート、トリメチル錫ヒドロキシド、ジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート及びジブチル錫マレエート等);鉛系触媒(例えば、オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、ナフテン酸鉛及びオクテン酸鉛等);等が挙げられる。その他の金属触媒としては、例えばナフテン酸コバルト等が挙げられる。 Examples of metal catalysts include tin-based catalysts (for example, trimethyltin laurate, trimethyltin hydroxide, dimethyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, stannous octoate, and dibutyltin maleate); lead-based catalysts (for example, Lead oleate, lead 2-ethylhexanoate, lead naphthenate, lead octenoate and the like). Examples of other metal catalysts include cobalt naphthenate.
アミン系触媒としては、3級アミン(例えば、トリエチルアミン等);ジアミン(例えば、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルヘキシレンジアミン等);モルホリン(例えば、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等);アルカノールアミン(例えば、ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等);1,8−ジアザビシクロ[5、4,0]ウンデセン(サンアプロ社登録商標:DBU);アミン炭酸塩および有機酸塩(例えば、ジメチルアミノエチルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、ジメチルアミノプロピルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、ジエチルアミノプロピルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、ジブチルアミノエチルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、ジメチルアミノオクチルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、ジプロピルアミノプロピルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、2−(1−アジリジニル)エチルアミンの炭酸塩及び有機酸塩、並びに4−(1−ピペリジニル)−2−ヘキシルアミンの炭酸塩及び有機酸塩等);等が挙げられる。 As the amine catalyst, tertiary amine (for example, triethylamine); diamine (for example, triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, tetramethylhexylenediamine, etc.); morpholine (for example, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, etc.) Alkanolamines (eg, diethylethanolamine, dimethylethanolamine, etc.); 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene (Sanapro Corporation: DBU); amine carbonates and organic acid salts (eg, dimethylamino) Carbonate and organic acid salt of ethylamine, carbonate and organic acid salt of dimethylaminopropylamine, carbonate and organic acid salt of diethylaminopropylamine, carbonate and organic acid salt of dibutylaminoethylamine, carbonic acid of dimethylaminooctylamine And organic acid salts, carbonates and organic acid salts of dipropylaminopropylamine, carbonates and organic acid salts of 2- (1-aziridinyl) ethylamine, and carbonates of 4- (1-piperidinyl) -2-hexylamine And organic acid salts);
キャップ剤が酸無水物基含有化合物、酸ハロゲン化物基含有化合物の場合、上記金属触媒等が使用できる。キャップ剤がビニルエーテル基含有化合物、プロペニルエーテル基含有化合物の場合、上記金属触媒および上記アミン系触媒等が使用できる。 When the capping agent is an acid anhydride group-containing compound or an acid halide group-containing compound, the above metal catalyst or the like can be used. When the cap agent is a vinyl ether group-containing compound or a propenyl ether group-containing compound, the above metal catalyst and the above amine catalyst can be used.
キャップ剤でフェノール性水酸基をキャップした樹脂中のキャップ剤によるキャップの量は、通常フェノール性水酸基の0.5mol%〜95mol%である。好ましくは3mol%〜90mol、特に好ましくは5mol%〜85mol%である。0.5mol%より下の場合、その効果が発揮されない。また95mol%より上の場合、組成物の現像性が悪化するため好ましくない。 The amount of cap by the capping agent in the resin capped with the phenolic hydroxyl group by the capping agent is usually 0.5 mol% to 95 mol% of the phenolic hydroxyl group. Preferably they are 3 mol%-90 mol, Most preferably, they are 5 mol%-85 mol%. If it is lower than 0.5 mol%, the effect is not exhibited. On the other hand, if it exceeds 95 mol%, the developability of the composition deteriorates, which is not preferable.
キャップ剤でキャップした樹脂は、上記フェノール性水酸基を有する樹脂のフェノール性水酸基をキャップ剤と反応させて得られるが、該キャップ剤でキャップした樹脂とイソシアネート基含有化合物とを反応させたものが好ましい。これらの具体的としては、フェノール樹脂とイソシアネート基含有化合物との反応生成物、クレゾール樹脂とイソシアネート基含有化合物との反応生成物およびポリビニルフェノールとイソシアネート基含有化合物の反応生成物等が挙げられる。 The resin capped with the capping agent is obtained by reacting the phenolic hydroxyl group of the resin having a phenolic hydroxyl group with a capping agent, and a resin obtained by reacting a resin capped with the capping agent and an isocyanate group-containing compound is preferable. . Specific examples thereof include a reaction product of a phenol resin and an isocyanate group-containing compound, a reaction product of a cresol resin and an isocyanate group-containing compound, and a reaction product of polyvinylphenol and an isocyanate group-containing compound.
該フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂は、感光性基を有していてもよい。感光性基とは、光ラジカル発生剤により発生した活性種によって重合し得る反応性基を意味し、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、(メタ)アリルオキシ基、(メタ)アリルオキシカルボニル基等が挙げられる。 The resin in which the phenolic hydroxyl group is capped with a capping agent may have a photosensitive group. The photosensitive group means a reactive group that can be polymerized by an active species generated by a photo radical generator, and includes a vinyl group, a (meth) acryloyl group, a vinyloxy group, a vinyloxycarbonyl group, a (meth) allyloxy group, ( And a (meth) allyloxycarbonyl group.
これらのうち、(メタ)アクリロイル基、ビニルオキシ基及び(メタ)アリルオキシ基が好ましく、さらに好ましくは(メタ)アクリロイル基である。 Of these, a (meth) acryloyl group, a vinyloxy group and a (meth) allyloxy group are preferable, and a (meth) acryloyl group is more preferable.
感光性基の付与の方法としては、例えばキャップ剤に感光性基含有化合物を用いる方法が簡便である。感光性基含有化合物(PS)としては、、グリシジル(メタ)アクリレート、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工製 カレンズMOI)等が挙げられる。また、アルカリ可溶性を向上させるために、フェノール性水酸基の一部にカルボキシル基を導入してもよい。 As a method for imparting a photosensitive group, for example, a method using a photosensitive group-containing compound as a cap agent is simple. Examples of the photosensitive group-containing compound (PS) include glycidyl (meth) acrylate and methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz MOI manufactured by Showa Denko). In order to improve alkali solubility, a carboxyl group may be introduced into a part of the phenolic hydroxyl group.
カルボキシル基を導入させる方法としては、フェノール性水酸基と酸無水物との反応によって容易に行うことかできる。酸無水物と具体例としては、炭素数4〜50(好ましくは4〜20)の酸無水物(例えば、無水酢酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水(メタ)アクリル酸など)などを挙げることができる。 A method for introducing a carboxyl group can be easily performed by a reaction between a phenolic hydroxyl group and an acid anhydride. Specific examples of the acid anhydride include acid anhydrides having 4 to 50 (preferably 4 to 20) carbon atoms (for example, acetic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, anhydrous ( (Meth) acrylic acid etc.).
更に、必要に応じてキャップ剤でキャップした樹脂以外にその他のバインダー樹脂を含んでもよい。その他のバインダー樹脂として、たとえば、エチレン性不飽和基を含むモノマーより選ばれる少なくとも一つのモノマーを(共)重合して得られるポリマーを挙げることができる。特に、現像において問題にならないためにはアルカリ可溶性であることが好ましい。 Furthermore, other binder resins may be included in addition to the resin capped with a cap agent as necessary. Examples of other binder resins include polymers obtained by (co) polymerizing at least one monomer selected from monomers containing an ethylenically unsaturated group. In particular, it is preferably alkali-soluble so as not to cause a problem in development.
アルカリ可溶性樹脂としては、光照射部或いは遮光部においてアルカリ水溶液に溶解可能なものであればよく、特に限定されるものではない。このような樹脂としては、一般に(メタ)アクリル酸と、2−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、N−ビニルピロリドンやアンモニウム塩を有するモノマーなどに代表されるような親水性のモノマーと、(メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、N-ビニルカルバゾール、などに代表されるような親油性のモノマーとを適度な混合比で既知の手法で共重合したものが知られている。具体的な事例としては、特開昭57−16408、特開平2−181704、特開平2−199403などに開示されているようなものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The alkali-soluble resin is not particularly limited as long as it is soluble in an alkaline aqueous solution in the light irradiation part or the light shielding part. Such resins generally include (meth) acrylic acid, hydrophilic monomers represented by monomers having 2-hydroxyethyl, acrylamide, N-vinylpyrrolidone and ammonium salts, and (meth) acrylic acid. Known is a copolymer obtained by copolymerizing an oleophilic monomer represented by ester, vinyl acetate, styrene, N-vinylcarbazole and the like with an appropriate mixing ratio by a known method. Specific examples include those disclosed in JP-A-57-16408, JP-A-2-181704, JP-A-2-199403, and the like, but are not limited thereto.
その他のバインダー樹脂を使用する場合、該バインダー樹脂の使用量(重量%)としては、フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂の重量に基づいて通常1〜70、好ましくは5〜60である。また、これらは感光性基を有していてもよい。感光性基とは、光ラジカル発生剤により発生した活性種によって重合し得る反応性基を意味し、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、(メタ)アリルオキシ基、(メタ)アリルオキシカルボニル基等が挙げられる。 When other binder resins are used, the amount (% by weight) of the binder resin used is usually 1 to 70, preferably 5 to 60, based on the weight of the resin having a phenolic hydroxyl group capped with a cap agent. Moreover, these may have a photosensitive group. The photosensitive group means a reactive group that can be polymerized by an active species generated by a photo radical generator, and includes a vinyl group, a (meth) acryloyl group, a vinyloxy group, a vinyloxycarbonyl group, a (meth) allyloxy group, ( And a (meth) allyloxycarbonyl group.
本発明のフェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂は、硬化後、150℃〜250℃で30分〜60分加熱することにより、キャップ剤の50%以上を脱離させることが出来る。これにより、硬化反応時にはキャップにより反応阻害を抑制し、硬化反応後、必要に応じてキャップをはずしてフェノール性水酸基を再生することができる。 The resin in which the phenolic hydroxyl group of the present invention is capped with a capping agent can be cured and heated at 150 ° C. to 250 ° C. for 30 to 60 minutes to desorb 50% or more of the capping agent. Thereby, reaction inhibition is suppressed by a cap at the time of a curing reaction, and after the curing reaction, the phenolic hydroxyl group can be regenerated by removing the cap as necessary.
この際、外れたキャップ剤は、系中で、その他の反応性基と反応させることでフェノール性水酸基との再結合を起こさず、フェノール性水酸基を効率よく再生できるようになる。 At this time, the removed capping agent reacts with other reactive groups in the system, so that the phenolic hydroxyl groups can be efficiently regenerated without causing recombination with the phenolic hydroxyl groups.
本発明において、使用するエチレン性不飽和化合物としては、分子内に少なくとも1個有する化合物であり、光重合開始剤の光分解で生じる活性種によって、重合する物質であり、1官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むものであり、またこれらの混合物であってもよい。また、エチレン性不飽和二重結合を有するダイマーやオリゴマーを含むものである。具体的には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の高沸点ビニルモノマー、さらには、脂肪族ポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングルコール、ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトールなどのジあるいはポリ(メタ)アクリル酸エステル類等やジメチロールトリシクロデカンモノアクリレートやジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等の脂環式モノマーや、芳香族ポリヒドロキシ化合物、例えばヒドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、ビスフェノールA等のジあるいはポリ(メタ)アクリル酸エステル、イソシアヌル酸のエチレンオキシド変性(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げられるが、これらに限定されるものではない。この内常圧で沸点が100℃以上であるものがより好ましい。また、これらは必要に応じて2種類以上を混合して用いても構わない。
In the present invention, the ethylenically unsaturated compound used is a compound having at least one in the molecule, a substance that is polymerized by an active species generated by photolysis of a photopolymerization initiator, and a monofunctional vinyl monomer. In addition to these, a polyfunctional vinyl monomer may be contained, or a mixture thereof may be used. Moreover, the dimer and oligomer which have an ethylenically unsaturated double bond are included. Specifically, high-boiling vinyl monomers such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, (meth) acrylamide, diacetone acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and aliphatic polyhydroxy compounds, For example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-propanediol, 1,4-
本発明に使用する光重合開始剤としては、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート、イソプロピルチオキサントン、4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、3,3−ジメチル−4−メトキシ−ベンゾフェノン、アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、tert−ブチルアントラキノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、4−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−クロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、ミヒラーズケトン、ベンジル−2,4,6−(トリハロメチル)トリアジン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9ーアクリジニル)ヘプタン、1,5−ビス(9−アクリジニル)ペンタン、1,3−ビス(9−アクリジニル)プロパン、ジメチルベンジルケタール、トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、トリブロモメチルフェニルスルホン及び2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator used in the present invention include benzyldimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzophenone, methylbenzoyl formate, isopropylthioxanthone, 4,4-bis (dimethylamino) benzophenone, 3,3-dimethyl-4-methoxy-benzophenone, anthraquinone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, tert-butylanthraquinone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, Benzoinpropyl ether, acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiopheno 4-isopropyl-2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholino-1-propanone, 2-chlorothioxanthone, diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, Diisopropylthioxanthone, Michler's ketone, benzyl-2,4,6- (trihalomethyl) triazine, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazolyl dimer, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9-acridinyl) ) Heptane, 1,5-bis (9-acridinyl) pentane, 1,3-bis (9-acridinyl) propane, dimethylbenzyl ketal, trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, tribromomethylphenylsulfone and 2-benzyl 2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) - butan-1-one, and the like.
また、市販のものが容易に入手することができ、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のIrgacure651、184、1173、907、369、819、CGI124やBASF社製のTPO、日本化薬(株)製のKayacure DTEXなどを挙げることができる。また本発明の組成物には、必要により、増感剤、重合禁止剤、無機微粒子等公知の添加剤や公知の溶剤を含有させてもよい。 In addition, commercially available products can be easily obtained. For example, Irgacure 651, 184, 1173, 907, 369, 819 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, TGI manufactured by CGI124 or BASF, Nippon Kayaku Co., Ltd. An example is Kayacure DTEX manufactured by Kato Corporation. Moreover, you may make the composition of this invention contain well-known additives, such as a sensitizer, a polymerization inhibitor, an inorganic fine particle, and a well-known solvent as needed.
本発明の光硬化性樹脂組成物は、容器中に入れて直接あるいは基材に塗布したものを、必要により溶剤を除去した後、活性光線を照射することにより硬化できる。 The photocurable resin composition of the present invention can be cured by irradiating actinic rays after removing the solvent, if necessary, directly in a container and applied to a substrate.
また必要に応じて、任意のパターンで露光後、現像して用いることもできる。活性光線としては、可視光線、紫外線、レーザー光線等が挙げられる。光線源としては、太陽光、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、半導体レーザー等が挙げられる。 Moreover, it can also develop and use after exposure by arbitrary patterns as needed. Examples of the active light include visible light, ultraviolet light, and laser light. Examples of the light source include sunlight, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and a semiconductor laser.
本発明の上記フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂を含有する感光性樹脂組成物を用いて導電性上に固定された分割配向のための突起を有するカラーフィルタを製造する方法は、通常の方法によってガラス或いはプラスチックなどの透明基板にパターン形成した通常3原色からなる着色層およびその上に透明導電層を形成した基板上にフォトリソグラフィー法を用いて行う。 A method for producing a color filter having projections for split orientation fixed on a conductive material using a photosensitive resin composition containing a resin in which the phenolic hydroxyl group of the present invention is capped with a capping agent is an ordinary method. A photolithography method is used on a colored layer composed of three primary colors, which is patterned on a transparent substrate such as glass or plastic, and a transparent conductive layer formed thereon.
すなわち、着色層と透明導電層を有する基板に本発明で用いるフェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂を含有する感光性樹脂組成物を塗布装置を用いて塗布する。 That is, a photosensitive resin composition containing a resin in which a phenolic hydroxyl group used in the present invention is capped with a capping agent is applied to a substrate having a colored layer and a transparent conductive layer using a coating apparatus.
塗布装置としては、公知の塗布装置が使用でき、例えば、スピンコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、グラビアコーター、ダイコーター及びコンマコーター等を用いて行う。 As the coating apparatus, a known coating apparatus can be used. For example, a spin coater, an air knife coater, a roll coater, a bar coater, a curtain coater, a gravure coater, a die coater, a comma coater, or the like is used.
基材上に塗布した後、減圧乾燥または/および加熱乾燥を施す。加熱による乾燥は70℃から120℃で行うことが好ましい。その後、所定のパターンを有するフォトマスクを介して光照射を行った後、現像することで該基板の透明導電層上に液晶を配向制御するための突起を形成することができる。 After coating on the substrate, vacuum drying or / and heat drying are performed. Drying by heating is preferably performed at 70 to 120 ° C. Thereafter, light irradiation is performed through a photomask having a predetermined pattern, and development is performed to form protrusions for controlling the alignment of liquid crystal on the transparent conductive layer of the substrate.
現像はPH4〜10のアルカリ水を用いるが、水を主成分として、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩酸等や、界面活性剤、水溶性有機溶剤等を含有したものが挙げられる。 The development uses alkaline water having a pH of 4 to 10, and examples include those containing water as a main component and containing sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, hydrochloric acid and the like, a surfactant, a water-soluble organic solvent, and the like.
界面活性剤としては、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等が使用できる。現像方法としては、ディップ方式やシャワー方式などで行うことができる。現像時間は、膜厚や、レジストの溶解性に応じて適宜決定される。 As the surfactant, known anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants and the like can be used. As a developing method, a dip method or a shower method can be used. The development time is appropriately determined according to the film thickness and the solubility of the resist.
必要に応じて、ベークを行う場合、ベーク温度としては、100〜250℃、好ましくは150〜240℃、特に好ましくは180〜230℃である。 As needed, when baking, it is 100-250 degreeC, Preferably it is 150-240 degreeC, Most preferably, it is 180-230 degreeC.
ベーク時間は5分〜6時間、好ましくは15分〜4時間、特に好ましくは30分〜3時間である。 The baking time is 5 minutes to 6 hours, preferably 15 minutes to 4 hours, particularly preferably 30 minutes to 3 hours.
本発明のカラーフィルタの製造方法は、導電層上に固定された分割配向のための突起を有するカラーフィルタを作製するにあたって、フェノール性水酸基を有しながらもネガ型レジストとして光硬化、アルカリ現像が可能な感光性樹脂組成物を用いてことによって生産性に優れる製造方法を提供するものである。 The method for producing a color filter of the present invention is a method for producing a color filter having protrusions for divisional orientation fixed on a conductive layer. The present invention provides a production method having excellent productivity by using a possible photosensitive resin composition.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、部は重量部を意味する。フェノール性水酸基をキャップ剤でキャップした樹脂の製造例を示す。
<製造例1>
コルベンに、クレゾールノボラック樹脂(旭有機材(株)社製:EP−4020G)20部、シクロヘキサノン80部を仕込み、均一に溶解するまで攪拌した。BHT0.05部、イソシアナトエチルメタクリレート1部を加え、60℃まで加熱した。触媒としてジブチルスズラウレート0.2部を加え60℃で、3時間反応させた。その後、無水トリメリット酸1部を加え、さらに3時間反応させた。その後、シクロヘキサノンで樹脂濃度が20重量%となるように希釈し目的のポリマー(A−1)のシクロヘキサノン溶液を得た。
<製造例2>
製造例1のイソシアナトエチルメタクリレートの量を1部から10部に変更した以外は同様にして、目的のポリマー(A−2)のシクロヘキサノン溶液を得た。
<製造例3>
製造例1のイソシアナトエチルメタクリレートの量を1部から19部に変更した以外は同様にして、目的のポリマー(A−3)のシクロヘキサノン溶液を得た。
<製造例4>
コルベンに、ポリビニルフェノール(丸善化学(株)社製:マルカリンカーS−4P)20部、シクロヘキサノン80部を仕込み、均一に溶解するまで攪拌した。BHT0.05部、イソシアナトエチルメタクリレート5部を加え、60℃まで加熱した。触媒としてジブチルスズラウレート0.2部を加え60℃で、3時間反応させた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, the part means part by weight. A production example of a resin in which a phenolic hydroxyl group is capped with a capping agent is shown.
<Production Example 1>
To Kolben, 20 parts of cresol novolac resin (Asahi Organic Materials Co., Ltd .: EP-4020G) and 80 parts of cyclohexanone were charged and stirred until evenly dissolved. 0.05 part of BHT and 1 part of isocyanatoethyl methacrylate were added and heated to 60 ° C. 0.2 parts of dibutyltin laurate was added as a catalyst and reacted at 60 ° C. for 3 hours. Thereafter, 1 part of trimellitic anhydride was added, and the mixture was further reacted for 3 hours. Thereafter, the solution was diluted with cyclohexanone so that the resin concentration became 20% by weight to obtain a cyclohexanone solution of the target polymer (A-1).
<Production Example 2>
A cyclohexanone solution of the target polymer (A-2) was obtained in the same manner except that the amount of isocyanatoethyl methacrylate in Production Example 1 was changed from 1 part to 10 parts.
<Production Example 3>
A cyclohexanone solution of the target polymer (A-3) was obtained in the same manner except that the amount of isocyanatoethyl methacrylate in Production Example 1 was changed from 1 part to 19 parts.
<Production Example 4>
In Kolben, 20 parts of polyvinylphenol (manufactured by Maruzen Chemical Co., Ltd .: Marcalinker S-4P) and 80 parts of cyclohexanone were charged and stirred until evenly dissolved. 0.05 part of BHT and 5 parts of isocyanatoethyl methacrylate were added and heated to 60 ° C. 0.2 parts of dibutyltin laurate was added as a catalyst and reacted at 60 ° C. for 3 hours.
その後、無水トリメリット酸1部を加え、さらに3時間反応させた。その後、シクロヘキサノンで樹脂濃度が20重量%となるように希釈し目的のポリマー(A−4)のシクロヘキサノン溶液を得た。
<製造例5>
コルベンに、クレゾールノボラック樹脂(旭有機材(株)社製:EP−4020G)20部、シクロヘキサノン80部を仕込み、均一に溶解するまで攪拌した。BHT0.05部、イソシアナトエチルメタクリレート10部を加え、60℃まで加熱した。触媒としてジブチルスズラウレート0.2部を加え60℃で、3時間反応させた。
Thereafter, 1 part of trimellitic anhydride was added, and the mixture was further reacted for 3 hours. Then, it diluted with cyclohexanone so that the resin concentration might be 20 weight%, and the cyclohexanone solution of the target polymer (A-4) was obtained.
<Production Example 5>
To Kolben, 20 parts of cresol novolac resin (Asahi Organic Materials Co., Ltd .: EP-4020G) and 80 parts of cyclohexanone were charged and stirred until evenly dissolved. 0.05 part of BHT and 10 parts of isocyanatoethyl methacrylate were added and heated to 60 ° C. 0.2 parts of dibutyltin laurate was added as a catalyst and reacted at 60 ° C. for 3 hours.
その後、シクロヘキサノンで樹脂濃度が20重量%となるように希釈し目的のポリマー(A−5)のシクロヘキサノン溶液を得た。
<製造例6>
コルベンに、ポリビニルフェノール(丸善化学(株)社製:マルカリンカーS−4P)20部、シクロヘキサノン80部を仕込み、均一に溶解するまで攪拌した。BHT0.05部、イソシアナトエチルメタクリレート5部を加え、60℃まで加熱した。触媒としてジブチルスズラウレート0.2部を加え60℃で、3時間反応させた。
Then, it diluted with cyclohexanone so that the resin concentration might be 20 weight%, and the cyclohexanone solution of the target polymer (A-5) was obtained.
<Production Example 6>
To Kolben, 20 parts of polyvinylphenol (manufactured by Maruzen Chemical Co., Ltd .: Marcalinker S-4P) and 80 parts of cyclohexanone were charged and stirred until evenly dissolved. 0.05 part of BHT and 5 parts of isocyanatoethyl methacrylate were added and heated to 60 ° C. 0.2 parts of dibutyltin laurate was added as a catalyst and reacted at 60 ° C. for 3 hours.
その後、シクロヘキサノンで樹脂濃度が20重量%となるように希釈し目的のポリマー(A−6)のシクロヘキサノン溶液を得た。 Then, it diluted with cyclohexanone so that the resin concentration might be 20 weight%, and the cyclohexanone solution of the target polymer (A-6) was obtained.
液晶配向制御用の突起を形成するための感光性樹脂組成物の製造例を以下に示す。
<製造例7>
ガラス製の容器に、製造した実施例のためのポリマー(A−1)500部、エチレン性不飽和化合物としてDA−600(三洋化成製)150部、光重合開始剤としてイルガキュア907(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)25部を加え、均一になるまで撹拌し、さらに、25重量%となるようにシクロヘキサノンを加え、光硬化性樹脂組成物(P−1)を得た。
<製造例8〜20>
表1に示すポリマー(A−1)〜(A−6)、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤の種類、量の組み合わせで、製造例5同様にして光硬化性樹脂組成物(P−2)〜(P−14)を製造した。尚、感光性樹脂組成物は、全て25重量%になるようにシクロヘキサノンで調整した。
<着色材料作製>
カラーフィルタ作製に用いる着色材料を着色する着色剤には以下のものを使用した。
The manufacture example of the photosensitive resin composition for forming the processus | protrusion for liquid crystal orientation control is shown below.
<Production Example 7>
In a glass container, 500 parts of polymer (A-1) for the produced example, 150 parts of DA-600 (manufactured by Sanyo Chemical) as an ethylenically unsaturated compound, and Irgacure 907 (Ciba Specialty) as a photopolymerization initiator (Chemicals Co., Ltd.) 25 parts was added, stirred until uniform, and further cyclohexanone was added so as to be 25% by weight to obtain a photocurable resin composition (P-1).
<Production Examples 8 to 20>
The photocurable resin composition (P-) was prepared in the same manner as in Production Example 5 with a combination of the types and amounts of polymers (A-1) to (A-6), ethylenically unsaturated compounds and photopolymerization initiators shown in Table 1. 2) to (P-14) were produced. In addition, the photosensitive resin composition was adjusted with cyclohexanone so that all would be 25 weight%.
<Preparation of coloring material>
The following were used as the coloring agents for coloring the coloring material used for producing the color filter.
赤色用顔料:C.I. Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)およびC.I. Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)
緑色用顔料:C.I. Pigment Green 36(東洋インキ製造製「リオノールグリーン 6YK」)、およびC.I. Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)
青色用顔料:C.I. Pigment Blue 15(東洋インキ製造製「リオノールブルーES」)C.I. Pigment Violet 23(BASF社製「パリオゲンバイオレット 5890」)
それぞれの顔料を用いて赤色・緑色・青色の着色材料を作製した。
・赤色着色材料
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 (“Ilgar Forred B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and C.I. I. Pigment Red 177 (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 36 (“Lionol Green 6YK” manufactured by Toyo Ink) and C.I. I. Pigment Yellow 150 (Bayer's “Funcheon First Yellow Y-5688”)
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15 (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink) C.I. I. Pigment Violet 23 (manufactured by BASF “Paliogen Violet 5890”)
Red, green, and blue coloring materials were prepared using the respective pigments.
-Red coloring material After stirring and mixing the mixture of the following composition uniformly, it disperse | distributed with the sand mill for 5 hours using the glass bead of diameter 1mm, Then, it filtered with a 5 micrometer filter, and produced the dispersion of the red pigment.
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 18重量部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 2重量部
アクリルワニス(固形分20%) 108重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して赤色着色材料を得た。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 18 parts by weight Red pigment: C.I. I. Pigment Red 177 2 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 108 parts by weight Thereafter, a mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a red colored material.
上記分散体 150重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 13重量部
(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)
光開始剤 3重量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irgacure907」)
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 1重量部
シクロヘキサノン 253重量部
・緑色着色材料
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色材料と同様の方法で作製した。
150 parts by weight of the above dispersion 13 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate (“NK ester ATMPT” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 1 part by weight Cyclohexanone 253 parts by weight, green coloring material The same method as that for the red coloring material was used so that the composition would be the following composition.
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16重量部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 8重量部
アクリルワニス(固形分20%) 102重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 14重量部
(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)
光開始剤 4重量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irgacure907」)
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 2重量部
シクロヘキサノン 257重量部
・青色着色材料
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色材料と同様の方法で作製した。
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 36 16 parts by weight Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 150 8 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 102 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 14 parts by weight (“NK ESTER ATMPT” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight Cyclohexanone 257 parts by weight, blue coloring material Each of the compositions was prepared in the same manner as the red coloring material so that the composition was as follows.
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 50重量部
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 2重量部
分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 6重量部
アクリルワニス(固形分20%) 200重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 19重量部
(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)
光開始剤 4重量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irgacure907」)
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 2重量部
シクロヘキサノン 214重量部
<着色層形成および透明導電膜形成>
得られた着色材料を用いて着色層を形成した。
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15 50 parts by weight Purple pigment: C.I. I. Pigment Violet 23 2 parts by weight Dispersant (“Solce Birds 20000” manufactured by Zeneca) 6 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 200 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 19 parts by weight (“NK Ester ATMPT” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) )
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight Cyclohexanone 214 parts by weight <Colored layer formation and transparent conductive film formation>
A colored layer was formed using the obtained coloring material.
ガラス基板に、赤色着色材料をスピンコートにより仕上り膜厚が1.8μmとなるように塗布した。90℃5分間乾燥の後、着色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を300mJ/cm2照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像して、ストライプ形状の赤色の着色層を得た。その後、230℃30分焼成した。 A red coloring material was applied to a glass substrate by spin coating so that the finished film thickness was 1.8 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, light from a high-pressure mercury lamp is irradiated through a striped photomask for forming a colored layer at 300 mJ / cm 2 and developed with an alkali developer for 60 seconds to obtain a striped red colored layer. It was. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes.
次に、緑色着色材料も同様にスピンコートにより仕上り膜厚が1.8μmとなるように塗布した。90℃5分間乾燥した後、前述の赤色着色層と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像することで、緑色着色層を得た。その後、230℃30分焼成した。 Next, the green coloring material was similarly applied by spin coating so that the finished film thickness was 1.8 μm. After drying at 90 ° C. for 5 minutes, a green colored layer was obtained by exposing and developing through a photomask so that a pattern was formed adjacent to the above-mentioned red colored layer. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes.
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色材料についても仕上り膜厚が1.8μmで赤色、緑色の着色層と隣接した青色着色層を得た。これで、透明基板上に赤、緑、青3色のストライプ状の着色層を持つカラーフィルタが得られた。その後、230℃30分焼成した。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。 Further, in the same manner as in red and green, a blue colored material having a finished film thickness of 1.8 μm and adjacent to the red and green colored layers was obtained. Thus, a color filter having a striped colored layer of three colors of red, green, and blue on the transparent substrate was obtained. Then, it baked at 230 degreeC for 30 minutes. The alkaline developer has the following composition.
炭酸ナトリウム 1.5重量%
炭酸水素ナトリウム 0.5重量%
陰イオン系界面活性剤(花王・ペリレックスNBL) 8.0重量%
水 90重量%
このカラーフィルタに酸化インジウム−スズ(ITO)を一般的なスパッタリング法により1500オングストローム形成した。
<液晶配向制御用の突起を有するカラーフィールタの製造>
<実施例1>
感光性樹脂組成物(P−1)を上述のITO付きカラーフィルタ上に仕上り膜厚が1.3〜1.7μmになるようにスピンコートし、90℃で5分間乾燥した。突起形成用のフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を100mJ/cm2照射した。尚、フォトマスクと基板との間隔(露光ギャップ)は100μmで露光した。その後、アルカリ現像液を用いて現像をし、水洗を施したのち、230℃45分ポストベークして液晶配向制御用の突起を有するカラーフィルタ上に形成した。
<実施例2〜14>
実施例1と同様にして、表1の(P−2)〜(P−14)の感光性樹脂組成物を用いて、同様にして液晶配向制御用の突起を有するカラーフィルタ上に形成した。
Sodium carbonate 1.5% by weight
Sodium bicarbonate 0.5% by weight
Anionic surfactant (Kao Perillex NBL) 8.0% by weight
90% by weight of water
Indium tin oxide (ITO) was formed on this color filter by 1500 Å by a general sputtering method.
<Manufacture of color filter having protrusions for controlling liquid crystal alignment>
<Example 1>
The photosensitive resin composition (P-1) was spin-coated on the above-mentioned color filter with ITO so as to have a finished film thickness of 1.3 to 1.7 μm, and dried at 90 ° C. for 5 minutes. The light from a high-pressure mercury lamp was irradiated through a photomask for forming protrusions at 100 mJ / cm 2 . The exposure was performed with a gap (exposure gap) between the photomask and the substrate of 100 μm. Thereafter, development was performed using an alkali developer, and after washing with water, post-baking was performed at 230 ° C. for 45 minutes to form a color filter having protrusions for controlling liquid crystal alignment.
<Examples 2 to 14>
In the same manner as in Example 1, the photosensitive resin compositions (P-2) to (P-14) in Table 1 were used to form liquid crystal alignment control protrusions on a color filter in the same manner.
実施例1〜10において形成した突起はドット状のものはお椀状の形状に、また、ストライプ状のものは蒲鉾状の形状になっており、良好であった。 The protrusions formed in Examples 1 to 10 were good because the dot-like protrusions had a bowl-like shape, and the stripe-like protrusions had a bowl-like shape.
10…VA方式の液晶表示装置
11…TFT側基板
12…カラーフィルタ側基板
13…配向制御用突起
14…配向制御用突起
15…液晶分子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... VA type liquid crystal display device 11 ... TFT side substrate 12 ... Color filter side substrate 13 ... Alignment control protrusion 14 ... Alignment control protrusion 15 ... Liquid crystal molecule
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