JP5035309B2 - Photosensitive coloring composition, color filter formed using the same, and method for producing color filter - Google Patents
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Description
本発明は、感光性着色組成物、及びそれを用いて形成される半透過型液晶表示装置用カラーフィルタと、その製造方法に関するものである。 The present invention relates to a photosensitive coloring composition, a color filter for a transflective liquid crystal display device formed using the same, and a method for producing the same.
液晶表示装置は、自発光型の表示装置ではないので表示に他からの光を必要とし、光源によって、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の2種類に大別される。透過型液晶表示装置は、その後方に設けられたバックライトからの光によって表示を行っており、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。また、反射型液晶表示装置は、その後方に設けられた反射層により液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光を反射させ、その反射光によって表示を行っており、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられる。
しかし、透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。また、反射型液晶表示装置は、主に屋外のような非常に明るい環境下で用いられるものであり、屋内のような暗い環境下では、その表示が見にくいといった欠点がある。
Since liquid crystal display devices are not self-luminous display devices, they require light from other sources for display, and are roughly classified into two types, transmissive liquid crystal display devices and reflective liquid crystal display devices, depending on the light source. The transmissive liquid crystal display device performs display using light from a backlight provided behind the transmissive liquid crystal display device, and is mainly used in a dark environment such as indoors. In addition, the reflective liquid crystal display device reflects external light from the surroundings when viewing the liquid crystal display device by a reflective layer provided behind the reflective liquid crystal display device, and performs display using the reflected light. It is used in such a very bright environment.
However, the transmissive liquid crystal display device has a drawback that its display is difficult to see in a very bright environment such as outdoors. In addition, the reflective liquid crystal display device is mainly used in a very bright environment such as outdoors, and has a drawback that its display is difficult to see in a dark environment such as indoors.
このような透過型液晶表示装置および反射型液晶表示装置の欠点を解消するため、透過型と反射型の両機能を兼ね備えた半透過型液晶表示装置が開発された。この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができ、モバイル機器に用いられる液晶表示装置として期待されている。
半透過型液晶表示装置は、カラーフィルタ、カラーフィルタ上に形成された透明電極、液晶、TFT素子などが形成されたTFT基板、TFT基板上に形成された透明電極及び反射電極で構成されている。カラーフィルタは、ガラス基板上にブラックマトリックス、着色画素が形成されたものである。また、透明電極及び反射電極はTFT素子のドレイン電極と接続されている。
In order to eliminate the drawbacks of the transmissive liquid crystal display device and the reflective liquid crystal display device, a transflective liquid crystal display device having both functions of a transmissive type and a reflective type has been developed. This transflective liquid crystal display device can be used in a very bright environment such as outdoors or in a dark environment such as indoors, and is expected as a liquid crystal display device used in mobile devices.
The transflective liquid crystal display device includes a color filter, a transparent electrode formed on the color filter, a liquid crystal, a TFT substrate on which a TFT element is formed, a transparent electrode and a reflective electrode formed on the TFT substrate. . The color filter has a black matrix and colored pixels formed on a glass substrate. Further, the transparent electrode and the reflective electrode are connected to the drain electrode of the TFT element.
1つの着色画素は、ブラックマトリックスを除くと、光透過領域と光反射領域とで構成されている。光透過領域は、透過型液晶表示装置として機能する領域であり、光透過領域においてはバックライトからの白色光が、TFT基板、透明電極、液晶、透明電極を経て着色画素を通過し色光となり外部へ射出するようになっている。
また、光反射領域は、反射型液晶表示装置として機能する領域であり、光反射領域においては周囲からの外光が、ガラス基板、着色画素を通過し色光となり、次いで反射電極にて反射され、再び外部へ射出するようになっている。この半透過型液晶表示装置は、屋内のような暗い環境下では、バックライトを点灯して透過型液晶表示装置として機能させ、また、屋外のような非常に明るい環境下では、バックライトを消灯して反射型液晶表示装置として機能させて用いられる。
One colored pixel is composed of a light transmission region and a light reflection region, excluding the black matrix. The light transmissive area is an area that functions as a transmissive liquid crystal display device. In the light transmissive area, white light from the backlight passes through the TFT substrate, transparent electrode, liquid crystal, and transparent electrode, passes through the colored pixels, and becomes colored light. It comes to inject.
The light reflection area is an area that functions as a reflective liquid crystal display device. In the light reflection area, external light from the surroundings passes through the glass substrate and the colored pixels to become colored light, and then is reflected by the reflective electrode. It is designed to inject outside again. This transflective liquid crystal display device turns on the backlight to function as a transmissive liquid crystal display device in a dark environment such as indoors, and turns off the backlight in a very bright environment such as outdoors. Thus, it is used by functioning as a reflective liquid crystal display device.
半透過型液晶表示装置を構成するカラーフィルタの着色画素は、(1)光反射領域の一部に微小な透明領域、すなわちホールを設ける方法や、(2)1画素内に膜厚が異なる光透過領域および光反射領域を設ける方法などにより形成される。(1)のホールを設ける方法では、ホールの形状やサイズを最適化することにより、透過表示と反射表示の差を小さくすることができる。また、ホールは着色画素のパターニングの際に一括して形成できるので、塗布形成の工程が増えることもなく安価なカラーフィルタを得ることができる。 Colored pixels of a color filter constituting a transflective liquid crystal display device are (1) a method of providing a minute transparent region, that is, a hole in a part of a light reflecting region, or (2) light having a different film thickness in one pixel. It is formed by a method of providing a transmission region and a light reflection region. In the method (1) of providing holes, the difference between transmissive display and reflective display can be reduced by optimizing the shape and size of the holes. In addition, since holes can be formed at the same time when patterning colored pixels, an inexpensive color filter can be obtained without increasing the number of steps of coating formation.
しかし、(1)のホールを設ける方法では、着色画素の凹凸差が大きくなるとカラーフィルタの平坦性が悪くなり、液晶パネルにしたときに表示不良が発生しやすくなるおそれがある。カラーフィルタの平坦性は、オーバーコートを塗布することによりある程度は上げることができるが、ホールのサイズが小さい場合には、オーバーコートがホールに流れ込みにくくなるので十分な平坦化が行われないおそれがある。また、ホール部分と周囲の膜厚差が大きい場合には、オーバーコート膜厚を大きくする必要がある。しかし、オーバーコート膜厚が大きくなりすぎると、カラーフィルタ全体の膜硬度低下により液晶表示素子になった場合に膜厚ムラが生じやすい、あるいは、熱応力によってオーバーコートにクラックが入りやすいなどの懸念があり、過剰な膜厚増大は好ましくない。 However, in the method of providing holes in (1), the flatness of the color filter is deteriorated when the unevenness difference of the colored pixels is increased, and there is a risk that display defects are likely to occur when the liquid crystal panel is used. The flatness of the color filter can be improved to some extent by applying an overcoat. However, if the hole size is small, the overcoat is difficult to flow into the hole and may not be sufficiently flattened. is there. Further, when the film thickness difference between the hole portion and the surrounding area is large, it is necessary to increase the overcoat film thickness. However, if the overcoat film thickness becomes too large, there is a concern that film thickness unevenness is likely to occur when a liquid crystal display element is formed due to a decrease in film hardness of the entire color filter, or cracks are likely to occur in the overcoat due to thermal stress. Therefore, an excessive increase in film thickness is not preferable.
これに対し、(2)の方法では、カラーフィルタの平坦性の悪さに起因する表示不良は発生し難い。しかし、膜厚が異なる光透過領域および光反射領域を複数の色材料を積層して形成する場合には、二度以上色材料を塗布して一色の着色画素を形成することになり、コスト的な問題が生じる。また、膜厚が異なる光透過領域および光反射領域を、前記各領域に対応する領域における実効露光量を変えて感光性着色組成物の塗膜を露光して形成する場合には、コスト的な問題は生じないが、従来の1種類の光重合開始剤を含む感光性着色組成物の塗膜に実効露光量を変えて露光しても、膜厚が異なる光透過領域および光反射領域を形成することが難しかった。 On the other hand, in the method (2), display defects due to poor flatness of the color filter are unlikely to occur. However, when the light transmission region and the light reflection region having different thicknesses are formed by laminating a plurality of color materials, the color material is applied twice or more to form a colored pixel, which is costly. Problems arise. Further, in the case where the light transmission region and the light reflection region having different film thicknesses are formed by changing the effective exposure amount in the region corresponding to each of the regions and exposing the coating film of the photosensitive coloring composition, it is costly. No problem arises, but the light-sensitive areas and light-reflective areas with different film thicknesses are formed even if the effective exposure amount is changed and exposed to the coating film of the photosensitive coloring composition containing one conventional photopolymerization initiator. It was difficult to do.
本発明は、同一の感光性着色樹脂組成物を用いて形成された光透過領域用着色層と光反射領域用着色層からなる着色画素を具備するカラーフィルタであって、該カラーフィルタを備えた半透過型液晶表示装置を透過型液晶表示装置として使用した場合には、透過型液晶表示装置として優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として使用した場合には、暗くならず反射型液晶表示装置として優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの提供を課題とする。
また、本発明は、全遮光領域と半遮光領域と全透過領域とを有するフォトマスクを介して紫外線を照射し現像することにより、光透過領域用着色層と光反射領域用着色層からなる着色画素を形成することができ、前記のような優れた特性を有するカラーフィルタを製造することが可能な感光性着色組成物の提供を課題とする。
また、本発明は、全遮光領域と半遮光領域と全透過領域とを有するフォトマスクを用い、容易かつ安価に前記のような優れた特性を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する方法の提供を課題とする。
The present invention is a color filter comprising a colored pixel composed of a colored layer for a light transmission region and a colored layer for a light reflection region formed using the same photosensitive colored resin composition, the color filter comprising the color filter When a transflective liquid crystal display device is used as a transmissive liquid crystal display device, a transmissive color display having excellent brightness and saturation is provided as a transmissive liquid crystal display device, and when used as a reflective liquid crystal display device. Another object of the present invention is to provide a color filter for a transflective liquid crystal display device capable of performing a reflective color display having brightness and saturation excellent as a reflective liquid crystal display device without becoming dark.
In addition, the present invention provides a colored layer consisting of a colored layer for a light transmitting region and a colored layer for a light reflecting region by irradiating and developing ultraviolet rays through a photomask having a total light shielding region, a semi-light shielding region, and a total transmission region. It is an object of the present invention to provide a photosensitive coloring composition capable of forming a pixel and capable of producing a color filter having excellent characteristics as described above.
In addition, the present invention uses a photomask having a total light-shielding region, a semi-light-shielding region, and a total transmission region, and easily and inexpensively manufactures a color filter for a transflective liquid crystal display device having the above-described excellent characteristics. It is an object to provide a method.
本発明の感光性着色組成物は、光重合開始剤、エチレン性不飽和単量体、アルカリ可溶性樹脂、および着色剤を含む感光性着色組成物であって、
該光重合開始剤が、波長300〜450nmにおいてモル吸光係数が最大となる波長におけるモル吸光係数が、アセトニトリル溶液中で8000 L/mol・cm以上60000 L/mol・cm以下であるエチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-エチルヘキシル-4-ジメチルアミノベンゾエート、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤(a1)と、前記波長範囲においてモル吸光係数が最大となる波長におけるモル吸光係数が、アセトニトリル溶液中で5000 L/mol・cm以下である2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤(a2)とを含み、
該感光性着色組成物の乾燥塗膜を、遮光部と開口部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて照度22mW/cm2の紫外線により13 秒露光し、次いで未露光部分を現像した後の塗膜の厚さをt1とし、また前記乾燥塗膜を超高圧水銀灯を用いて照度12mW/cm2の紫外線により13秒露光し、次いで未露光部分を現像した後の塗膜の厚さをt2としたとき、t2/t1が0.05以上0.75以下となることを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタは、本発明の感光性着色組成物を用いて形成された光透過領域用着色層と、前記感光性着色組成物と同一の感光性着色組成物を用いて形成され、前記光透過領域用着色層の厚さに対して5〜75%の厚さを有する光反射領域用着色層とからなる画素を具備し、1画素内に光透過領域と光反射領域を有する半透過型液晶表示装置に用いられることを特徴とする。
また、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、透明基板上に、本発明の感光性着色組成物を塗布、乾燥する工程、および全遮光領域と、光反射領域用着色層の形成に対応し、その光学濃度が全遮光領域の光学濃度より低い半遮光領域と、光透過領域用着色層の形成に対応する全透過領域とを有するフォトマスクを介して紫外線を照射し、現像する工程を含むことを特徴とする。
The photosensitive coloring composition of the present invention is a photosensitive coloring composition comprising a photopolymerization initiator, an ethylenically unsaturated monomer, an alkali-soluble resin, and a coloring agent,
The photopolymerization initiator has an ethyl 4--4- molar extinction coefficient of 8000 L / mol · cm or more and 60000 L / mol · cm or less in an acetonitrile solution at a wavelength where the molar extinction coefficient is maximum at a wavelength of 300 to 450 nm. Dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoate, 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], 2-methyl-1- [4- ( Photopolymerization initiator selected from the group consisting of (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one ( a1) and 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane having a molar extinction coefficient at a wavelength where the molar extinction coefficient is maximum in the wavelength range is 5000 L / mol · cm or less in an acetonitrile solution. A photopolymerization initiator (a2) selected from the group consisting of -1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one,
The dried coating film of the photosensitive coloring composition was exposed to ultraviolet light with an illuminance of 22 mW / cm 2 for 13 seconds using a super high pressure mercury lamp through a photomask having a light shielding part and an opening, and then the unexposed part was developed. The thickness of the coating film after t1 is set, and the dried coating film is exposed to ultraviolet rays with an illuminance of 12 mW / cm 2 for 13 seconds using an ultra-high pressure mercury lamp, and then the unexposed portion is developed. When t2 is t2, t2 / t1 is 0.05 or more and 0.75 or less.
In addition, the color filter of the present invention is formed using a colored layer for a light transmission region formed using the photosensitive coloring composition of the present invention and the same photosensitive coloring composition as the photosensitive coloring composition. And a pixel composed of a colored layer for a light reflection region having a thickness of 5 to 75% with respect to the thickness of the colored layer for the light transmission region, and having a light transmission region and a light reflection region in one pixel. It is used for a transflective liquid crystal display device.
Further, the method for producing a color filter for a transflective liquid crystal display device of the present invention includes a step of applying and drying the photosensitive coloring composition of the present invention on a transparent substrate, and a total light shielding region and a color for a light reflecting region. In response to the formation of the layer, ultraviolet light is irradiated through a photomask having a semi-light-shielding region whose optical density is lower than the optical density of the whole light-shielding region and a total transmission region corresponding to the formation of the colored layer for the light transmission region. And a developing step.
本発明の感光性着色組成物を用いることにより、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの各色の光透過領域用着色層と光反射領域用着色層を、同一の感光性着色組成物にて製造工程を増やさず形成することができるため、容易かつ安価に視認性の良好な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造することができる。 By using the photosensitive coloring composition of the present invention, the colored layer for the light transmission region and the colored layer for the light reflection region of the color filter for the transflective liquid crystal display device are manufactured with the same photosensitive coloring composition. Since it can be formed without increasing the number of steps, a color filter for a transflective liquid crystal display device with good visibility can be easily and inexpensively manufactured.
まず、本発明の感光性着色組成物について説明する。
本発明の感光性着色組成物は、光重合開始剤、エチレン性不飽和単量体、アルカリ可溶性樹脂、および着色剤を含む感光性着色組成物であって、
該光重合開始剤が、波長300〜450nmにおいてモル吸光係数が最大となる波長におけるモル吸光係数が、アセトニトリル溶液中で8000 L/mol・cm以上60000 L/mol・cm以下であるエチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-エチルヘキシル-4-ジメチルアミノベンゾエート、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤(a1)と、前記波長範囲においてモル吸光係数が最大となる波長におけるモル吸光係数が、アセトニトリル溶液中で5000 L/mol・cm以下である2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤(a2)とを含み、
該感光性着色組成物の乾燥塗膜を、遮光部と開口部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて照度22mW/cm2の紫外線により13 秒露光し、次いで未露光部分を現像した後の塗膜の厚さをt1とし、また前記乾燥塗膜を超高圧水銀灯を用いて照度12mW/cm2の紫外線により13秒露光し、次いで未露光部分を現像した後の塗膜の厚さをt2としたとき、t2/t1が0.05以上0.75以下となることを特徴とする感光性着色組成物である。
t2/t1が0.75より大きいと、光反射領域用着色層の厚さが大きくなり、液晶表示装置の反射色表示が暗くなる。また、t2/t1が0.05未満であると、光反射領域用着色層の厚さが過小となり、現像工程で光反射領域用着色層の剥れを生じることがある。
本発明において、超高圧水銀灯とは、波長316nm、335nm、365nmの輝線の相対強度が5:24:100のランプからなるものをいう。また、照度とは、波長365nmの輝線照度を計測する計測器で測定された照度のことをいう。
First, the photosensitive coloring composition of this invention is demonstrated.
The photosensitive coloring composition of the present invention is a photosensitive coloring composition comprising a photopolymerization initiator, an ethylenically unsaturated monomer, an alkali-soluble resin, and a coloring agent,
The photopolymerization initiator has an ethyl 4--4- molar extinction coefficient of 8000 L / mol · cm or more and 60000 L / mol · cm or less in an acetonitrile solution at a wavelength where the molar extinction coefficient is maximum at a wavelength of 300 to 450 nm. Dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoate, 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], 2-methyl-1- [4- ( Photopolymerization initiator selected from the group consisting of (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one ( a1) and 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane having a molar extinction coefficient at a wavelength where the molar extinction coefficient is maximum in the wavelength range is 5000 L / mol · cm or less in an acetonitrile solution. A photopolymerization initiator (a2) selected from the group consisting of -1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one,
The dried coating film of the photosensitive coloring composition was exposed to ultraviolet light with an illuminance of 22 mW / cm 2 for 13 seconds using a super high pressure mercury lamp through a photomask having a light shielding part and an opening, and then the unexposed part was developed. The thickness of the coating film after t1 is set, and the dried coating film is exposed to ultraviolet rays with an illuminance of 12 mW / cm 2 for 13 seconds using an ultra-high pressure mercury lamp, and then the unexposed portion is developed. T2 / t1 is 0.05 or more and 0.75 or less, where t2 is t2.
When t2 / t1 is greater than 0.75, the thickness of the colored layer for the light reflection region increases, and the reflected color display of the liquid crystal display device becomes dark. On the other hand, if t2 / t1 is less than 0.05, the thickness of the colored layer for the light reflecting region becomes too small, and the colored layer for the light reflecting region may be peeled off in the development process.
In the present invention, the ultra-high pressure mercury lamp refers to a lamp composed of a lamp having a relative intensity of 5: 24: 100 of emission lines having wavelengths of 316 nm, 335 nm, and 365 nm. The illuminance refers to illuminance measured by a measuring instrument that measures the illuminance of a bright line having a wavelength of 365 nm.
本発明の感光性着色組成物では、光重合開始剤として、アセトニトリル溶液中で波長300〜450nmにおいてモル吸光係数が最大となる波長(λa)におけるモル吸光係数ε(λa)が8000L/mol・cm以上60000 L/mol・cm以下、より好ましくは9500 L/mol・cm以上50000 L/mol・cm以下である光重合開始剤(a1)と、アセトニトリル溶液中で波長300〜450nmにおいてモル吸光係数が最大となる波長λbにおけるモル吸光係数ε(λb)が5000 L/mol・cm以下である光重合開始剤(a2)を併用することを特徴とする。 In the photosensitive coloring composition of the present invention, as a photopolymerization initiator, the molar extinction coefficient ε (λa) at a wavelength (λa) at which the molar extinction coefficient is maximum at a wavelength of 300 to 450 nm in an acetonitrile solution is 8000 L / mol · cm. More than 60000 L / mol · cm, more preferably 9500 L / mol · cm or more and 50000 L / mol · cm or less, a photopolymerization initiator (a1) and a molar extinction coefficient at 300 to 450 nm in acetonitrile solution. A photopolymerization initiator (a2) having a molar extinction coefficient ε (λb) of 5000 L / mol · cm or less at the maximum wavelength λb is used in combination.
ここで、モル吸光係数の高い光重合開始剤(a1)のみを用いると、感光性着色組成物が必要以上に硬化するため、フォトマスクの半遮光部を介して低照度、低露光量の条件下で露光して形成される反射領域用着色層の膜厚が厚くなり、液晶表示装置の反射色表示が暗くなる。また、モル吸光係数の低い光重合開始剤(a2)のみを用いると、ラジカルを発生する効率が低下するため、充分な硬化塗膜が得られにくい。
また、ε(λa)が60000L/mol・cmより大きい光重合開始剤を用いると、感光性着色組成物の塗膜深部まで光が透過し難くなるため好ましくない。
Here, when only the photopolymerization initiator (a1) having a high molar extinction coefficient is used, the photosensitive coloring composition is cured more than necessary, so that the conditions of low illuminance and low exposure amount are provided through the semi-light-shielding portion of the photomask. The thickness of the colored layer for the reflective region formed by exposure below increases, and the reflected color display of the liquid crystal display device becomes dark. In addition, when only the photopolymerization initiator (a2) having a low molar extinction coefficient is used, the efficiency of generating radicals is lowered, so that it is difficult to obtain a sufficient cured coating film.
Use of a photopolymerization initiator having an ε (λa) greater than 60000 L / mol · cm is not preferable because light hardly penetrates to the deep part of the coating film of the photosensitive coloring composition.
光重合開始剤(a1)としては、エチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-エチルヘキシル-4-ジメチルアミノベンゾエート、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤である。
光重合開始剤(a2)としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤である。
光重合開始剤(a2)の使用量は、光重合開始剤(a1)の使用量を基準として1〜90重量%が好ましく、10〜80重量%がより好ましい。
As the photopolymerization initiator (a1), ethyl-4-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoate, 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyl) Oxime)], 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane- It is a photopolymerization initiator selected from the group consisting of 1-one.
As the photopolymerization initiator (a2), 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1- It is a photopolymerization initiator selected from the group consisting of ON.
The use amount of the photopolymerization initiator (a2) is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 10 to 80% by weight, based on the use amount of the photopolymerization initiator (a1).
光重合開始剤の含有量は、通常、感光性着色組成物の固形分を基準として0.5〜20重量%が好ましく、より好ましくは1〜15重量%である。光重合開始剤の含有量が0.5重量%未満であると、紫外線の照射により十分な硬化塗膜が得られず、20重量%を超えると、反射領域用着色層が必要以上に硬化するため膜厚が厚くなり、液晶表示装置の反射色表示が暗くなる。 The content of the photopolymerization initiator is usually preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 15% by weight based on the solid content of the photosensitive coloring composition. When the content of the photopolymerization initiator is less than 0.5% by weight, a sufficient cured coating film cannot be obtained by irradiation with ultraviolet rays, and when it exceeds 20% by weight, the colored layer for the reflective region is cured more than necessary. The thickness increases, and the reflected color display of the liquid crystal display device becomes dark.
上記光重合開始剤には、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9、10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4、4'−ジエチルイソフタロフェノン、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、4、4'−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を増感剤として併用することができる。 Examples of the photopolymerization initiator include methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethylisophthalophenone, 3,3 ′, 4,4. Compounds such as' -tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone and 4,4'-diethylaminobenzophenone can be used in combination as a sensitizer.
本発明の感光性着色組成物に含まれる着色剤は、色相が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、また有機着色剤でも無機着色剤でもよい。前記有機着色剤は、具体的には染料、有機顔料、天然色素等を意味し、また前記無機着色剤は、具体的には無機顔料のほか、体質顔料と呼ばれる無機塩等を意味するが、カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましく、通常、有機着色剤、特に好ましくは有機顔料が用いられる。以下に、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント(Pigment)に分類されている有機顔料のカラーインデックス(C.I.)番号を、色相ごとに示す。 The colorant contained in the photosensitive coloring composition of the present invention is not particularly limited in hue, is appropriately selected according to the use of the obtained color filter, and may be an organic colorant or an inorganic colorant. The organic colorant specifically means a dye, an organic pigment, a natural pigment, and the like, and the inorganic colorant specifically means an inorganic salt other than an inorganic pigment, an inorganic salt called an extender pigment, Since color filters require high-definition color development and heat resistance, the colorant is preferably a colorant having high color developability and high heat resistance, particularly a colorant having high heat decomposability, usually organic coloring. Agents, particularly preferably organic pigments, are used. The color index (C.I.) numbers of organic pigments classified as Pigment in the Color Index (C.I .; published by The Society of Dyers and Colorists) are shown below for each hue.
黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー60、C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー71、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー106、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー113、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー126、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー152、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー175等が挙げられる。 Examples of yellow pigments include CI Pigment Yellow 1, CI Pigment Yellow 3, CI Pigment Yellow 12, CI Pigment Yellow 13, CI Pigment Yellow 14, CI Pigment Yellow 15, CI Pigment Yellow 16, CI Pigment Yellow 17, CI Pigment Yellow 20, CI Pigment Yellow 24, CI Pigment Yellow 31, CI Pigment Yellow 55, CI Pigment Yellow 60, CI Pigment Yellow 61, CI Pigment Yellow 65, CI Pigment Yellow 71, CI Pigment Yellow 73, CI Pigment Yellow 74, CI Pigment Yellow 81, CI Pigment Yellow 83, CI Pigment Yellow 93, CI Pigment Yellow 95, CI Pigment Yellow 97, CI Pigment Yellow 98, CI Pigment Yellow 100, CI Pigment Yellow 101, CI Pigment Yellow 104, CI Pigment Yellow 106, CI Pigment Yellow 108, CI Pigment Yellow 109, CI Pigment Yellow 110, CI Pigment Yellow 113, CI Pigment Yellow 114, CI Pigment Yellow 116, CI Pigment Yellow 117, CI Pigment Yellow 119, CI Pigment Yellow 120, CI Pigment Yellow 126, CI Pigment Yellow 127, CI Pigment Yellow 128, CI Pigment Yellow 129, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 139, CI Pigment Yellow 150, CI Pigment Yellow 151, CI Pigment Yellow 152, CI Pigment Yellow 153, CI Pigment Yellow 154, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 156, C.I. Pigment Yellow 166, C.I. Pigment Yellow 168, C.I. Pigment Yellow 175, and the like.
橙色顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ73等が挙げられる。
紫色顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット38等が挙げられる。
Examples of the orange pigment include CI pigment orange 1, CI pigment orange 5, CI pigment orange 13, CI pigment orange 14, CI pigment orange 16, CI pigment orange 17, CI pigment orange 24, CI pigment orange 34, CI pigment orange 36, CI Pigment Orange 38, CI Pigment Orange 40, CI Pigment Orange 43, CI Pigment Orange 46, CI Pigment Orange 49, CI Pigment Orange 51, CI Pigment Orange 61, CI Pigment Orange 63, CI Pigment Orange 64, CI Pigment Orange 71, CI pigment orange 73 and the like.
Examples of purple pigments include CI Pigment Violet 1, CI Pigment Violet 19, CI Pigment Violet 23, CI Pigment Violet 29, CI Pigment Violet 32, CI Pigment Violet 36, CI Pigment Violet 38, and the like.
赤色顔料としては、C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド4、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド8、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド10、C.I.ピグメントレッド11、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド14、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド18、C.I.ピグメントレッド19、C.I.ピグメントレッド21、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド30、C.I.ピグメントレッド31、C.I.ピグメントレッド32、C.I.ピグメントレッド37、C.I.ピグメントレッド38、C.I.ピグメントレッド40、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド42、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド49:2、C.I.ピグメントレッド50:1、C.I.ピグメントレッド52:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド58:2、C.I.ピグメントレッド58:4、C.I.ピグメントレッド60:1、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド63:2、C.I.ピグメントレッド64:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド88、C.I.ピグメントレッド90:1、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド101、C.I.ピグメントレッド102、C.I.ピグメントレッド104、C.I.ピグメントレッド105、C.I.ピグメントレッド106、C.I.ピグメントレッド108、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド113、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド151、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド171、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメントレッド174、C.I.ピグメントレッド175、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメントレッド188、C.I.ピグメントレッド190、C.I.ピグメントレッド193、C.I.ピグメントレッド194、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド243、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド265等が挙げられる。 Examples of red pigments include CI Pigment Red 1, CI Pigment Red 2, CI Pigment Red 3, CI Pigment Red 4, CI Pigment Red 5, CI Pigment Red 6, CI Pigment Red 7, CI Pigment Red 8, CI Pigment Red 9, CI Pigment Red 10, CI Pigment Red 11, CI Pigment Red 12, CI Pigment Red 14, CI Pigment Red 15, CI Pigment Red 16, CI Pigment Red 17, CI Pigment Red 18, CI Pigment Red 19, CI Pigment Red 21, CI Pigment Red 22, CI Pigment Red 23, CI Pigment Red 30, CI Pigment Red 31, CI Pigment Red 32, CI Pigment Red 37, CI Pigment Red 38, CI Pigment Red 40, C .I. Pigment Red 41, CI Pigment Red 42, CI Pigment Red 48: 1, CI Pigment Red 48: 2, CI Pigment Red 48: 3, CI Pigment Red 48: 4, CI Pigment Red 49: 1, CI Pigment Red 49: 2, CI Pigment Red 50: 1, CI Pigment Red 52: 1, CI Pigment Red 53: 1, CI Pigment Red 57, CI Pigment Red 57: 1, CI Pigment Red 58: 2, CI Pigment Red 58: 4 CI Pigment Red 60: 1, CI Pigment Red 63: 1, CI Pigment Red 63: 1, CI Pigment Red 64: 1, CI Pigment Red 81: 1, CI Pigment Red 83, CI Pigment Red 88, CI Pigment Red 90 : 1, CI Pigment Red 97, CI CI Pigment Red 101, CI Pigment Red 102, CI Pigment Red 104, CI Pigment Red 105, CI Pigment Red 106, CI Pigment Red 108, CI Pigment Red 112, CI Pigment Red 113, CI Pigment Red 114, CI Pigment Red 122, CI CI Pigment Red 123, CI Pigment Red 144, CI Pigment Red 146, CI Pigment Red 149, CI Pigment Red 150, CI Pigment Red 151, CI Pigment Red 166, CI Pigment Red 168, CI Pigment Red 170, CI Pigment Red 171 and CI Pigment Red 172, CI Pigment Red 174, CI Pigment Red 175, CI Pigment Red 176, CI Pigment Red 177, CI CI Pigment Red 178, CI Pigment Red 179, CI Pigment Red 180, CI Pigment Red 185, CI Pigment Red 187, CI Pigment Red 188, CI Pigment Red 190, CI Pigment Red 193, CI Pigment Red 194, CI Pigment Red 202, CI CI Pigment Red 206, CI Pigment Red 207, CI Pigment Red 208, CI Pigment Red 209, CI Pigment Red 215, CI Pigment Red 216, CI Pigment Red 220, CI Pigment Red 224, CI Pigment Red 226, CI Pigment Red 242, CI Pigment Red 243, CI Pigment Red 245, CI Pigment Red 254, CI Pigment Red 255, CI Pigment Red 264, CI Pigment Red 265, and the like.
青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー60等が挙げられる。
緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36等が挙げられる。
茶色顔料としては、C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25等が挙げられる。
黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック1、ピグメントブラック7等が挙げられる。
これらの有機顔料は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Examples of the blue pigment include CI pigment blue 15, CI pigment blue 15: 3, CI pigment blue 15: 4, CI pigment blue 15: 6, CI pigment blue 60, and the like.
Examples of green pigments include CI Pigment Green 7 and CI Pigment Green 36.
Examples of the brown pigment include CI pigment brown 23 and CI pigment brown 25.
Examples of black pigments include CI Pigment Black 1 and Pigment Black 7.
These organic pigments can be used alone or in admixture of two or more.
また、前記無機着色剤あるいは体質顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。これらの無機着色剤あるいは体質顔料は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
着色剤の含有量は、通常、感光性着色組成物の固形分を基準として1~80重量%が好ましく、より好ましくは2〜70重量%である。着色剤の含有量が1重量%未満であると、カラーフィルタの膜厚が過剰に厚くなるため好ましくなく、70重量%を超えると、良好な分散状態が得られず好ましくない。
Specific examples of the inorganic colorant or extender include titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red rose (red iron (III) oxide), cadmium red, ultramarine blue. , Bitumen, chromium oxide green, cobalt green, amber, titanium black, synthetic iron black, carbon black and the like. These inorganic colorants or extender pigments can be used alone or in admixture of two or more.
The content of the colorant is usually preferably 1 to 80% by weight, more preferably 2 to 70% by weight based on the solid content of the photosensitive coloring composition. If the content of the colorant is less than 1% by weight, the film thickness of the color filter becomes excessively thick, which is not preferable, and if it exceeds 70% by weight, a good dispersion state cannot be obtained.
着色剤は、所望により、分散剤と共に使用することができる。前記分散剤としては、界面活性剤、樹脂型分散剤、色素誘導体などが挙げられる。
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。界面活性剤の使用量は、着色剤100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。
Colorants can be used with dispersants if desired. Examples of the dispersant include a surfactant, a resin-type dispersant, and a pigment derivative.
Surfactants include sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, alkali salt of styrene-acrylic acid copolymer, sodium stearate, sodium alkyl naphthalene sulfonate, sodium alkyl diphenyl ether disulfonate. , Lauryl sulfate monoethanolamine, lauryl sulfate triethanolamine, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, sodium stearate, sodium lauryl sulfate, monoethanolamine of styrene-acrylic acid copolymer, polyoxyethylene alkyl ether phosphate Anionic surfactants such as: polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as nylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyethylene glycol monolaurate; chaotic properties such as alkyl quaternary ammonium salts and their ethylene oxide adducts Surfactants: Examples include amphoteric surfactants such as alkylbetaines such as alkyldimethylaminoacetic acid betaine and alkylimidazolines, and these can be used alone or in admixture of two or more. The amount of the surfactant used is usually 50 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the colorant.
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着する性質を有する着色剤親和性部位と、アルカリ可溶性樹脂と相溶性のある部位とを有し、着色剤に吸着して着色剤のアルカリ可溶性樹脂への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤;(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。樹脂型分散剤の使用量は、着色剤100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。 The resin-type dispersant has a colorant-affinity part having the property of adsorbing to the colorant and a part compatible with the alkali-soluble resin, and adsorbs to the colorant to disperse the colorant into the alkali-soluble resin. It works to stabilize. Specific examples of resin-type dispersants include polycarboxylic acid esters such as polyurethane and polyacrylate, unsaturated polyamides, polycarboxylic acids, polycarboxylic acid (partial) amine salts, polycarboxylic acid ammonium salts, and polycarboxylic acid alkylamine salts. , Polysiloxane, long-chain polyaminoamide phosphate, hydroxyl group-containing polycarboxylic acid ester, modified products thereof, amides formed by reaction of poly (lower alkyleneimine) and polyester having a free carboxyl group, and salts thereof Water-soluble such as (meth) acrylic acid-styrene copolymer, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone Resin, water-soluble polymer, polyester, Polyacrylate, ethylene oxide / propylene oxide addition compound, phosphate ester-based and the like are used, it can be used alone or in admixture of two or more. The amount of the resin-type dispersant used is usually 50 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the colorant.
色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物であり、有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭63−305173号公報、特公昭57−15620号公報、特公昭59−40172号公報、特公昭63−17102号公報、特公平5−9469号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独でまたは2種類以上を混合して用いることができる。色素誘導体の使用量は、着色剤100重量部に対して、0.1〜30重量部が好ましく、0.5〜20重量部がより好ましい。0.1重量部より少ない場合は、色素誘導体の添加効果が発現しにくく、30重量部より多く使用した場合は、分散が不安定になるため好ましくない。 The dye derivative is a compound in which a substituent is introduced into an organic dye, and the organic dye includes a light yellow aromatic polycyclic compound such as a naphthalene-based or anthraquinone-based compound that is not generally called a dye. Examples of the dye derivatives are described in JP-A-63-305173, JP-B-57-15620, JP-B-59-40172, JP-B-63-17102, JP-B-5-9469, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. 0.1-30 weight part is preferable with respect to 100 weight part of coloring agents, and, as for the usage-amount of a pigment derivative, 0.5-20 weight part is more preferable. When the amount is less than 0.1 parts by weight, the effect of adding the pigment derivative is hardly exhibited, and when the amount is more than 30 parts by weight, the dispersion becomes unstable, which is not preferable.
本発明の感光性着色組成物に含まれるエチレン性不飽和単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、ペンタエリスリトールトリ(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、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル等が挙げられる。
エチレン性不飽和単量体の含有量は、通常、感光性着色組成物の固形分を基準として1〜80重量%が好ましく、より好ましくは3〜70重量%である。エチレン性不飽和単量体の含有量が1重量%未満であると、紫外線の照射により十分な硬化塗膜が得られず、80重量%を越えると反射領域用着色層が必要以上に硬化するため膜厚が厚くなり、液晶表示装置の反射色表示が暗くなる。
Examples of the ethylenically unsaturated monomer contained in the photosensitive coloring composition of the present invention include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and polyethylene glycol di (meth). ) Acrylates, pentaerythritol tri (meth) acrylates, dipentaerythritol hexa (meth) acrylates, tricyclodecanyl (meth) acrylates, melamine (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates and various acrylic and methacrylic esters , (Meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, styrene, vinyl acetate, acrylonitrile and the like.
The content of the ethylenically unsaturated monomer is usually preferably 1 to 80% by weight, more preferably 3 to 70% by weight based on the solid content of the photosensitive coloring composition. If the content of the ethylenically unsaturated monomer is less than 1% by weight, a sufficient cured coating film cannot be obtained by irradiation with ultraviolet rays, and if it exceeds 80% by weight, the colored layer for the reflective region is cured more than necessary. Therefore, the film thickness is increased and the reflected color display of the liquid crystal display device is darkened.
本発明の感光性着色組成物に含まれるアルカリ可溶性樹脂は、酸価を有する樹脂であり、本発明の感光性着色組成物をアルカリ現像型とするために用いられる。アルカリ可溶性樹脂としては、カラーフィルタの製造工程において高温加熱の処理が行われるため、加熱処理においても耐性の良い樹脂を用いることが好ましい。さらに、カラーフィルタの製造工程において、種々の溶剤や薬品による処理も行われるため、耐溶剤性や耐薬品性に優れる樹脂を用いることが好ましい。
アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、カルボキシル基を有するポリエステル樹脂等が挙げられる。
The alkali-soluble resin contained in the photosensitive coloring composition of the present invention is a resin having an acid value, and is used for making the photosensitive coloring composition of the present invention an alkali developing type. As the alkali-soluble resin, since a high-temperature heating process is performed in the manufacturing process of the color filter, it is preferable to use a resin having good resistance even in the heating process. Furthermore, in the color filter manufacturing process, treatment with various solvents and chemicals is also performed. Therefore, it is preferable to use a resin excellent in solvent resistance and chemical resistance.
Examples of the alkali-soluble resin include (meth) acrylic acid copolymers, styrene-maleic acid copolymers, and polyester resins having a carboxyl group.
本発明の感光性着色組成物には、アルカリ可溶性樹脂に加え、耐熱性や密着性などの特性の付与を目的として、アルカリ可溶性を有しない樹脂を含有させることもできる。
アルカリ可溶性を有しない樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。熱可塑性樹脂としては、例えば、 ブチラール樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
In addition to the alkali-soluble resin, the photosensitive coloring composition of the present invention may contain a resin that does not have alkali solubility for the purpose of imparting characteristics such as heat resistance and adhesion.
Resins that do not have alkali solubility include thermoplastic resins, thermosetting resins, and photosensitive resins. Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, polyester resin, acrylic resin, alkyd resin, Examples include styrene resins, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polybutadiene, and polyimide resins. Moreover, as a thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a benzoguanamine resin, a melamine resin, a urea resin etc. are mentioned, for example.
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等を介して、(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等の光架橋性基を導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化した重合物も用いられる。 As the photosensitive resin, a (meth) acrylic compound, cinnamic acid, or the like is bonded to a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group via an isocyanate group, an aldehyde group, an epoxy group, or the like. A resin into which a photocrosslinkable group is introduced is used. Further, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer or an α-olefin-maleic anhydride copolymer is converted into a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified polymers can also be used.
本発明の感光性着色組成物には、着色剤を充分に分散させ、透明基板上に所望の膜厚になるように塗布するために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独もしくは混合して用いる。 In the photosensitive coloring composition of the present invention, a colorant can be sufficiently dispersed, and a solvent can be contained in order to apply a desired film thickness on a transparent substrate. Examples of the solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, methyl ethyl ketone. , Ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent and the like, and these are used alone or in combination.
本発明の感光性着色組成物には、上記以外にも感光性着色組成物の塗工性向上、感度の向上、密着性の向上などを目的として、連鎖移動剤、界面活性剤、他の公知の添加剤などを必要に応じて添加しても良い。
感光性着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
In addition to the above, the photosensitive coloring composition of the present invention includes a chain transfer agent, a surfactant, and other known substances for the purpose of improving the coating property of the photosensitive coloring composition, improving the sensitivity, and improving the adhesion. These additives may be added as necessary.
The photosensitive coloring composition is obtained by using a centrifugal separator, a sintered filter, a membrane filter, or the like to provide coarse particles of 5 μm or more, preferably coarse particles of 1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more and coarse particles. Is preferably removed.
次に、本発明のカラーフィルタおよびその製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタは、本発明の感光性着色組成物を用いて形成された光透過領域用着色層と、前記感光性着色組成物と同一の感光性着色組成物を用いて形成され、前記光透過領域用着色層の厚さに対して5〜75の厚さを有する光反射領域用着色層とからなる画素を具備するカラーフィルタであり、一画素内に光透過領域と光反射領域を持つ半透過型液晶表示装置に用いられる。
光反射領域用着色層の厚さが光透過領域用着色層の厚さに対して5%未満の場合は、光反射領域用着色層の厚さが極めて薄く、現像工程で光反射領域用着色層の剥れを生じることがあり、光反射領域用着色層の厚さが光透過領域用着色層の厚さに対して75%を越える場合は、反射色表示が暗くなるため、いずれも本発明の目的を達成できない。
Next, the color filter of the present invention and the manufacturing method thereof will be described.
The color filter of the present invention is formed using a colored layer for a light transmission region formed using the photosensitive coloring composition of the present invention, and the same photosensitive coloring composition as the photosensitive coloring composition, A color filter comprising pixels comprising a light reflecting region colored layer having a thickness of 5 to 75 with respect to the thickness of the light transmitting region colored layer, wherein the light transmitting region and the light reflecting region are provided in one pixel. It is used for a transflective liquid crystal display device.
When the thickness of the colored layer for the light reflecting region is less than 5% with respect to the thickness of the colored layer for the light transmitting region, the thickness of the colored layer for the light reflecting region is extremely thin, and the coloring for the light reflecting region is performed in the development process. If the thickness of the colored layer for the light reflection region exceeds 75% of the thickness of the colored layer for the light transmission region, the reflected color display becomes dark. The object of the invention cannot be achieved.
本発明のカラーフィルタを構成する画素の色は、青色、緑色、赤色、シアン、エロー、マゼンタ、橙色、紫色などから2〜6色程度選択される。
また、カラーフィルタには、液晶表示装置のコントラストを向上させることを目的として、遮光領域であるブラックマトリックスが形成される。ブラックマトリックスとしては、通常、Cr、Al、Niなどの金属薄膜(厚さ 約0.1〜0.2μm)や樹脂中に遮光材を分散させてなる樹脂ブラックマトリックスが用いられる。
The color of the pixels constituting the color filter of the present invention is selected from about 2 to 6 colors from blue, green, red, cyan, yellow, magenta, orange, purple and the like.
The color filter is formed with a black matrix that is a light shielding region for the purpose of improving the contrast of the liquid crystal display device. As the black matrix, a metal thin film (thickness of about 0.1 to 0.2 μm) such as Cr, Al, or Ni or a resin black matrix in which a light shielding material is dispersed in a resin is usually used.
本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、本発明の感光性着色組成物を塗布、乾燥する工程、および全遮光領域と、光反射領域用着色層の形成に対応し、その光学濃度が全遮光領域の光学濃度より低い半遮光領域と、光透過領域用着色層の形成に対応する全透過領域とを有するフォトマスクを介して紫外線を照射し、現像する工程を経て製造することができる。
具体的には、本発明のカラーフィルタは、透明基板上に、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本発明の感光性着色組成物を塗布、乾燥し、フォトマスクを介して感光性着色組成物塗布面側から紫外線を照射したのち、溶剤またはアルカリ現像液に漬浸するかスプレーなどにより現像液を噴霧して未露光部、すなわち未硬化部を除去して現像を行い、所望のパターンを形成することにより製造することができる。感光性着色組成物の塗布膜厚は、0.2〜6μm(乾燥時)の範囲であることが好ましく、塗工性の点において0.5〜5μmの範囲であることがさらに好ましい。
The color filter of the present invention corresponds to the step of applying and drying the photosensitive coloring composition of the present invention on a transparent substrate, and the formation of the entire light-shielding region and the colored layer for the light reflection region, and the optical density thereof is all. It can be manufactured through a process of irradiating with ultraviolet rays through a photomask having a semi-light-shielding region lower than the optical density of the light-shielding region and a total transmission region corresponding to the formation of the colored layer for the light transmission region, and developing.
Specifically, the color filter of the present invention is formed by applying the photosensitive coloring composition of the present invention on a transparent substrate by a coating method such as spin coating, slit coating, roll coating, and the like, and drying it through a photomask. After irradiating with ultraviolet rays from the coated side of the coloring composition, the developer is immersed in a solvent or an alkali developer or sprayed with a developer to remove unexposed areas, i.e. uncured areas, and develop. It can manufacture by forming the pattern of. The coating thickness of the photosensitive coloring composition is preferably in the range of 0.2 to 6 μm (when dried), and more preferably in the range of 0.5 to 5 μm in terms of coating properties.
上記フォトマスクは、3種類の領域を有するものである。即ち、透過率0%の全遮光領域、透過率100%の全透過領域、透過率0〜100%でその光学濃度が全遮光領域の光学濃度より低い半遮光領域を有する。紫外線を照射する際に、全遮光領域は全く未露光、全透過領域は全露光、半遮光領域は全透過領域と比較して低照度、低露光量の露光状態となるように調整すれば、現像液に対する溶解度が互いに異なる3種類の領域を形成できる。例えばネガ型のレジストを用いた場合には、全露光領域は溶解性が小さく、カラーフィルタの光透過領域に適する厚膜の領域を形成でき、未露光領域は全溶解する。半遮光領域は一部が溶解し、全露光部よりも塗膜の膜厚が小さくなる。すなわち塗膜のハーフエッチングにより、カラーフィルタの反射領域に適する低膜厚領域を形成できる。フォトマスク中に半遮光領域を形成する方法としては、フォトマスクの一部をスリットあるいは網目にする方法が挙げられる。 The photomask has three types of regions. That is, it has a total light shielding region with a transmittance of 0%, a total transmission region with a transmittance of 100%, and a semi-light shielding region with a transmittance of 0 to 100% and an optical density lower than the optical density of the total light shielding region. When irradiating with ultraviolet rays, the total light shielding area is completely unexposed, the total transmission area is fully exposed, and the semi-light-shielding area is adjusted to be in an exposure state with a low illuminance and a low exposure amount compared to the total transmission area, Three types of regions having different solubility in the developer can be formed. For example, when a negative resist is used, the entire exposed region has low solubility, and a thick film region suitable for the light transmitting region of the color filter can be formed, and the unexposed region is completely dissolved. A part of the semi-light-shielding region is dissolved, and the film thickness of the coating film is smaller than that of the entire exposed portion. That is, a low film thickness region suitable for the reflective region of the color filter can be formed by half-etching the coating film. As a method for forming the semi-light-shielding region in the photomask, there is a method in which a part of the photomask is slit or meshed.
紫外線としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド灯、ガリウム灯、キセノン灯、カーボンアーク灯等を光源とする光を使用することができる。具体的には、点光源であること、輝度の安定性から、超高圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプが用いられることが多い。感光性着色組成物塗布面側から照射する紫外線量は、5〜1000mJ/cm2の範囲で適宜設定できるが、工程上管理しやすい30〜300mJ/cm2の範囲であることが好ましい。
アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
As the ultraviolet light, for example, light using a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a gallium lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, or the like as a light source can be used. Specifically, an ultra-high pressure mercury lamp or a xenon mercury lamp is often used because of the point light source and the stability of luminance. The amount of ultraviolet rays irradiated from the photosensitive coloring composition coated surface side, can be appropriately set within a range of 5~1000mJ / cm 2, it is preferably in the range on the easy of 30~300mJ / cm 2 management process.
As the alkali developer, an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Moreover, an antifoamer and surfactant can also be added to a developing solution.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、実施例中、「部」及び「%」は、「重量部」及び「重量%」をそれぞれ表す。
[光重合開始剤のモル吸光係数測定]
光重合開始剤0.01gを100mLのアセトニトリルに溶解し、光路長1cmの石英セルに充填した。分光光度計を用いて入射光の強度と透過光の強度を測定することにより、ランバート・ベールの法則に基づいて波長330〜400nmの範囲における光重合開始剤のモル吸光係数εを求めた。次に、前記波長範囲においてεが最大となる波長λ1におけるε(λ1)を求めた。実施例及び比較例で用いた光重合開始剤のε(λ1)の値を表1に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to the following Example. In the examples, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
[Measurement of molar extinction coefficient of photopolymerization initiator]
0.01 g of the photopolymerization initiator was dissolved in 100 mL of acetonitrile and filled in a quartz cell having an optical path length of 1 cm. By measuring the intensity of the incident light and the intensity of the transmitted light using a spectrophotometer, the molar extinction coefficient ε of the photopolymerization initiator in the wavelength range of 330 to 400 nm was determined based on Lambert-Beer's law. Next, ε (λ1) at a wavelength λ1 where ε is maximum in the wavelength range was determined. Table 1 shows the values of ε (λ1) of the photopolymerization initiators used in Examples and Comparative Examples.
イルガキュア369;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
イルガキュア184;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(実施例1)
・(a1);イルガキュア369(チバガイギー社製) 0.60部
・(a2);イルガキュア184(チバガイギー社製) 0.50部
[赤色感光性着色組成物の調整]
上記光重合開始剤を、赤色顔料「C.I.ピグメントレッド254」3.02部、黄色顔料「C.I.ピグメントイエロー150」2.51部、アクリル樹脂[ベンジルアクリレートとメタアクリル酸の共重合体、ベンジルアクリレートとメタアクリル酸との共重合重量比は60/40、重量平均分子量は31000]6.00部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート「カヤラッド DPHA」(日本化薬社製)3.00部、樹脂型分散剤「Disperbyk−161」(ビックケミー社製)0.02部、及び溶剤「シクロヘキサノン」80部と混合し、赤色感光性着色組成物を得た。
Example 1
・ (A1); Irgacure 369 (manufactured by Ciba-Geigy) 0.60 part ・ (a2); Irgacure 184 (manufactured by Ciba-Geigy) 0.50 part [adjustment of red photosensitive coloring composition]
The above photopolymerization initiator was charged with 3.02 parts of a red pigment “CI Pigment Red 254”, 2.51 parts of a yellow pigment “CI Pigment Yellow 150”, an acrylic resin (a copolymer of benzyl acrylate and methacrylic acid, benzyl acrylate and methacrylic acid, The copolymer weight ratio is 60/40, the weight average molecular weight is 31000] 6.00 parts, dipentaerythritol hexaacrylate “Kayarad DPHA” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), resin type dispersant “Disperbyk-161” (Big Chemie) (Mixed) 0.02 part and 80 parts of the solvent “cyclohexanone” were mixed to obtain a red photosensitive coloring composition.
[緑色感光性着色組成物の調整]
上記光重合開始剤を、緑色顔料「C.I.ピグメントグリーン36」3.02部、黄色顔料「C.I.ピグメントイエロー150」2.05部、アクリル樹脂[ベンジルアクリレートとメタアクリル酸の共重合体、ベンジルアクリレートとメタアクリル酸との共重合重量比は60/40、重量平均分子量は31000]5.00部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート「カヤラッド DPHA」(日本化薬社製)3.00部、樹脂型分散剤「Disperbyk−174」(ビックケミー社製)0.08部、及び溶剤「シクロヘキサノン」80部と混合し、緑色感光性着色組成物を得た。
[青色感光性着色組成物の調整]
上記光重合開始剤を、青色顔料「C.I.ピグメントブルー15:6」4.68部、アクリル樹脂[ベンジルアクリレートとメタアクリル酸の共重合体、ベンジルアクリレートとメタアクリル酸との共重合重量比は60/40、重量平均分子量は31000]5.00部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート「カヤラッド DPHA」(日本化薬社製)3.00部、樹脂型分散剤「Disperbyk-165」(ビックケミー社製)0.03部、及び溶剤「シクロヘキサノン」80部と混合し、青色感光性着色組成物を得た。
[Adjustment of green photosensitive coloring composition]
The above photopolymerization initiator includes 3.02 parts of a green pigment “CI Pigment Green 36”, 2.05 parts of a yellow pigment “CI Pigment Yellow 150”, an acrylic resin [a copolymer of benzyl acrylate and methacrylic acid, benzyl acrylate and methacrylic acid, The copolymer weight ratio is 60/40, the weight average molecular weight is 31000] 5.00 parts, dipentaerythritol hexaacrylate “Kayarad DPHA” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), resin type dispersant “Disperbyk-174” (Bic Chemie) 0.08 part of a product) and 80 parts of a solvent “cyclohexanone” were mixed to obtain a green photosensitive coloring composition.
[Adjustment of blue photosensitive coloring composition]
4.68 parts of blue pigment “CI Pigment Blue 15: 6”, acrylic resin [copolymer of benzyl acrylate and methacrylic acid, copolymer weight ratio of benzyl acrylate and methacrylic acid is 60/40 The weight average molecular weight is 31000] 5.00 parts, dipentaerythritol hexaacrylate “Kayarad DPHA” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 3.00 parts, resin type dispersant “Disperbyk-165” (manufactured by BYK Chemie) 0.03 parts, and solvent “cyclohexanone” And mixed with 80 parts to obtain a blue photosensitive coloring composition.
(比較例1)
光重合開始剤を下記のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、赤色、緑色及び青色の感光性着色組成物を得た。
・(a1);イルガキュア907(チバガイギー社製) 0.90部
(Comparative Example 1)
Except having changed the photoinitiator into the following, it carried out similarly to Example 1, and obtained the photosensitive coloring composition of red, green, and blue.
・ (A1); Irgacure 907 (Ciba Geigy) 0.90 parts
(比較例2)
光重合開始剤を下記のものに変更した以外は、実施例1と同様にして、赤色、緑色及び青色の感光性着色組成物を得た。
・(a2);イルガキュア184(チバガイギー社製) 0.90部
(Comparative Example 2)
Except having changed the photoinitiator into the following, it carried out similarly to Example 1, and obtained the photosensitive coloring composition of red, green, and blue.
・ (A2); Irgacure 184 (Ciba Geigy) 0.90 parts
[感光性着色組成物のパターニング]
ガラス基板(コーニング社製1737)上に、実施例及び比較例で得られた感光性着色組成物をスピンコーターにより塗布して、70℃のオーブンで20分乾燥し、膜厚2.6μmの塗膜を形成した後、全遮光部と全透過部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀灯「USH-2004MB」(USHIO INC社製)を用いて照度22mW/cm2の紫外線により感光性着色組成物の塗膜を13秒露光した。この基板を2%の炭酸ナトリウム水溶液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、現像後の塗膜の膜厚(t1)を測定した。
同様の方法により感光性着色組成物の乾燥塗膜を形成した後、超高圧水銀灯「USH-2004MB」(USHIO INC社製)を用いて照度12mW/cm2の紫外線により感光性着色組成物の塗膜を13秒露光した。この基板を2%の炭酸ナトリウム水溶液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、現像後の塗膜の膜厚(t2)を測定した。前記t1とt2の値からt2/t1の値を計算した。結果を表2に示す。
[Patterning of photosensitive coloring composition]
On a glass substrate (Corning 1737), the photosensitive coloring compositions obtained in Examples and Comparative Examples were applied by a spin coater, dried in an oven at 70 ° C. for 20 minutes, and a coating film having a thickness of 2.6 μm. After forming the photosensitive coloring composition by ultraviolet rays with an illuminance of 22 mW / cm 2 using an ultra high pressure mercury lamp `` USH-2004MB '' (manufactured by USHIO INC) through a photomask having a total light shielding part and a total transmission part. The coating was exposed for 13 seconds. This substrate was spray-developed with a 2% aqueous sodium carbonate solution to remove the unexposed portions, and then washed with ion-exchanged water, and the film thickness (t1) of the developed coating film was measured.
After a dry coating film of the photosensitive coloring composition is formed by the same method, the photosensitive coloring composition is applied with ultraviolet rays having an illuminance of 12 mW / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp “USH-2004MB” (USHIO INC). The film was exposed for 13 seconds. This substrate was spray-developed with a 2% aqueous sodium carbonate solution to remove unexposed portions, and then washed with ion-exchanged water, and the film thickness (t2) of the developed coating film was measured. The value of t2 / t1 was calculated from the values of t1 and t2. The results are shown in Table 2.
[カラーフィルタの作製]
ガラス基板上にブラックマトリクスをパターン加工し、該基板上にスピンコーターで実施例及び比較例で得られた赤色感光性着色組成物を塗布した。該塗膜をハーフトーンマスク[全遮光部と、半遮光部(光学濃度が全遮光部の光学濃度の50%)と、全透過部とを有するフォトマスク]を介して超高圧水銀灯「USH-2004MB」(USHIO INC社製)を用いて照度22mW/cm2の紫外線で13露光した。次いで2%の炭酸ナトリウム水溶液からなる現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で20分加熱して赤色画素を形成した。同様の方法により実施例及び比較例で得られた緑色感光性着色組成物をパターニングして赤色画素の隣に緑色画素を配置した後、実施例及び比較例で得られた青色感光性着色組成物をパターニングして赤色画素と緑色画素の間に青色画素を配置してカラーフィルタを作製した。
該カラーフィルタにおいて、前記ハーフトーンマスクの全透過部にて露光することにより形成された光透過領域用着色層の厚さ(Ct1)と、ハーフトーンマスクの半遮光部にて露光することにより形成された光反射領域用着色層の厚さ(Ct2)からCt2/Ct1の値を計算した。結果を表2に示す。
[Preparation of color filter]
A black matrix was patterned on a glass substrate, and the red photosensitive coloring compositions obtained in Examples and Comparative Examples were applied on the substrate with a spin coater. The coating film is passed through a halftone mask [photomask having a total light-shielding part, a semi-light-shielding part (optical density is 50% of the optical density of the total light-shielding part), and a total transmission part] “USH- 2004MB "(USHIO INC Co.) was 13 exposed with ultraviolet illuminance 22 mW / cm 2 using. Next, spray development was performed with a developer composed of a 2% aqueous sodium carbonate solution to remove the unexposed portion, and then the substrate was washed with ion-exchanged water. The substrate was heated at 230 ° C. for 20 minutes to form a red pixel. After patterning the green photosensitive coloring compositions obtained in the examples and comparative examples by the same method and arranging the green pixels next to the red pixels, the blue photosensitive coloring compositions obtained in the examples and comparative examples The color filter was manufactured by arranging the blue pixel between the red pixel and the green pixel by patterning.
In the color filter, the thickness (Ct1) of the colored layer for the light transmission region formed by exposure at the full transmission portion of the halftone mask and the halftone mask formed by exposure at the half light shielding portion. The value of Ct2 / Ct1 was calculated from the thickness (Ct2) of the colored layer for the light reflection region. The results are shown in Table 2.
[液晶表示装置の視認性評価]
作製されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置にて透過表示と反射表示それぞれの視認性を評価した。結果を表2に示す。
[Visibility evaluation of liquid crystal display]
The visibility of each of the transmissive display and the reflective display was evaluated by a liquid crystal display device using the produced color filter. The results are shown in Table 2.
表2より、実施例1の光重合開始剤組成の感光性着色組成物を用いたときは、0.05≦t2/t1≦0.75、0.05≦Ct2/Ct1≦0.75となり、液晶表示装置の視認性が良好な色表示を呈するカラーフィルタが得られた。これに対し、比較例1の光重合開始剤組成の感光性着色組成物を用いたときは、光反射領域用着色層の厚さが大きく、液晶表示装置の反射色表示が暗かった。また、比較例2の光重合開始剤組成の感光性着色組成物を用いたときは、光反射領域用着色層の厚さが小さく、現像工程で光反射領域用着色層の剥れが生じた。 From Table 2, when the photosensitive coloring composition of the photopolymerization initiator composition of Example 1 was used, 0.05 ≦ t2 / t1 ≦ 0.75 and 0.05 ≦ Ct2 / Ct1 ≦ 0.75 were obtained, and the visibility of the liquid crystal display device was good. As a result, a color filter exhibiting an excellent color display was obtained. On the other hand, when the photosensitive coloring composition of the photopolymerization initiator composition of Comparative Example 1 was used, the thickness of the colored layer for the light reflection region was large and the reflection color display of the liquid crystal display device was dark. Further, when the photosensitive coloring composition of the photopolymerization initiator composition of Comparative Example 2 was used, the thickness of the colored layer for the light reflecting region was small, and the colored layer for the light reflecting region was peeled off during the development process. .
Claims (3)
該光重合開始剤が、波長300〜450nmにおいてモル吸光係数が最大となる波長におけるモル吸光係数が、アセトニトリル溶液中で8000 L/mol・cm以上60000 L/mol・cm以下であるエチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-エチルヘキシル-4-ジメチルアミノベンゾエート、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンゾイルオキシム)]、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−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤(a1)と、前記波長範囲においてモル吸光係数が最大となる波長におけるモル吸光係数が、アセトニトリル溶液中で5000 L/mol・cm以下である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−オンからなる群から選ばれる光重合開始剤(a2)とを含み、
該感光性着色組成物の乾燥塗膜を、遮光部と開口部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて照度22mW/cm2の紫外線により13 秒露光し、次いで未露光部分をアルカリ現像液により現像した後の塗膜の厚さをt1とし、また前記乾燥塗膜を超高圧水銀灯を用いて照度12mW/cm2の紫外線により13秒露光し、次いで未露光部分をアルカリ現像液により現像した後の塗膜の厚さをt2としたとき、t2/t1が0.05以上0.75以下となることを特徴とする感光性着色組成物。 A photosensitive coloring composition comprising a photopolymerization initiator, an ethylenically unsaturated monomer, an alkali-soluble resin, and a colorant,
The photopolymerization initiator has an ethyl 4--4- molar extinction coefficient of 8000 L / mol · cm or more and 60000 L / mol · cm or less in an acetonitrile solution at a wavelength where the molar extinction coefficient is maximum at a wavelength of 300 to 450 nm. Dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoate, 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], 2-methyl-1- [4- ( Photopolymerization initiator selected from the group consisting of (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one ( and a1), the molar extinction coefficient at wavelength at which the molar extinction coefficient of the maximum in the wavelength range, Ru der below 5000 L / mol · cm in acetonitrile solution 1 - hydroxycyclohexyl phenyl ketone 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl - and a photopolymerization initiator selected from the group consisting of propan-1-one (a2),
The dried coating film of the photosensitive coloring composition is exposed to ultraviolet light with an illuminance of 22 mW / cm 2 using an ultrahigh pressure mercury lamp through a photomask having a light shielding part and an opening, and then the unexposed part is alkali-developed. The thickness of the coating film after development with the solution is set to t1, and the dried coating film is exposed to ultraviolet rays with an illuminance of 12 mW / cm 2 for 13 seconds using an ultrahigh pressure mercury lamp, and then the unexposed portion is developed with an alkaline developer. A photosensitive coloring composition, wherein t2 / t1 is 0.05 or more and 0.75 or less, where t2 is the thickness of the coating film after being applied.
It corresponds to the step of applying and drying the photosensitive coloring composition according to claim 1 on a transparent substrate, and the formation of a total light-shielding region and a colored layer for a light-reflecting region, the optical density of which is optical in the whole light-shielding region. A transflective liquid crystal display comprising a step of irradiating and developing ultraviolet rays through a photomask having a semi-light-shielding region lower than the density and a full-transmissive region corresponding to the formation of the colored layer for the light transmissive region. A method for producing a color filter for an apparatus.
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