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JP6405670B2 - カラーフィルタ基板及び液晶表示装置 - Google Patents

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JP6405670B2
JP6405670B2 JP2014076021A JP2014076021A JP6405670B2 JP 6405670 B2 JP6405670 B2 JP 6405670B2 JP 2014076021 A JP2014076021 A JP 2014076021A JP 2014076021 A JP2014076021 A JP 2014076021A JP 6405670 B2 JP6405670 B2 JP 6405670B2
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Description

本発明は、カラーフィルタの遮光部に用いられるブラックマトリックス基板に関し、そのブラックマトリックス基板を具備したカラーフィルタ、液晶表示装置および有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
カラーフィルタは、近年様々な分野に応用が進んでいる液晶表示装置のカラー化に必要不可欠な部品である。カラーフィルタは、ガラスなどの透明基板上に例えば赤色、緑色、青色などの着色画素を設けたものである。各着色画素の間には、コントラストを向上させるため、また、液晶表示装置において対向基板上に設けられるTFT素子の光による誤動作を防ぐために遮光部が設けられるのが一般的である。
着色画素並びにブラックマトリックスを形成する方法としては、印刷法、電着法およびインクジェット法等様々な手法が考案されているが、品質面で優れたフォトリソグラフィ法が幅広く用いられている。一般に、フォトリソグラフィ法によるカラーフィルタの作製は、以下のような手順で行う。
基板に黒色感光性樹脂組成物を塗布し、所定のパターンを有するマスクを介して露光、現像処理を施すことにより、ブラックマトリックスを形成する。露光方式としては、基板とフォトマスクの間隔(露光ギャップ)をμmオーダーに保持して露光光を照射する近接露光(プロキシミティ露光)方式が一般的である。
続いて、例えば赤色の顔料を分散した感光性樹脂組成物を塗布し、表示領域内のブラックマトリックス開口部に対応したフォトマスクを介して露光、現像処理を施すことにより、赤色画素を形成する。同様の操作を緑色、青色の顔料を分散した感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、赤色、緑色、青色の着色画素を有するカラーフィルタを製造することができる。
近年、携帯電話端末等のモバイル機器に用いられる液晶表示装置は、表示内容の高度化に伴い高精細化が強く求められるようになってきている。液晶表示装置の高精細化にはTFT素子とカラーフィルタ双方の高精細化が必要となる。
しかし、高精細化のためにカラーフィルタの画素サイズを細かくすると、透過率が低下し液晶表示装置の輝度が低下してしまう問題がある。高精細と高透過率を両立するためには、カラーフィルタのブラックマトリックスを細線化することが必須となる。
従来、モバイル機器向けカラーフィルタのブラックマトリックス線幅は6μm程度が主流であったが、5μm、更には4μmといった細線形成が求められるようになってきている。
更に、解像度が400ppiを超える高精細カラーフィルタである場合、ブラックマトリックスの線幅を3μmといった細線形成が計算上求められることになり、TFT素子の貼り合わせ位置精度やブラックマトリックス本来の遮光機能などに難点が発生する。したがって、実質的にはブラックマトリックスの細線化による透過率アップの施策は限界があると考えられる。
一方で、カラーフィルタの高精細化による透過率の低下要因として、ブラックマトリックスの開口部のコーナー部が丸まってしまうことが挙げられる。カラーフィルタの画素サイズの高精細化によってブラックマトリックスの開口部のコーナー部が丸まることによって遮光部に対する開口部面積の割合が減少し、透過率の低下に大きな影響を与えている。
この問題を解決するために、例えば、フォトマスクのマスクパターンを補正して、レジストパターンの角部(コーナー部)の形状劣化(特に丸まり)を抑制し、レジストパターンを所望のマスクパターンに近づける施策がなされている(特許文献1)。
しかし、該手法においては、補助パターンを配設することでマスクの描画作業が煩雑なものとなりリードタイムの遅延、コストアップを招く懸念がある。
一方、露光光学系を調整することでマスクを介して照射される光の照射面におけるズレを低減する施策がなされている(特許文献2)。
しかし、該手法においては、マスク設計の70%縮尺以下でしか高品質なパターニングをすることができず、カラーフィルタの解像度が400ppiを超える高精細品には対応が困難である。
特開2003−255508号公報 特開2007−240714号公報
本発明は、矩形開口部のコーナー部の丸まり幅を小さくしたブラックマトリックスを提供し、高輝度かつ高明度である高精細カラーフィルタ、液晶表示装置あるいは有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。
なお、丸まり幅とは、図1に示すように 第1方向Xにある丸まり幅Rx1、第2方向Yにある丸まり幅Ry1に代表して示されるように、ブラックマトリクスの矩形開口部30の内側のコーナー部にある曲線状に形状が崩れた部分の、それぞれ第1方向Xでの幅、第2方向での幅を意味する。
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、黒色顔料(A)、バインダ樹脂(B)、光重合性モノマー(C)、光重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含有して構成される黒色感光性樹脂組成物を用い、透明基板上に、塗布、乾燥、露光、現像する工程を経て、前記透明基板の平面視、直交する第1の方向と第2の方向にマトリクス状の複数の矩形開口部が配列されたブラックマトリックスを具備し
前記バインダ樹脂(B)の重量平均分子量が1000〜6000で、酸価が80〜200mgKOH/gで、エチレン性不飽和結合当量が、500以下であり、
かつ、
前記光重合開始剤(D)が、化式1で表されるフルオレン系オキシムエステル化合物を含有し、
前記ブラックマトリックスは、それぞれコーナー部の前記第1方向にある4ヶ所の丸まり幅Rx1〜Rx4、及び、前記第2方向にある4ヶ所の丸まり幅Ry1〜Ry4値の平均値が3.0μm以下である前記矩形開口をそなえ、
前記矩形開口のそれぞれに、赤色、緑色、青色のいずれかの着色画素を具備することを特徴とするカラーフィルタ基板である
[化式1において、X・X・Xは、それぞれ独立にR11、OR11、COR11、SR11、CONR1213又はCNを表し、Xは置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表し、X及びXは、それぞれ独立に、R11、OR11、SR11、COR11、CONR1213、NR12COR11、OCOR11、COOR11、SCOR11、COSR11、COSR11、CSOR11、CN、ハロゲン原子又は水酸基を表す。R11、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表す。a及びbはそれぞれ独立に、0〜3である。]
である。
また、請求項に記載の発明は、請求項に記載のカラーフィルタ基板を具備したこと
を特徴とする液晶表示装置である。
本発明のブラックマトリックス基板は、画素に相当する矩形開口部にある黒色感光性樹脂をより素早く溶解するようにバインダ樹脂の物性値を最適化(具体的にはバインダ樹脂を低分子量化および酸価を大きく)し、遮光部をより強固に硬化すること、即ち現像性の濃淡(コントラスト)を付与することによって、矩形開口部のコーナー部丸まりを抑制したブラックマトリックスを提供することができる。
本発明のブラックマトリックス基板を用いることにより、マスク設計と同等の開口率を得ることができ、従来のブラックマトリックスの矩形開口部のコーナー部が丸まっているカラーフィルタと比較して、高輝度かつ高明度である高精細カラーフィルタを得ることができるため、少ない電力で従来の輝度および明度を表示することが可能である液晶表示装置あるいは有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。
本発明のブラックマトリックスにおける、矩形開口部のコーナー部の丸まり幅Rx1〜Rx4、Ry1〜Ry4の計8ポイントを示した概念平面図である。 本発明のカラーフィルタにおける、構成の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の液晶表示装置構成の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置構成の一例を示す模式的な断面図である。
以下本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
<(A)黒色顔料>
黒色顔料としては、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラックおよびシアニンブラック
などの有機顔料、酸化チタン、窒化チタン、酸化鉄などの無機顔料が挙げられるが、遮光性に優れたカーボンブラックが特に好ましい。
黒色顔料の含有量としては、黒色感光性樹脂組成物の固形分中35〜60重量%であることが好ましく、より好ましくは40〜55重量%の範囲である。黒色顔料の含有量がこの範囲である場合、高遮光性と良好なパターニング特性(直線性、断面形状等)を両立することが可能である。黒色顔料の含有量が35重量%以下である場合、パターンの熱フロー性が大きくなり、ポストベイク工程における線幅シフト量が大きくなり細線形成には不適である。一方、黒色顔料の含有量が60重量%以上である場合、パターンの直線性やブラックマトリックス表面形状が悪化し、逆テーパー形状になりやすくなる。
<(B)バインダ樹脂>
バインダ樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のシクロヘキシルアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレート、スチレン、フルオレン骨格、エポキシモノマーなどの内から3〜5種類程度のモノマーを用いて合成した、重量平均分子量1000〜6000の樹脂を好ましく用いることができる。
バインダ樹脂の重量平均分子量が1000未満である場合、現像耐性が著しく低下しBMハガレが発生してしまい、6000を超える場合、バインダ樹脂の溶解速度が著しく低下するために現像性の濃淡(コントラスト)が小さくなることによってブラックマトリックスの矩形開口部のコーナー部の丸まり幅が大きくなってしまう。
バインダ樹脂の酸価は、80〜200mgKOH/gの樹脂を好ましく用いることができる。バインダ樹脂の酸価が80未満である場合、バインダ樹脂の現像液に対する溶解性が著しく低下するために現像性の濃淡(コントラスト)が小さくなることによってブラックマトリックスの矩形開口部のコーナー部の丸まり幅が大きくなってしまい、200を超える場合、溶解性が高すぎることによって細線BMのハガレが発生してしまう。
バインダ樹脂のエチレン性不飽和結合当量は、500以下の樹脂を好ましく用いることができる。バインダ樹脂のエチレン性不飽和結合当量が500を超える場合、露光部のBM架橋密度が疎となってしまい現像耐性が著しく低下しBMハガレが発生してしまう。
<(C)光重合性モノマー>
光重合性モノマーとしては、例えば、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジ(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンテトラ(メタ)アクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの成分は単独又は混合物として使用される。
また、各種変性(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等を用いることも可能である。この中でも、ポストベイク工程における線幅シフト量を抑えることができる5官能/6官能モノマー、具体的にはジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好適に用いられる。
光重合性モノマーの含有量としては、黒色感光性樹脂組成物の固形分中5.0〜20重量%であることが好ましく、より好ましくは10〜15重量%の範囲である。光重合性モノマーの含有量がこの範囲である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度、現像速度を生産上好適な水準に調整することができる。光重合性モノマーの含有量が5.0重量%以下である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が不足する。一方、黒色顔料の含有量が20重量%以上である場合、パターンの直線性が悪化し、逆テーパー形状になりやすくなる。
<(D)光重合開始剤>
光重合開始剤としては従来公知の化合物を適宜使用することができるが、光を透過しない黒色感光性樹脂組成物に用いた際にも高感度化を達成することができる化式(1)で表されるフルオレン系オキシムエステル化合物を用いることが好ましい。
〔化式(1)において、X・X・Xは、それぞれ独立にR11、OR11、COR11、SR11、CONR1213又はCNを表し、X2は置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表し、X及びX5は、それぞれ独立に、R11、OR11、SR11、COR11、CONR1213、NR12COR11、OCOR11、COOR11、SCOR11、COSR11、COSR11、CSOR11、CN、ハロゲン原子又は水酸基を表す。R11、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表す。a及びbはそれぞれ独立に、0〜3である。〕
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基等の炭素数10以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数10以下の側鎖を有しても良い環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2−(1−メトキシプロピル)基、2−(1−エトキシプロピル)基等の炭素数10以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基である。
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくは水素、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数6以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2−(1−メトキシプロピル)基、2−(1−エトキシプロピル)基等の炭素数6以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基である。
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数6以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2−(1−メトキシプロピル)基、2−(1−エトキシプロピル)基等の炭素数6以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基である。
は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数6以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、2−(1−メトキシプロピル)基、2−(1−エトキシプロピル)基等の炭素数6以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を1個有するアルキル基である。
及びXは、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくは水素、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基等の炭素数6以下のアルキル基である。
化式(1)および(2)で表される光重合開始剤の含有量は、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中1.0〜20重量%であることが好ましく、より好ましくは2.0〜15重量%の範囲である。光重合開始剤の含有量が1.0重量%以下である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が不足する。一方、光重合開始剤の含有量が20重量%以上である場合、ブラックマトリックスのパターン線幅が太りすぎてしまう。
化式(1)および(2)で表される光重合開始剤と共に、他の光重合開始剤を併用することができる。他の光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、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−モルフォリノプロパン−1−オン、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−オン等のアセトフェノン系化合物、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、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。
これらの光重合開始剤は1種または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。他の光重合開始剤の含有量は、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中0.1〜5.0重量%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜1.0重量%の範囲である。
化式(1)および(2)で表される光重合開始剤と共に、重合禁止剤を含有してもよい。重合禁止剤を添加することにより、近接露光方式で細線を形成する際の障壁となる回折光起因の線幅太りを大幅に抑制することが可能である。また、回折光の影響を受けにくいことからパターンエッジの硬化性に優れ、現像ばらつきに対する線幅変化を低減することができるだけでなく、遮光部と開口部の現像性の濃淡(コントラスト)を更に付与することもできる。
重合禁止剤としては、黒色感光性樹脂組成物及びアルカリ現像液との相溶性に優れ、露光感度の水準そのものへの影響が軽微なハイドロキノン系の重合禁止剤が好適に用いられる。具体的には、ハイドロキノン、tert‐ブチルハイドロキノン、2,5‐ビス(1,1‐ジメチルブチル)ハイドロキノン、2,5‐ビス(1,1,3,3‐テトラメチルブチル)ハイドロキノン等が用いられる。その他、カテコール、tert‐ブチルカテコールといったカテコール系の重合禁止剤を用いることも可能である。
また、上記単環芳香族系の化合物以外にも、多環芳香族系の化合物を用いることが可能である。多環芳香族系の化合物としては、例えば下記化式(3)、(4)で表される化合物等が挙げられる。
重合禁止剤の添加量は、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中0.005〜0.5重量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.1重量%の範囲である。光重合開始剤の含有量がこの範囲である場合、生産上好適な露光量で線幅5μm以下のブラックマトリックスパターンを形成することが可能である。重合禁止剤の含有量が0.005重量%未満である場合、回折光起因の線幅太りを抑制することができない。一方、重合禁止剤の含有量が0.5重量%を超える場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が所望よりも低下してしまう。
化式(1)および(2)で表される光重合開始剤と共に、多官能チオールを含有してもよい。多官能チオールを添加することにより、上述の光重合開始剤と共に使用した場合、光照射後のラジカル重合過程において、連鎖移動剤として働き、酸素による重合阻害を受け難いチイルラジカルを発生する。従って、多官能チオールを更に含有させると、黒色感光性樹脂組成物はより高感度となる。
多官能チオールとしては、チオール(SH)基を2個以上有する化合物であればよい。多官能チオールは、特に、SH基がメチレン及びエチレン基等の脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールが好ましい。脂肪族基に結合した多官能脂肪族チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプ
ロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン及び2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジンなどが挙げられる。これらの中では、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート及びペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートが好ましい。これら多官能チオールは、1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
多官能チオールの含有量は、連鎖移動剤としての効果を充分に発揮し、現像性及び密着性等を損なわないように定められる。多官能チオールの含有量は、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中0.5〜5.0重量%であることが好ましく、より好ましくは1.0〜3.0重量%の範囲である。多官能チオールの含有量が0.5重量%未満である場合、連鎖移動剤としての効果を充分に発揮できない。一方、多官能チオールの含有量が5.0重量%を超える場合、連鎖移動剤としての効果が強すぎるため所望のパターンよりも線幅が太ってしまう。
<(E)溶剤>
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、キシレン、酢酸イソアミル、酢酸nアミル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、液体ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エステル、エチルエトキシプロピオネートなどが挙げられる。
<その他添加剤>
更に塗布性を向上させるための界面活性剤、基板との密着性を向上させるためのシランカップリング剤等を併用することができる。
界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。
シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメトキシシラン等のエポキシシラン類、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン類、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン類等のアミノシラン類、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネートシラン類等が挙げられる。
<ブラックマトリックス基板>
ブラックマトリックスを形成する基板としては、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは80%以上の透過率を有するものが好ましい。例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどの各種ガラス基板が挙げられる。
ブラックマトリックスの形成は以下のようにして行う。基板に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、前記黒色感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。
減圧乾燥、プレベーク処理により塗膜中の残留溶剤を除去した後、所定のパターンを有するフォトマスクを介して露光する。露光光源としては、超高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯等従来公知の光源を用いることができる。
次に、アルカリ性水溶液からなる現像液を用いて現像を行う。このアルカリ性水溶液からなる現像液の例としては、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、または炭酸水素ナトリウム水溶液、更に、これらの水溶液に適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥してベークすることにより、所定のパターンを形成したブラックマトリックス基板を得ることができる。
<カラーフィルタ>
本発明のカラーフィルタは、前記ブラックマトリックス基板と、ブラックマトリックスの開口部に形成された赤色、緑色、青色の着色画素を具備することを特徴とする。
図2はカラーフィルタの断面を示しており、透明基板1上にブラックマトリックス2が形成されており、ブラックマトリックスの矩形開口部30に赤色、緑色、青色の着色画素3が形成されている。着色画素3上には必要に応じて透明保護膜(図示せず)が設けられる場合もある。
赤色画素の形成に用いる赤色顔料の具体例としては、C.I.ピグメントレッド7、14、41、48:1 、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、242、246、254、255、264、270、272、279等が挙げられる。また、赤色画素の色相を調整するために黄色顔料、橙色顔料を併用することも可能である。
黄色顔料の具体例としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120 、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177 、179、180、181、182、185、187、188、193、194、198、199、213、214等が挙げられる。
橙色顔料の具体例としては、C.I.ピグメントオレンジ38、43、66、68、69、71、73等が挙げられる。
緑色画素の形成に用いる緑色顔料の具体例としては、C.I.ピグメントグリーン7、10、36、37、58等が挙げられる。また、緑色画素の色相を調整するために黄色顔料を併用することも可能である。黄色顔料としては、上記赤色画素の色相を調整するための黄色顔料として例示したものを適宜用いることができる。
青色画素の形成に用いる青色顔料の具体例としては、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等が挙げられる。また、青色画素の色相を調整するために紫色顔料を併用することも可能である。
紫色顔料の具体例としては、C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等が挙げられる。
上記赤色、緑色、青色画素の色相を調整するために各種染料を用いることも可能である。
カラーフィルタの製造は以下のようにして行う。前記ブラックマトリックス基板上に、カラーフィルタの各着色画素に対応する顔料を含有した着色感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。乾燥後、ブラックマトリックスの開口部に対応したパターンを有するフォトマスクを介して露光する。現像処理により未露光部を除去した後、ベークすることでブラックマトリックスの矩形開口部30に着色画素を形成することができる。一連の操作を例えば赤色、緑色、青色色材を含有した着色感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、赤色、緑色、青色画素を有するカラーフィルタを製造することができる。
<液晶表示装置>
図3に示す液晶表示装置4は、対向して配置された一対の透明基板5および6を備え、それらの間には、液晶化合物7が封入されている。液晶化合物としては、TN(Twisted Nematic)、STN(Supper Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、VA(Vertically Aligned)、OCB(Optically Compensated Bend)等の各液晶配向モードに対応したものを適宜用いることが可能である。
第1の透明基板5の内面には、TFT素子8が配列されており、その上には例えばITOからなる透明電極層9が形成されている。透明電極層9の上には、配向膜10が設けられている。また、透明基板5の外面には、偏光板11が形成されている。
他方、第2の透明基板6の内面には、本発明のカラーフィルタ12が形成されている。カラーフィルタ12を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、更にその上に、例えばITOからなる透明電極層13が形成され、透明電極層13を覆って配向膜14が設けられている。また、透明基板6の外面には、偏光板15が形成されている。なお、偏光板15の下方には、バックライトユニット16が設けられている。
本発明の液晶表示装置は、本発明のブラックマトリックス基板を用いることにより、従来のブラックマトリックスの矩形開口部のコーナー部が丸まっているカラーフィルタと比較して、マスク設計と同等の開口率を得ることができ、高輝度かつ高明度である高精細カラーフィルタを得ることができるため、少ない電力で従来の輝度および明度を表示することが可能である液晶表示装置を得ることができる。
<有機エレクトロルミネッセンス表示装置>
図4に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置17は、透明基板1上に陽極18、正孔輸送層19、有機層20、電子輸送層21、陽極22を順に積層してなる有機エレクトロルミネッセンス素子を封止剤24ならびにカラーフィルタ12を形成した透明基板5で封止されている。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、本発明のブラックマトリックス基板を用いることにより、従来のブラックマトリックスの矩形開口部のコーナー部が丸まっているカラーフィルタと比較して、マスク設計と同等の開口率を得ることができ、高輝度かつ高明度である高精細カラーフィルタを得ることができるため、少ない電力で従来の輝度および明度を表示することが可能である有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。
以下、実施例等を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<バインダ樹脂1の調整>
アクリルモノマー:アクリル酸(大阪有機化学社製) 45重量部エポキシモノマー:EX‐121(ナガセケムテック社製) 13重量部エポキシアクリルモノマー:4HBAGE(日本化成社製) 42重量部の比率にて固形分50%のバインダ樹脂1を調整した。
<重量平均分子量>
重量平均分子量は、高速ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)装置(製品名:HLC−8320GPC、東ソー社製)により、標準ポリスチレン換算値として求めたものである。
<酸価>
酸価測定は、「JIS K 2501‐2003石油製品及び潤滑油-中和価試験方法」に基づいて行った。バインダ樹脂をキシレンとジメチルホルムアミド(1+1)を混合した滴定溶液に溶かし、電位差滴定法により0.1mol/L(5.611mg/mL)水酸化カリウム・エタノール溶液で滴定し、滴定曲線上の変曲点を終点とした。
水酸化カリウム溶液の終点までの滴定量から、酸価を算出した。バインダ樹脂の酸価(mgKOH/g)の定義は、「滴定量(mL)×5.611/滴定に用いたバインダ樹脂重量(g)」とした。
<エチレン性不飽和結合当量>
エチレン性不飽和結合当量(二重結合当量)は、エチレン性不飽和結合当量=(エチレン性不飽和結合を有する化合物の1分子の分子量)/(エチレン性不飽和結合を有する化合物1分子中に含まれるエチレン性二重結合の数)で定義される。
各種モノマーは、アクリルモノマー(大阪有機化学社製「アクリル酸」、分子量72.1、化式5)、エポキシアクリルモノマー(日本化成社製「4HBAGE」、分子量200.0、化式6)、エポキシモノマー(ナガセケムテック社製「EX‐121」、分子量186.3、化式7)を用いた。モノマー比は、「アクリル酸」「4HBAGE」「EX‐121」のモノマー量を重量から計算し合計を100とした比率に表記した。
バインダ樹脂のエチレン性不飽和結合は、アクリルモノマー「アクリル酸」を主鎖として重合し、その主鎖のカルボン酸にエポキシアクリルモノマー「4HBAGE」のエポキシ基を反応させることにより導入した。バインダ樹脂の酸価は、前記主鎖のカルボン酸をエポキシモノマー「EX‐121」のエポキシ基を反応させることによりカルボン酸量を調整した。
<黒色感光性樹脂組成物1の調整>
バインダ樹脂1(固形分50.0%) 12.1gジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 1.89g
:AYARAD DPHA(日本化薬社製)
光重合開始剤:NCI‐831(ADEKA社製) 0.63g表面調整剤:BYK‐323(ビックケミー社製) 0.66g
1%プロピレングリコールモノメチルアセテート溶液
カーボンブラック分散液(固形分22.7%) 32.14gシランカップリング剤:KBE−9007(信越化学社製) 0.66g
10%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 51.92gを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物1の100g(固形分13.42%、カーボンブラック顔料濃度45.77重量%)を得た。重量平均分子量は1435、酸価は195(mgKOH/g)、エチレン性不飽和結合当量は478である。
<ブラックマトリックス基板1の作製>
スピンコーターを使用してベーク後の膜厚が1.35μmになるよう回転数を調整し、ガラス基板EAGLE XG(コーニング社製)上に上記黒色感光性樹脂組成物1の塗膜を形成した。乾燥後、90℃のホットプレートで1分間プリベイクした。次に、所定のパターンを有するフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプ(照度26mW/cm)を用いて黒色感光性樹脂組成物の塗膜に紫外光を100mJ/cm照射した。続いて、2.5重量%炭酸ナトリウム水溶液で現像し、230℃のクリーンオーブンで20分間ベークすることでブラックマトリックス基板1を作製した。
<赤色感光性樹脂組成物の調整>
アクリル樹脂(固形分20.0%) 9.33g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
ジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 3.82g
:M402(東亞合成社製)
光重合開始剤1:IRGACURE379(BASFジャパン社製) 0.88g光重合開始剤2:KAYACURE DETX‐S(日本化薬社製) 0.15gC.I.ピグメントレッド254 16.81g
:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液
:(固形分20.0%、固形分中の顔料濃度70.0重量%)
C.I.ピグメントレッド177 19.60g
:プロピレングリコールモノメチルアセテート分散液
(固形分20.0%、固形分中の顔料濃度60.0重量%)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 49.41gを加えてよく攪拌し、赤色感光性樹脂組成物の100g(固形分14.0%、顔料濃度33.6重量%)を得た。
<緑色感光性樹脂組成物の調整>
アクリル樹脂の(固形分20.0%) 13.57g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
ジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 2.06g
:M402(東亞合成社製)
光重合開始剤1:IRGACURE379(BASFジャパン社製) 0.90g光重合開始剤2:アデカオプトマーN‐1919(ADEKA社製) 0.10gC.I.ピグメントグリーン36 35.28g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液
(固形分20.0%、固形分中の顔料濃度75.0重量%)
C.I.ピグメントイエロー150 5.85g
プロピレングリコールモノメチルアセテート分散液
(固形分20.0%、固形分中の顔料濃度50.0重量%)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 42.24gを加えてよく攪拌し、緑色感光性樹脂組成物の100g(固形分14.0%、顔料濃度42.0重量%)を得た。
<青色感光性樹脂組成物の調整>
アクリル樹脂(固形分20.0%) 13.96g
のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
ジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 3.99g
:M402(東亞合成社製)
光重合開始剤1:IRGACURE379(BASFジャパン社製) 1.40g光重合開始剤2:KAYACURE DETX‐S(日本化薬社製) 0.35gC.I.ピグメントブルー15:6 23.00g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液
(固形分20.0%、固形分中の顔料濃度70.0重量%)
C.I.ピグメントバイオレット23 4.35g
プロピレングリコールモノメチルアセテート分散液
(固形分20.0%、固形分中の顔料濃度50.0重量%)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 52.96gを加えてよく攪拌し、青色感光性樹脂組成物の100g(固形分14.0%、顔料濃度26.1重量%)を得た。
<カラーフィルタの製造>
上記ブラックマトリックス基板1上にスピンコート法により、上記赤色感光性樹脂組成物の塗膜を形成した。乾燥後、90℃のホットプレートで1分間プリベイクした。次に、ブラックマトリックスの開口部に対応した解像度400ppiパターンを有するフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプ(照度26mW/cm)を用いて赤色感光性樹脂組成物の塗膜に紫外光を100mJ/cm照射した。続いて、2.5重量%炭酸ナトリウム水溶液で現像し、230℃のクリーンオーブンで20分間ベークすることでブラックマトリックス基板1上に赤色画素を形成した。同様の操作を上記緑色、青色感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、ブラックマトリックス基板1上に赤色、緑色、青色の着色画素が形成されたカラーフィルタ1を得た。
<液晶表示装置の製造>
得られたカラーフィルタ1の膜面にスパッタ法によりITOの透明電極を形成し、その上にポリイミド配向膜を形成してラビング処理を施した。続いて、TFTアレイおよび画素電極を形成した対向ガラス基板上にも同様にポリイミド配向膜を形成し、ラビング処理を
施した。液晶注入口を残してカラーフィルタと対向ガラス基板をシール剤で貼り合せ、注入口から液晶組成物を注入した。注入後、注入口を封止した。得られた液晶セルの両側に偏光板を貼り付け、バックライトユニットを装着して液晶表示装置1を得た。
<バインダ樹脂2の調整>
アクリルモノマー:アクリル酸(大阪有機化学社製) 34重量部エポキシモノマー:EX‐121(ナガセケムテック社製) 18重量部エポキシアクリルモノマー:4HBAGE(日本化成社製) 48重量部の比率にて固形分50%のバインダ樹脂2を調整した。
<黒色感光性樹脂組成物2の調整>
バインダ樹脂2:(固形分50.0%) 12.1gジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 1.89g
:KAYARAD DPHA(日本化薬社製)
光重合開始剤:NCI‐831(ADEKA社製) 0.63g面調整剤:BYK‐323(ビックケミー社製) 0.66g
1%プロピレングリコールモノメチルアセテート溶液
カーボンブラック分散液(固形分22.7%) 32.14gシランカップリング剤:KBE−9007(信越化学社製) 0.66g
の10%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 51.92gを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物2の100g(固形分13.42%、カーボンブラック顔料濃度45.77重量%)を得た。重量平均分子量は2094、酸価は80(mgKOH/g)、エチレン性不飽和結合当量は419である。
黒色感光性樹脂組成物2を用いた以外は、実施例1と同じ条件で、ブラックマトリックス基板2、カラーフィルタ2、液晶表示装置2を得た。
<バインダ樹脂3の調整>
アクリルモノマー:アクリル酸(大阪有機化学社製) 37重量部エポキシモノマー:EX‐121(ナガセケムテック社製) 9重量部エポキシアクリルモノマー:4HBAGE(日本化成社製) 54重量部の比率にて固形分50%のバインダ樹脂3を調整した。
<黒色感光性樹脂組成物3の調整>
バインダ樹脂3:(固形分50.0%) 12.1gジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 1.89g
:KAYARAD DPHA(日本化薬社製)
光重合開始剤:NCI‐831(ADEKA社製) 0.63g面調整剤:BYK‐323(ビックケミー社製) 0.66g
1%プロピレングリコールモノメチルアセテート溶液
カーボンブラック分散液(固形分22.7%) 32.14gシランカップリング剤:KBE−9007(信越化学社製) 0.66g
の10%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 51.92gを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物3の100g(固形分13.42%、カーボンブラック顔料濃度45.77重量%)を得た。重量平均分子量は5994、酸価は112(mgKOH/g)、エチレン性不飽和結合当量は375である。
黒色感光性樹脂組成物3を用いた以外は、実施例1と同じ条件でブラックマトリックス基板3、カラーフィルタ3、液晶表示装置3を得た。
<バインダ樹脂4の調整>
アクリルモノマー:アクリル酸(大阪有機化学社製) 35重量部エポキシモノマー:EX‐121(ナガセケムテック社製) 22重量部
エポキシアクリルモノマー:4HBAGE(日本化成社製) 43重量部の比率にて固形分50%のバインダ樹脂4を調整した。
<黒色感光性樹脂組成物4の調整>
バインダ樹脂4:(固形分50.0%) 12.1gジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 1.89g
:KAYARAD DPHA(日本化薬社製)
光重合開始剤:NCI‐831(ADEKA社製) 0.63g面調整剤:BYK‐323(ビックケミー社製) 0.66g
1%プロピレングリコールモノメチルアセテート溶液
カーボンブラック分散液(固形分22.7%) 32.14gシランカップリング剤:KBE−9007(信越化学社製) 0.66g
の10%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 51.92gを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物4の100g(固形分13.42%、カーボンブラック顔料濃度45.77重量%)を得た。重量平均分子量は5994、酸価は84(mgKOH/g)、エチレン性不飽和結合当量は461である。
黒色感光性樹脂組成物4を用いた以外は、実施例1と同じ条件で、ブラックマトリックス基板4、カラーフィルタ4、液晶表示装置4を得た。
<比較例1>
<バインダ樹脂5の調整>
アクリルモノマー:アクリル酸(大阪有機化学社製) 53重量部エポキシモノマー:EX‐121(ナガセケムテック社製) 23重量部エポキシアクリルモノマー:4HBAGE(日本化成社製) 24重量部の比率にて固形分50%のバインダ樹脂5を調整した。
<黒色感光性樹脂組成物5の調整>
バインダ樹脂5:(固形分50.0%) 12.1gジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 1.89g
:KAYARAD DPHA(日本化薬社製)
光重合開始剤:NCI‐831(ADEKA社製) 0.63g面調整剤:BYK‐323(ビックケミー社製) 0.66g
1%プロピレングリコールモノメチルアセテート溶液
カーボンブラック分散液(固形分22.7%) 32.14gシランカップリング剤:KBE−9007(信越化学社製) 0.66g
の10%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 51.92gを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物5の100g(固形分13.42%、カーボンブラック顔料濃度45.77重量%)を得た。重量平均分子量は819、酸価は274(mgKOH/g)、エチレン性不飽和結合当量は817である。
黒色感光性樹脂組成物5を用いた以外は、実施例1と同じ条件で、ブラックマトリックス基板5、カラーフィルタ5、液晶表示装置5を得た。
<比較例2>
<バインダ樹脂6の調整>
アクリルモノマー:アクリル酸(大阪有機化学社製) 34重量部エポキシモノマー:EX‐121(ナガセケムテック社製) 28重量部エポキシアクリルモノマー:4HBAGE(日本化成社製) 38重量部の比率にて固形分50%のバインダ樹脂6を調整した。
<黒色感光性樹脂組成物6の調整>
バインダ樹脂5:(固形分50.0%) 12.1gジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレート混合物 1.89g
:KAYARAD DPHA(日本化薬社製)
光重合開始剤:NCI‐831(ADEKA社製) 0.63g面調整剤:BYK‐323(ビックケミー社製) 0.66g
1%プロピレングリコールモノメチルアセテート溶液
カーボンブラック分散液(固形分22.7%) 32.14gシランカップリング剤:KBE−9007(信越化学社製) 0.66g
の10%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 51.92gを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物6の100g(固形分13.42%、カーボンブラック顔料濃度45.77重量%)を得た。重量平均分子量は7903、酸価は71(mgKOH/g)、エチレン性不飽和結合当量は527である。
黒色感光性樹脂組成物6を用いた以外は、実施例1と同じ条件でブラックマトリックス基板6、カラーフィルタ6、液晶表示装置6を得た。
<コーナー丸まり評価>
ブラックマトリックス基板1〜6のコーナー部を光学顕微鏡の透過光で100倍率にて観察し、コーナー丸まり幅Rx1〜Rx4、Ry1〜Ry4をそれぞれ測長した。それぞれ矩形開口部のコーナー部の丸まり幅Rx1〜Rx4、Ry1〜Ry4の計8ポイントを測定し平均値を算出した。評価結果を表1に示す。
また、実施例1〜4の、それぞれ表示領域にある画素を任意に50画素選択し、それぞれ矩形開口部のコーナー部の丸まり幅を測定したが、その平均値はいずれも3μmより小さい値であった。なお、任意に選択する画素の数は、50に限定するものでない。
なお、図1では、矩形開口部30を横長の長方形状で示したが、縦長の長方形状の四角形状であれば良く、矩形開口部30のサイズも含め、種々変更できる。
本発明によりブラックマトリックスの開口部においてコーナー丸まりが3.0μm以下の高い開口率が得られることが分かる。本発明のブラックマトリックス基板を用いることにより、従来のブラックマトリックスの開口部のコーナー部が丸まっているカラーフィルタと比較して、マスク設計と同等の開口率を得ることができ、高輝度かつ高明度である高精細カラーフィルタを得ることができるため、少ない電力で従来の輝度および明度を表示することが可能である液晶表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。
1、5、6・・・透明基板
2・・・ブラックマトリックス
3・・・着色画素
4・・・液晶表示装置
7・・・液晶化合物
8・・・TFT素子
9、13・・・透明電極
10、14・・・配向膜
11、15・・・偏光板
12・・・カラーフィルタ
16・・・バックライトユニット
17・・・有機エレクトロルミネッセンス表示装置
18・・・陽極
19・・・正孔輸送層
20・・・有機発光層
21・・・電子輸送層
22・・・陰極
23・・・封止剤
30・・・矩形開口部
Rx1、Rx2、Rx3、Rx4・・・第1方向Xでの丸まり幅
Ry1、Ry2、Ry3、Ry4・・・第2方向Yでの丸まり幅

Claims (2)

  1. 黒色顔料(A)、バインダ樹脂(B)、光重合性モノマー(C)、光重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含有して構成される黒色感光性樹脂組成物を用い、透明基板上に、塗布、乾燥、露光、現像する工程を経て、前記透明基板の平面視、直交する第1の方向と第2の方向にマトリクス状の複数の矩形開口部が配列されたブラックマトリックスを具備し
    前記バインダ樹脂(B)の重量平均分子量が1000〜6000で、酸価が80〜200mgKOH/gで、エチレン性不飽和結合当量が、500以下であり、
    かつ、
    前記光重合開始剤(D)が、化式1で表されるフルオレン系オキシムエステル化合物を含有し、
    前記ブラックマトリックスは、それぞれコーナー部の前記第1方向にある4ヶ所の丸まり幅Rx1〜Rx4、及び、前記第2方向にある4ヶ所の丸まり幅Ry1〜Ry4値の平均値が3.0μm以下である前記矩形開口をそなえ、
    前記矩形開口のそれぞれに、赤色、緑色、青色のいずれかの着色画素を具備することを特徴とするカラーフィルタ基板。
    [化式1において、X・X・Xは、それぞれ独立にR11、OR11、COR11、SR11、CONR1213又はCNを表し、Xは置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表し、X及びXは、それぞれ独立に、R11、OR11、SR11、COR11、CONR1213、NR12COR11、OCOR11、COOR11、SCOR11、COSR11、COSR11、CSOR11、CN、ハロゲン原子又は水酸基を表す。R11、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表す。a及びbはそれぞれ独立に、0〜3である。]
  2. 請求項に記載のカラーフィルタ基板を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
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