JP6136528B2 - Color filter and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、カラーフィルタおよび液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a color filter and a liquid crystal display device.
液晶表示装置は、一般に、ガラス基板上に各画素ごとにアクティブ素子（薄膜トランジスタ、ＴＦＴ）を形成した基板とカラーフィルタとが、間に液晶を挟んで対向して配置されている。なお、ＴＦＴ基板（以下、アクティブ素子を形成した基板をＴＦＴ基板と略称する）の各ＴＦＴ素子の電圧の印加によって各画素の透過率を制御している。 In a liquid crystal display device, generally, a substrate in which an active element (thin film transistor, TFT) is formed for each pixel on a glass substrate and a color filter are arranged to face each other with a liquid crystal interposed therebetween. Note that the transmittance of each pixel is controlled by applying a voltage to each TFT element of a TFT substrate (hereinafter, a substrate on which an active element is formed is abbreviated as a TFT substrate).
現在、液晶表示装置は、テレビはもちろんコンピュータ端末やモバイル端末でもテレビ画像の配信や、地上デジタル放送開始などにより情報量が増大し、携帯電話をはじめとするモバイル用途の液晶表示装置の高解像度化が急速に進んでいる。 At present, the amount of information in LCDs is increasing not only for TV but also for computer terminals and mobile terminals due to the distribution of TV images and the start of digital terrestrial broadcasting. Is progressing rapidly.
高解像度化に伴い、カラーフィルタの開口率が下がるため、液晶表示装置の輝度が損なわれてしまう。そのため、液晶表示装置の輝度向上のために、カラーフィルタにはブラックマトリクスの細線化、着色画素の透過率アップが求められている。しかしながら、開口幅が狭くなると着色画素膜厚の変動が大きくなり、液晶セルギャップが変動し、また、同一画素内での色度変動が大きくなるため、液晶表示装置の輝度ムラが発生するという問題が生じている。 As the resolution is increased, the aperture ratio of the color filter is lowered, so that the luminance of the liquid crystal display device is impaired. Therefore, in order to improve the luminance of the liquid crystal display device, the color filter is required to have a thin black matrix and to increase the transmittance of colored pixels. However, when the aperture width is narrowed, the variation in the color pixel film thickness increases, the liquid crystal cell gap varies, and the chromaticity variation within the same pixel increases, resulting in the occurrence of luminance unevenness in the liquid crystal display device. Has occurred.
液晶セルギャップの変動を防止するため、着色画素上に平坦化膜を形成する技術が提案されている。（特許文献１）。着色画素の最大膜厚と最小膜厚との差を一定範囲内に抑えることで、着色画素の色度変動を低減する検討も行なわれている（特許文献２）。 In order to prevent fluctuations in the liquid crystal cell gap, a technique for forming a planarizing film on a colored pixel has been proposed. (Patent Document 1). Studies are also underway to reduce the chromaticity variation of the colored pixels by suppressing the difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness of the colored pixels within a certain range (Patent Document 2).
しかしながら、平坦化膜を形成によって液晶セルギャップの変動を防止することはできても、着色画素の膜厚分布に起因する色度変動を低減することができないため、輝度ムラを解消することが困難である。また、特許文献２はブラックマトリクスのないカラーフィルタに関するものである。ブラックマトリクスを有するカラーフィルタであって、画素ピッチが２５μｍ以下になるとブラックマトリクス間の着色画素の面積（「ブラックマトリクスの開口率」という）を上げるため、ブラックマトリクスの線幅は６μｍ以下で形成される。しかも、着色画素の端部はブラックマトリクスに乗り上げて形成せざるを得ず、ブラックマトリクス上の着色画素の乗り上げ量を抑制することも困難となる。
However, even if the variation in the liquid crystal cell gap can be prevented by forming a planarization film, it is difficult to eliminate luminance unevenness because the variation in chromaticity due to the thickness distribution of the colored pixels cannot be reduced. It is.
そこで、本発明は、輝度ムラがなく高品位な色表示を可能とするカラーフィルタおよび、そのカラーフィルタを使用した液晶表示装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color filter capable of high-quality color display without luminance unevenness and a liquid crystal display device using the color filter.
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成からなる。
（１）基板上に画素領域を区画するブラックマトリクスと、この画素領域に配置された着色画素とを有するカラーフィルタであって、
画素ピッチが２５μｍ以下で、式（１）で定義した開口部の着色画素の画素内の膜厚分布が５％未満であり、色度分布が３／１０００以内であり、前記着色画素として赤色画素及び緑色画素を有しており、赤色画素の端部がブラックマトリクスの上に乗り上げており、かつ、緑色画素の端部が赤色画素の上に乗り上げており、ブラックマトリクス上の赤色画素のテーパー角θ Ｒ が４０°以下、かつ緑色画素のテーパー角θ Ｇ が７０°以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(1) A color filter having a black matrix that partitions a pixel region on a substrate and colored pixels arranged in the pixel region,
In the pixel pitch of 25μm or less, the film thickness distribution in the pixel colored pixel openings defined in formula (1) is less than 5%, the chromaticity distribution Ri der within 3/1000, red as the color pixel The pixel has a green pixel, the end of the red pixel rides on the black matrix, and the end of the green pixel rides on the red pixel, and the taper of the red pixel on the black matrix color filter angle theta R is 40 ° or less, and the taper angle theta G of the green pixel is characterized der Rukoto 70 ° or more.
ＴＲ ＝ （Ｔｍａｘ‐Ｔｍｉｎ）／（Ｔａｖｅ）×１００（％）・・・式（１）
ＴＲ ：膜厚変動
Ｔｍａｘ：開口部の最大膜厚
Ｔｍｉｎ：開口部の最小膜厚
Ｔａｖｅ：開口部の平均膜厚。
T R = (T max −T min ) / (T ave ) × 100 (%) (1)
T R : Film thickness variation T max : Maximum film thickness of opening T min : Minimum film thickness of opening T ave : Average film thickness of opening.
（２）赤色着色画素形成に使用する着色組成物がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７を含み、光重合開始剤にアセトフェノン系開始剤を含有し、かつ緑色着色組成物がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８およびＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１３８を含み、熱硬化性モノマーを含有することを特徴とする前記（１）に記載のカラーフィルタ。 ( 2 ) The coloring composition used for red coloring pixel formation is C.I. I. Pigment Red254 and C.I. I. Pigment Red 177, the photopolymerization initiator contains an acetophenone-based initiator, and the green coloring composition is C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. The color filter according to (1 ) above, which contains Pigment Yellow 138 and contains a thermosetting monomer.
（３）前記熱硬化性モノマーが２官能エポキシであることを特徴とする前記（２）に記載のカラーフィルタ。 ( 3 ) The color filter as described in ( 2 ) above, wherein the thermosetting monomer is a bifunctional epoxy.
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置。 ( 4 ) A liquid crystal display device comprising the color filter according to any one of (1) to ( 3 ).
本発明のカラーフィルタにより、同一着色画素内の膜厚変動を低減することで、色度分布が低減し、高品位な色表示を可能とする液晶表示装置を提供することができる。 With the color filter of the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device that reduces chromaticity distribution and enables high-quality color display by reducing film thickness variation in the same colored pixel.
本発明者らは、輝度ムラがなく高品位な色表示を可能とする液晶表示装置の提供を可能とするカラーフィルタについて、以下の方法により可能となることを見出した。 The present inventors have found that a color filter capable of providing a liquid crystal display device capable of high-quality color display without luminance unevenness can be obtained by the following method.
すなわち、画素ピッチが２５μｍ以下で、同一画素内での膜厚変動が５％未満、色度変動が３／１０００未満となるカラーフィルタを得ることができ、液晶表示装置の輝度ムラ解消に有効であることを見出した。 That is, a color filter having a pixel pitch of 25 μm or less, a film thickness variation within the same pixel of less than 5%, and a chromaticity variation of less than 3/1000 can be obtained, which is effective in eliminating luminance unevenness in a liquid crystal display device. I found out.
以下に、本発明のカラーフィルタおよび液晶表示装置について例示詳述するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples of the color filter and the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.
本発明のカラーフィルタは、基板とブラックマトリクスと着色画素とを必須の構成要素とするものである。このカラーフィルタは、図１に示すように、基板１上にブラックマトリクス２を有している。このブラックマトリクスは、ストライプ状又は格子状に設けられており、その間を画素領域として区画するものである。そして、このため、画素ピッチは
このブラックマトリクスによって決定される。また、画素領域の面積、すなわち、ブラックマトリクス２の開口率もこのブラックマトリクス２によって決定される。本発明が対象とするカラーフィルタは、画素ピッチが２５μｍ以下の高精細のカラーフィルタである。このような高精細のカラーフィルタにおいては、一般に、ブラックマトリクス２の線幅は６μｍ以下である。ブラックマトリクス２の開口幅は画素ピッチからブラックマトリクス２の線幅を引いた値に等しい。
The color filter of the present invention includes a substrate, a black matrix, and colored pixels as essential components. As shown in FIG. 1, this color filter has a
次に、本発明のカラーフィルタは、前記画素領域に着色画素を有している。着色画素として、互いに異なる色彩に着色された複数の着色画素を有していることが望ましい。図１に示す例では、３色の着色画素を有している。すなわち、赤色に着色した画素（「赤色画素」という）３、緑色に着色した画素（「緑色画素」という）４，青色に着色した画素（「青色画素」という）５である。そして、赤色画素３の端部はブラックマトリクス２の上に乗り上げており、かつ、緑色画素４の端部は赤色画素３の上に乗り上げている。
Next, the color filter of the present invention has colored pixels in the pixel region. It is desirable to have a plurality of colored pixels colored in different colors as the colored pixels. The example shown in FIG. 1 has three colored pixels. That is, a pixel colored red (referred to as “red pixel”) 3, a pixel colored green (referred to as “green pixel”) 4, and a pixel colored blue (referred to as “blue pixel”) 5. The end of the red pixel 3 rides on the
そして、本発明のカラーフィルタにおいては、赤色画素３、緑色画素４、青色画素５のいずれにおいても、式（１）で定義した開口部の着色画素５の画素内の膜厚分布が５％未満である必要がある。また、赤色画素３、緑色画素４、青色画素５のいずれにおいても、画素内の色度分布が３／１０００以内である必要がある。この条件を満たさない場合、画素の膜厚変動が大きく、また、色度変動が大きくなり、輝度ムラが発生して、高品位な色表示が困難となる。 In the color filter of the present invention, in any of the red pixel 3, the green pixel 4, and the blue pixel 5, the film thickness distribution in the pixel of the colored pixel 5 in the opening defined by the expression (1) is less than 5%. Need to be. In any of the red pixel 3, the green pixel 4, and the blue pixel 5, the chromaticity distribution in the pixel needs to be within 3/1000. If this condition is not satisfied, the film thickness variation of the pixel is large, the chromaticity variation is large, luminance unevenness occurs, and high-quality color display becomes difficult.
ＴＲ ＝ （Ｔｍａｘ‐Ｔｍｉｎ）／（Ｔａｖｅ）×１００（％）・・・式（１）
ＴＲ ：膜厚変動
Ｔｍａｘ：開口部の最大膜厚
Ｔｍｉｎ：開口部の最小膜厚
Ｔａｖｅ：開口部の平均膜厚。
T R = (T max −T min ) / (T ave ) × 100 (%) (1)
T R : Film thickness variation T max : Maximum film thickness of opening T min : Minimum film thickness of opening T ave : Average film thickness of opening.
このようなカラーフィルタを得るためには、ブラックマトリクス２の上に乗り上げた赤色画素３の上面とブラックマトリクス２の上面との間の角度で定義される「赤色画素３のテーパー角θＲ」を４０°以下、かつ、緑色画素４の上面とブラックマトリクス２の上面との間の角度で定義される「緑色画素３のテーパー角θＧ」を７０°以上とすればよい。ブラックマトリクス２上の赤色画素３のテーパー角θＲが４０°以下であると緑色着色組成物をコートした際に緑色画素４のテーパー角θＧを大きくすることができ、ブラックマトリクス２上の緑色画素４のテーパー角θＧが７０°以上である場合、緑色画素４の平坦部分が大きくなるため、さらに緑色画素４の平坦性が向上してその膜厚むらを改善することができる。
In order to obtain such a color filter, the “taper angle θ R of the red pixel 3” defined by the angle between the upper surface of the red pixel 3 riding on the
本発明に係るカラーフィルタは任意の方法で製造することができるが、ブラックマトリクス２と着色画素３，４，５のいずれについても、顔料分散法で形成することができる。顔料分散法は、有機顔料などの色材を分散した着色感光性樹脂組成物の塗布層を公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングすることによりブラックマトリクス２や着色画素３，４，５を形成する方法である。着色感光性樹脂組成物は、色材、光重合開始剤、重合性モノマー（熱硬化性モノマー又は光重合性モノマー）、バインダ樹脂、を主成分とするものが使用できる。
The color filter according to the present invention can be manufactured by any method, but any of the
顔料分散法で着色画素３，４，５を形成する場合、光重合開始剤として、水銀ランプの２５４ｎｍの輝線の吸収が弱い光重合開始剤を選択することでそのテーパー角を小さくすることができる。例えば、ＢＡＳＦ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ３７９である。また、熱硬化性モノマーを添加することでそのテーパー角を大きくすることができる。このような知見に基づいて数回の予備試験を繰り返すことにより、過度の試行錯誤を要することなく、所
望のテーパー角を有する着色画素３，４，５を形成することが可能である。
When forming colored pixels 3, 4, and 5 by the pigment dispersion method, the taper angle can be reduced by selecting a photopolymerization initiator that weakly absorbs the 254 nm emission line of the mercury lamp as the photopolymerization initiator. . For example, “Irgacure 379 manufactured by BASF, Inc. The taper angle can be increased by adding a thermosetting monomer. By repeating several preliminary tests based on such findings, excessive It is possible to form the colored pixels 3, 4, and 5 having a desired taper angle without trial and error.
以下、これら各成分について、この順に説明し、最後に、顔料分散法を使用して本発明のカラーフィルタを製造する方法について説明する。 Hereinafter, each of these components will be described in this order, and finally, a method for producing the color filter of the present invention using the pigment dispersion method will be described.
（色材）
赤色画素３には、例えば、色材として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、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、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。
(Color material)
The red pixel 3 includes, for example, C.I. I. Pigment Red 7, 14, 41, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 146, 168, 177, 178, 179, 184, 185, Red pigments such as 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272, and 279 can be used, and a yellow pigment and an orange pigment can also be used in combination.
黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ 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、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。
Examples of yellow pigments include C.I. I.
緑色画素４には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７、５８等の緑色顔料を用いることができ、黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、赤色画素に用いる顔料として挙げたものと同様のものが使用可能である。特に緑色顔料は、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８に代表される臭素化亜鉛フタロシアニン顔料を主要な顔料として用いることが好ましい。 For example, C.I. I. Green pigments such as Pigment Green 7, 10, 36, 37, and 58 can be used, and a yellow pigment can be used in combination. As the yellow pigment, the same pigments as those used for the red pixel can be used. In particular, green pigments include C.I. I. A brominated zinc phthalocyanine pigment represented by Pigment Green 58 is preferably used as the main pigment.
青色画素５には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができ、紫色顔料を併用することもできる。紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等が挙げられる。
For example, C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, and the like can be used, and a purple pigment can be used in combination. Examples of purple pigments include C.I. I.
（光重合開始剤）
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光重合開始剤、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光重合開始剤、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等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、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等のチオキサントン系光重合開始剤、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光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。
(Photopolymerization initiator)
Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane- Acetophenone photopolymerization initiators such as 1-one, benzoin photopolymerization initiators such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4 − Benzophenone photopolymerization initiators such as phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone Thioxanthone photopolymerization initiators such as 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4, 6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s- Triazine, 2,4-bis (trichloro Methyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4 , 6-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, etc. A polymerization initiator, a borate photopolymerization initiator, a carbazole photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator, or the like is used.
上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、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併用することもできる。 The above photopolymerization initiators are used alone or in combination of two or more. As sensitizers, α-acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone. , Camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethylisophthalophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone, etc. It can also be used together.
赤色画素３の形状は、着色感光性樹脂組成物に使用する開始剤を水銀ランプの２５４ｎｍの輝線の吸収が弱い光重合開始剤を選択することで表面硬化性を抑制することができ、オーブンでの焼成時に熱フローしテーパー角θＲを小さくすることができる。そのため、赤色着色組成物に使用する光重合開始剤はアセトフェノン系開始剤を使用することが望ましい。 The shape of the red pixel 3 can suppress the surface curability by selecting a photopolymerization initiator that weakly absorbs the 254 nm emission line of the mercury lamp as the initiator used in the colored photosensitive resin composition. heat flow and it is possible to reduce the taper angle theta R during firing. Therefore, it is desirable to use an acetophenone-based initiator as the photopolymerization initiator used in the red coloring composition.
（熱硬化性モノマー）
熱硬化性モノマーとしては、二官能以上の多官能エポキシ化合物を使用することが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、ビスフェノールＳ型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物、またはビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物などのエポキシ化合物が挙げられる。
(Thermosetting monomer)
As the thermosetting monomer, it is preferable to use a bifunctional or higher polyfunctional epoxy compound. Examples thereof include epoxy compounds such as bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, phenol novolac type epoxy compounds, cresol novolac type epoxy compounds, aliphatic epoxy compounds, or bisphenol fluorene type epoxy compounds. .
具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等の低分子量エポキシ化合物が挙げられる。製品名としては、ナガセケムテックス製ＥＸ−８１０、ＥＸ−８３０、ＥＸ−６１１、ＥＸ−４２１、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−６１１、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６２２、ＥＸ−３１４、ＥＸ−３２１、ＥＸ−４１１が挙げられる。 Specifically, low molecular weight epoxy such as ethylene glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, etc. Compounds. As product names, EX-810, EX-830, EX-611, EX-421, EX-512, EX-521, EX-611, EX-614, EX-622, EX-314, EX manufactured by Nagase ChemteX -321 and EX-411.
また、多官能エポキシ化合物の一部または全てを多官能オキセタン化合物に置き換えてもよい。オキセタン化合物は、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、ビスフェノールＳ型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物、またはビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物などのオキセタン化合物等が挙げられる。 Moreover, you may replace a part or all of a polyfunctional epoxy compound with a polyfunctional oxetane compound. Examples of the oxetane compound include oxetane such as bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, phenol novolac type epoxy compound, cresol novolac type epoxy compound, aliphatic epoxy compound, or bisphenol fluorene type epoxy compound. Compounds and the like.
中でも２官能エポキシは、焼成時の黄変が少ないため着色画素３，４，５の透過率への影響が少ないため好ましい。 Among these, bifunctional epoxy is preferable because it has little influence on the transmittance of the colored pixels 3, 4, and 5 because of less yellowing during firing.
また、緑色画素４の形状は、オーブンでの焼成時に熱フローしテ−パー角θＧが小さくなりやすい。ブラックマトリクス上のテーパー角θＧを７０°以上にするためには、熱硬化性モノマーを添加により焼成時に熱硬化させ熱フローを抑制することが望ましい。さら
に熱硬化性モノマーの中でも２官能エポキシを用いることが、緑色画素４の透過率を損ねない上で望ましい。
The shape of the green pixel 4, the heat flow and Te during firing in an oven - Par angle theta G is likely to be small. Black taper angle theta G on the matrix in order to 70 ° or more, it is desirable to suppress the heat flow is thermally cured upon baking by adding a thermosetting monomer. Furthermore, it is desirable to use a bifunctional epoxy among thermosetting monomers in order not to impair the transmittance of the green pixel 4.
（光重合性モノマー）
光重合性モノマーとしては、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる。
(Photopolymerizable monomer)
As the photopolymerizable monomer, a polyfunctional urethane acrylate obtained by reacting a hydroxyl group-containing (meth) acrylate and a polyfunctional isocyanate can be used.
水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、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、ジトリメチロールプロパントリ（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、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ（メタ）アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。 As the (meth) acrylate having a hydroxyl group, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( (Meth) acrylate, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol ethylene oxide modified penta (meth) acrylate, dipentaerythritol propylene oxide modified penta (Meth) acrylate, dipentaerythritol caprocalactone modified penta (meth) acrylate, glycerol acrylate methacrylate Over DOO, glycerol dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyl propyl methacrylate, epoxy group-containing compound and the carboxy (meth) reaction product of acrylate, hydroxyl group-containing polyol polyacrylate, and the like.
また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the polyfunctional isocyanate include tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and polyisocyanate.
（バインダ樹脂）
バインダ樹脂としてはアルカリ可溶型の非感光性透明樹脂および感光性透明樹脂を使用することができる。アルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重体、スチレン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン−（無水）マレイン酸共重合体等が挙げられる。なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン−（無水）マレイン酸共重合体およびスチレン−スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも１種の樹脂が好適に用いられる。
(Binder resin)
As the binder resin, alkali-soluble non-photosensitive transparent resin and photosensitive transparent resin can be used. It is desirable to use an alkali-soluble resin. The alkali-soluble type non-photosensitive transparent resin is a transparent resin having a property of being dissolved in an alkaline aqueous solution and having no ethylenically unsaturated double bond. As such an alkali-soluble type non-photosensitive resin, Specifically, an acrylic resin having an acidic functional group, an α-olefin- (anhydrous) maleic acid copolymer, a styrene- (anhydrous) maleic acid copolymer, a styrene-styrene sulfonic acid copolymer, ethylene (meth) An acrylic acid copolymer, an isobutylene- (anhydrous) maleic acid copolymer, etc. are mentioned. Among them, at least one kind selected from an acrylic resin having an acidic functional group, an α-olefin- (anhydrous) maleic acid copolymer, a styrene- (anhydride) maleic acid copolymer, and a styrene-styrene sulfonic acid copolymer. Resins are preferably used.
感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。 As the photosensitive resin, a linear polymer having a reactive functional group is reacted with a (meth) acrylic compound having a substituent capable of reacting with the reactive functional group, cinnamic acid, etc. Examples thereof include resins in which a bond is introduced into the linear polymer. In addition, a linear polymer having a substituent capable of reacting with the reactive functional group is reacted with a (meth) acrylic compound having a reactive functional group, cinnamic acid, or the like, to thereby form an ethylenically unsaturated double bond. Resin introduced into the polymer. Examples of the reactive functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group, and examples of the substituent capable of reacting with the reactive functional group include an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group.
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ものも、感光性樹脂として使用できる。 In addition, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer or an α-olefin-maleic anhydride copolymer is a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Those half-esterified with can be used as the photosensitive resin.
（カラーフィルタの製造方法）
本発明のカラーフィルタのブラックマトリクス２、赤色画素３、緑色画素４、および青色画素５は、透明基板１上にフォトリソグラフィー法により、各色の着色感光性樹脂組成物を用いて形成される。
(Color filter manufacturing method)
The
透明基板１としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。また、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモンなどの金属酸化物の組み合わせからなる透明電極が形成されていてもよい。
各色画素３，４，５を形成する場合は、アルカリ現像型の着色感光性樹脂組成物を、透明
基板１上に、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、乾燥膜厚が０．２〜１０μｍとなるように塗布する。
As the
In the case of forming each color pixel 3, 4, 5, a dry film is formed by applying an alkali developing type colored photosensitive resin composition on the
塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。
その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色感光性樹脂組成物の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。
When drying the coating film, a vacuum dryer, a convection oven, an IR oven, a hot plate, or the like may be used. If necessary, the dried film is exposed to ultraviolet light through a mask having a predetermined pattern provided in contact with or non-contact with the film.
Then, after immersing in a solvent or alkali developer or spraying the developer by spraying or the like to remove the uncured portion to form a desired pattern, the same operation is repeated for other colors to produce a color filter. be able to. Furthermore, in order to accelerate | stimulate superposition | polymerization of a coloring photosensitive resin composition, it can also heat as needed.
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、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。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。 In development, an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used as an alkali developer, 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. As a development processing method, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, a paddle (liquid accumulation) development method, or the like can be applied.
以下に本発明の実施例をもって、より詳細に本発明を説明するが、この内容に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples of the present invention, but is not limited thereto.
（実施例１）
＜画素の色度測定＞
カラーフィルタの１つの画素の色度は、顕微分光器（大塚電子製 ＬＣＦ−２０００）にて測定スポット径４μｍで画素の中心部および中心部から両側のブラックマトリクスに向かいスポット径４μｍずらした位置を測定した。
Example 1
<Measurement of chromaticity of pixels>
The chromaticity of one pixel of the color filter is measured with a microspectroscope (LCF-2000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) at a spot diameter of 4 μm and the position shifted by 4 μm from the center to the black matrix on both sides from the center to the black matrix It was measured.
＜膜厚変動測定＞
カラーフィルタの膜厚を接触式膜厚計（小坂研究所社製 ＳＥ−３５００）にて測定し、開口部の膜厚変動を算出した。
<Measurement of film thickness variation>
The film thickness of the color filter was measured with a contact-type film thickness meter (SE-3500, manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.), and the film thickness variation of the opening was calculated.
＜断面形状観察＞
カラーフィルタを破断し、各着色画素の断面形状を透過型電子顕微鏡（日立製作所製 Ｓ−４５００）にて観察し、ブラックマトリクス上の着色画素のテーパー角度を算出した。
<Cross sectional shape observation>
The color filter was broken, the cross-sectional shape of each colored pixel was observed with a transmission electron microscope (S-4500, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the taper angle of the colored pixel on the black matrix was calculated.
＜黒色樹脂組成物の調整＞
フルオレン骨格を有するエポキシアクリレートの酸無水物重縮合物をバインダ樹脂として、そ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（樹脂固形分濃度＝５６．１質量％、新日鉄住金化学（株）社製Ｖ２５９ＭＥ）１０．０ｇに対し、エチレン性不飽和結合を有する化合物として分子量５７８のジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート（東亜合成（株）社製）１．９ｇ、光重合開始剤としてエタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９．Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（０−アセチルオキシム）（ＢＡＳＦ社製 製品名イルガキュアＯＸＥ０２）０．６ｇ、溶剤としてシクロヘキサノン２９．５ｇ、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテート２９．５ｇ、添加剤にアデカポリエーテルＧ−４００を１．０ｇ加え、感光性樹脂組成物を得た。さらに、着色顔料としてカーボンブラック分散液（御国色素社製 ＴＰＢＫ−２３４Ｃ）２７．５ｇを加えてよく撹拌し、顔料濃度４０％である黒色樹脂組成物１００ｇを得た。
<Adjustment of black resin composition>
A propylene glycol monomethyl ether acetate solution (resin solid content concentration = 56.1% by mass, V259ME manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) 10.0 g as an acid anhydride polycondensate of epoxy acrylate having a fluorene skeleton as a binder resin In contrast, 1.9 g of dipentaerythritol tetra (meth) acrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) having a molecular weight of 578 as a compound having an ethylenically unsaturated bond, and ethanone, 1- [9-ethyl-, as a photopolymerization initiator 6- (2-Methylbenzoyl) -9. H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime) (product name Irgacure OXE02 manufactured by BASF) 0.6 g, cyclohexanone 29.5 g as a solvent, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate 29 1.0 g of Adeka Polyether G-400 was added to the additive, and a photosensitive resin composition was obtained. Furthermore, 27.5 g of carbon black dispersion (manufactured by Gokoku Dye Co., Ltd., TPBK-234C) was added as a coloring pigment and stirred well to obtain 100 g of a black resin composition having a pigment concentration of 40%.
＜着色樹脂組成物の調整＞
着色樹脂組成物に使用する着色剤には以下のものを使用した。
<Adjustment of colored resin composition>
The following were used for the coloring agent used for a colored resin composition.
赤色用顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（ＢＡＳＦ社製「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）およびＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７（ＢＡＳＦ社製「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）
緑色用顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８（ＤＩＣ（株）製「ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｇｒｅｅｎ Ａ１０」）、およびＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３８（ＢＡＳＦ社製「パリオトールイエローＫ０９６１ＨＤ）
青色用顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５（東洋カラー社製「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」）。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 (BASF's “Ilgar Forred B-CF”) and C.I. I. Pigment Red 177 (manufactured by BASF “chromoftal red A2B”)
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 58 (“FASTOGEN Green A10” manufactured by DIC Corporation), and C.I. I. Pigment Yellow 138 (manufactured by BASF "Pariol Yellow K0961HD")
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15 (“Lionol Blue ES” manufactured by Toyo Color Co., Ltd.), C.I. I. Pigment Violet 23 ("Pariogen Violet 5890" manufactured by BASF).
それぞれの顔料を用いて赤色・緑色・青色の着色組成物を作製した。 Red, green and blue coloring compositions were prepared using the respective pigments.
・赤色感光性樹脂組成物
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 photosensitive resin composition After stirring and mixing a mixture of the following composition uniformly, using a glass bead having a diameter of 1 mm, dispersing in a sand mill for 5 hours, and then filtering through a 5 μm filter to produce a red pigment dispersion. did.
赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ １０重量部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ １０重量部
アクリルワニス（固形分２０％） １０８重量部。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 10 parts by weight Red pigment: C.I. I. Pigment Red 177 10 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 108 parts by weight.
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感光性樹脂組成物を得た。 Thereafter, a mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a red photosensitive resin composition.
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
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
光開始剤 ３重量部
（ＢＡＳＦ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ３７９」）
シクロヘキサノン ２５３重量部。
150 parts by weight of the above dispersion 13 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate (“TMP3A” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
Photoinitiator 3 parts by weight (“Irgacure 379” manufactured by BASF)
253 parts by weight of cyclohexanone.
・緑色感光性樹脂組成物
組成がそれぞれ下記組成となるように，赤色感光性樹脂組成物と同様の方法で作製した。
-Green photosensitive resin composition It produced with the method similar to a red photosensitive resin composition so that a composition might become the following composition, respectively.
緑色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８ １６重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８ ８重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ５１重量部
エチレングリコールジグリシジルエーテル ２０重量部
（ナガセケムテックス製「ＥＸ−８１０」）
トリメチロールプロパントリアクリレート １４重量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
光開始剤 ４重量部
（ＢＡＳＦ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。
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 58 16 parts by weight Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 138 8 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 51 parts by weight Ethylene glycol diglycidyl ether 20 parts by weight (“EX-810” manufactured by Nagase ChemteX)
14 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate (“TMP3A” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
Photoinitiator 4 parts by weight ("Irgacure 907" manufactured by BASF)
Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight Cyclohexanone 257 parts by weight.
・青色感光性樹脂組成物
組成がそれぞれ下記組成となるように，赤色感光性樹脂組成物と同様の方法で作製した。
-Blue photosensitive resin composition It produced by the method similar to a red photosensitive resin composition so that a composition might become the following composition, respectively.
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」） １０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
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
光開始剤 ４重量部
（ＢＡＳＦ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。
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 ("Sols Birds 20000" manufactured by Zeneca) 10 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 200 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 19 parts by weight ("TMP3A" manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
Photoinitiator 4 parts by weight ("Irgacure 907" manufactured by BASF)
Sensitizer (Hoabaya Chemical "EAB-F") 2 parts by weight Cyclohexanone 214 parts by weight.
＜カラーフィルタの作製＞
ガラス基板上に黒色感光性樹脂組成物をスピンコーターで塗布し乾燥させた。その後、１００℃で３分間プリベークを行った後、所定のマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光後、２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液に２５℃で３０秒間浸漬して現像し、良く水洗した。水洗乾燥後、２３０℃で１時間ベークしてブラックマトリクス（線幅５μｍ、厚み１．０μｍ、画素間距離２５μｍ）を形成した。
<Production of color filter>
The black photosensitive resin composition was applied on a glass substrate with a spin coater and dried. Then, after pre-baking at 100 ° C. for 3 minutes, using a predetermined mask and exposing using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source, development was performed by immersing in a 2.5 mass% sodium carbonate aqueous solution at 25 ° C. for 30 seconds. Washed well. After washing with water and drying, baking was performed at 230 ° C. for 1 hour to form a black matrix (line width 5 μm, thickness 1.0 μm, inter-pixel distance 25 μm).
次に、赤色感光性樹脂組成物を膜厚が２．５μｍとなるように塗布し、ブラックマトリクスと同様の処理を行い、赤色画素を形成した。続いて、緑色感光性樹脂組成物を用いて緑色画素を、青色感光性樹脂組成物を用いて青色画素を形成し、カラーフィルタを作製した。 Next, the red photosensitive resin composition was applied so that the film thickness was 2.5 μm, and the same processing as that of the black matrix was performed to form red pixels. Then, the green pixel was formed using the green photosensitive resin composition, the blue pixel was formed using the blue photosensitive resin composition, and the color filter was produced.
赤色画素の色度は（０．６５０， ０．３１６， １７．３）、緑色画素の色度は（０．２６０，０．５８５，５５．３）、青色画素の色度は（０．１４１，０．０８２，８．０）であった。 The chromaticity of the red pixel is (0.650, 0.316, 17.3), the chromaticity of the green pixel is (0.260, 0.585, 55.3), and the chromaticity of the blue pixel is (0.141). , 0.082, 8.0).
カラーフィルタの各着色画素の膜厚変動は２．５％となり、色度変動は３／１０００未満であった。また、赤色画素のテーパー角は３２°、緑色画素のテーパー角は７５°、青色画素のテーパー角は３８°であった。 The variation in film thickness of each colored pixel of the color filter was 2.5%, and the variation in chromaticity was less than 3/1000. The taper angle of the red pixel was 32 °, the taper angle of the green pixel was 75 °, and the taper angle of the blue pixel was 38 °.
＜液晶表示装置の作製＞
得られたカラーフィルタ上に、オーバーコート層を形成し、その上にポリイミド配向層を形成した。そして、このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。
<Production of liquid crystal display device>
An overcoat layer was formed on the obtained color filter, and a polyimide alignment layer was formed thereon. And the polarizing plate was formed in the other surface of this glass substrate.
他方、別の（第２の）ガラス基板の一方の表面にＴＦＴアレイおよび画素電極を形成し、他方の表面に偏光板を形成した。 On the other hand, a TFT array and a pixel electrode were formed on one surface of another (second) glass substrate, and a polarizing plate was formed on the other surface.
このようにして準備された２つのガラス基板を電極層同士が対面するよう対向させ、スペーサビーズを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置合わせし、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲を封止剤で封止した。次いで、開口部からＶＡ用液晶組成物を注入し、開口部を封止した。更に、偏光板に広視野角表示が可能なように最適化された光学補償層を設けた。このようにして作製した液晶表示装置をバックライトユニットと組み合わせてＶＡ表示モード液晶パネルを得た。 The two glass substrates prepared in this manner face each other so that the electrode layers face each other, and are aligned while using a spacer bead to keep the distance between the two substrates constant, leaving a liquid crystal composition injection opening. The periphery was sealed with a sealant. Next, a liquid crystal composition for VA was injected from the opening, and the opening was sealed. Furthermore, an optical compensation layer optimized so that a wide viewing angle display is possible is provided on the polarizing plate. The liquid crystal display device thus fabricated was combined with a backlight unit to obtain a VA display mode liquid crystal panel.
バックライトを点灯し外観観察した結果、輝度ムラの発生は見られず色表示特性が良好であった。 As a result of turning on the backlight and observing the appearance, no luminance unevenness was observed and the color display characteristics were good.
（実施例２）
ブラックマトリクスを画素間距離が２０μｍとなるように形成したことを除き、実施例１と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。
(Example 2)
A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that the black matrix was formed so that the inter-pixel distance was 20 μm.
赤色画素の色度は（０．６５０， ０．３１６， １７．３）、緑色画素の色度は（０．２６０，０．５８５，５５．３）、青色画素の色度は（０．１４１，０．０８２，８．０）であった。 The chromaticity of the red pixel is (0.650, 0.316, 17.3), the chromaticity of the green pixel is (0.260, 0.585, 55.3), and the chromaticity of the blue pixel is (0.141). , 0.082, 8.0).
カラーフィルタの各着色画素の膜厚変動は４％となり、色度変動は３／１０００未満であった。また、赤色画素のテーパー角θＲは３２°、緑色画素のテーパー角θＧは７５°、青色画素のテーパー角θＢは３８°であった。 The film thickness variation of each colored pixel of the color filter was 4%, and the chromaticity variation was less than 3/1000. Further, the taper angle theta R is 32 ° for the red pixel, the taper angle theta G of the green pixel is 75 °, the taper angle theta B of the blue pixel was 38 °.
（実施例３）
ブラックマトリクスを画素間距離が１８μｍとなるように形成したことを除き、実施例１と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。
(Example 3)
A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that the black matrix was formed so that the inter-pixel distance was 18 μm.
赤色画素の色度は（０．６５０， ０．３１６， １７．３）、緑色画素の色度は（０．２６０，０．５８５，５５．３）、青色画素の色度は（０．１４１，０．０８２，８．０）であった。 The chromaticity of the red pixel is (0.650, 0.316, 17.3), the chromaticity of the green pixel is (0.260, 0.585, 55.3), and the chromaticity of the blue pixel is (0.141). , 0.082, 8.0).
カラーフィルタの各着色画素の膜厚変動は４％となり、色度変動は３／１０００未満であった。また、赤色画素のテーパー角θＲは３２°、緑色画素のテーパー角θＧは７５°、青色画素のテーパー角θＢは３８°であった。 The film thickness variation of each colored pixel of the color filter was 4%, and the chromaticity variation was less than 3/1000. Further, the taper angle theta R is 32 ° for the red pixel, the taper angle theta G of the green pixel is 75 °, the taper angle theta B of the blue pixel was 38 °.
（比較例１）
赤色感光性樹脂組成物の光重合開始剤をＩｒｇ．９０７へ置き換えたこと、緑色感光性樹脂組成物のＥＸ−８１０をアクリルワニスに置きかえたことを除き、実施例１と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。
(Comparative Example 1)
The photopolymerization initiator of the red photosensitive resin composition was changed to Irg. A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that the green photosensitive resin composition EX-810 was replaced with acryl varnish.
赤色画素の色度は（０．６５０， ０．３１６， １７．３）、緑色画素の色度は（０．２６０，０．５８５，５５．３）、青色画素の色度は（０．１４１，０．０８２，８．０）であった。 The chromaticity of the red pixel is (0.650, 0.316, 17.3), the chromaticity of the green pixel is (0.260, 0.585, 55.3), and the chromaticity of the blue pixel is (0.141). , 0.082, 8.0).
カラーフィルタの緑色画素の膜厚変動は７％となり、色度変動は６／１０００であった。また、赤色画素のテーパー角θＲは５８°、緑色画素のテーパー角θＧは７５°、青色画素のテーパー角θＢは３８°であった。 The film thickness variation of the green pixel of the color filter was 7%, and the chromaticity variation was 6/1000. Further, the taper angle theta R is 58 ° for the red pixel, the taper angle theta G of the green pixel is 75 °, the taper angle theta B of the blue pixel was 38 °.
（比較例２）
緑色感光性樹脂組成物のＥＸ−８１０をアクリルワニスに置きかえたことを除き、実施
例１と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。赤色画素の色度は（０．６５０， ０．３１６， １７．３）、緑色画素の色度は（０．２６０，０．５８５，５５．３）、青色画素の色度は（０．１４１，０．０８２，８．０）であった。
(Comparative Example 2)
A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that the green photosensitive resin composition EX-810 was replaced with an acrylic varnish. The chromaticity of the red pixel is (0.650, 0.316, 17.3), the chromaticity of the green pixel is (0.260, 0.585, 55.3), and the chromaticity of the blue pixel is (0.141). , 0.082, 8.0).
カラーフィルタの緑色画素の膜厚変動は８％となり、緑色画素の色度変動は５／１０００であった。また、赤色画素のテーパー角θＲは３２°、緑色画素のテーパー角θＧは３２°、青色画素のテーパー角θＢは３８°であった。 The film thickness variation of the green pixel of the color filter was 8%, and the chromaticity variation of the green pixel was 5/1000. Further, the taper angle theta R is 32 ° for the red pixel, the taper angle theta G of the green pixel 32 °, the taper angle theta B of the blue pixel was 38 °.
（比較例３）
赤色感光性樹脂組成物の光重合開始剤をＩｒｇ．９０７へ置き換えたことを除き、実施例１と同様にしてカラーフィルタ、液晶表示装置を作製した。赤色画素の色度は（０．６５０， ０．３１６， １７．３）、緑色画素の色度は（０．２６０，０．５８５，５５．３）、青色画素の色度は（０．１４１，０．０８２，８．０）であった。
(Comparative Example 3)
The photopolymerization initiator of the red photosensitive resin composition was changed to Irg. A color filter and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Example 1 except that the color filter was replaced with 907. The chromaticity of the red pixel is (0.650, 0.316, 17.3), the chromaticity of the green pixel is (0.260, 0.585, 55.3), and the chromaticity of the blue pixel is (0.141). , 0.082, 8.0).
カラーフィルタの緑色画素の膜厚変動は１０％となり、緑色画素の色度変動は７／１０００であった。また、赤色画素のテーパー角θＲは７２°、緑色画素のテーパー角θＧは７５°、青色画素のテーパー角θＢは３８°であった。 The film thickness variation of the green pixel of the color filter was 10%, and the chromaticity variation of the green pixel was 7/1000. Further, the taper angle theta R is 72 ° for the red pixel, the taper angle theta G of the green pixel is 75 °, the taper angle theta B of the blue pixel was 38 °.
実施例１〜３および比較例１〜３で作製したカラーフィルタ、液晶表示装置の評価結果を表１に示す。 Table 1 shows the evaluation results of the color filters and liquid crystal display devices produced in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
液晶表示装置の外観では、赤色画素のテーパー角θＲが４０°以下、緑色画素のテーパー角θＧが７０°以上である場合、膜厚変動が５％未満、色度変動が３／１０００未満となり、輝度ムラがなく高品位な表示特性を有することが分かる。 The appearance of the LCD device, the taper angle theta R of the red pixel is 40 ° or less, if the taper angle theta G of the green pixels is 70 ° or more, the film thickness variation is less than 5%, the chromaticity change is less than 3/1000 Thus, it can be seen that there is no luminance unevenness and high-quality display characteristics.
実施例１と比較例２とを対比すると、赤色画素のテーパー角θＲは両方共３２°であり、同一である。しかしながら、実施例１では、赤色画素、緑色画素、青色画素のいずれについても、膜厚変動が５％未満、色度変動が３／１０００以下で、両変動共に少ないのに対して、比較例２では、緑色画素の膜厚変動と色度変動が大きい。実施例１と比較例２の相違は緑色画素のテーパー角θＧであり、実施例１では７５°、比較例２では３２°であることから、緑色画素の膜厚変動と色度変動は、緑色画素のテーパー角θＧによって影響を受けることが分かる。
In comparison with Comparative Example 2 and Example 1, the taper angle theta R of the red pixel is both 32 °, is the same. However, in Example 1, the film thickness variation is less than 5% and the chromaticity variation is 3/1000 or less for both the red pixel, the green pixel, and the blue pixel. Then, the film thickness variation and chromaticity variation of the green pixel are large. The difference between Example 1 and Comparative Example 2 is the taper angle θ G of the green pixel, which is 75 ° in Example 1 and 32 ° in Comparative Example 2. Therefore, the film thickness variation and chromaticity variation of the green pixel are It is seen to be influenced by the taper angle theta G green pixels.
次に、実施例１と比較例３とを対比すると、緑色画素のテーパー角θＧは両方共７５°であり、同一である。しかしながら、比較例３では、緑色画素と青色画素の膜厚変動と色度変動が大きい。実施例１と比較例３の相違は赤色画素のテーパー角θＲであり、実施例１では３２°、比較例２では５８°であることから、緑色画素及び青色画素の膜厚変動と色度変動は、緑色画素のテーパー角θＧによって影響を受けることが分かる。 Next, when compared with Comparative Example 3 and Example 1, the taper angle theta G of the green pixel is both 75 °, is the same. However, in Comparative Example 3, the film thickness variation and chromaticity variation of the green pixel and the blue pixel are large. The difference between Example 1 and Comparative Example 3 is the taper angle θ R of the red pixel, which is 32 ° in Example 1 and 58 ° in Comparative Example 2. Therefore, the film thickness variation and chromaticity of the green and blue pixels are different. variation is seen to be affected by the taper angle theta G of the green pixel.
そして、実施例１に比較して、赤色画素のテーパー角θＲが大きく（５８°）、緑色画素のテーパー角θＧが小さい（３２°）比較例１では、緑色画素の膜厚変動と色度変動が大きい。 Then, as compared with Example 1, a large taper angle theta R of the red pixel (58 °), the taper angle theta G of the green pixel is less (32 °) In Comparative Example 1, the film thickness variation and the color of the green pixel The degree fluctuation is large.
これらの結果から、緑色画素の膜厚変動と色度変動を小さくするためには、赤色画素のテーパー角θＲと緑色画素のテーパー角θＧの両者が重要であることが理解できる。そして、これら実施例１〜３及び比較例１〜３に基づくと、その数値範囲は、赤色画素のテーパー角θＲが４０°以下、緑色画素のテーパー角θＧが７０°以上であればよいと推定できる。 These results, in order to reduce the thickness variation and the chromaticity change of the green pixel, both the taper angle theta G taper angle theta R and the green pixel of the red pixels can be understood that it is important. Then, based on these Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the numerical range, the taper angle theta R of the red pixel is 40 ° or less, the taper angle theta G of the green pixel may be at 70 ° or more Can be estimated.
なお、実施例１〜３を相互に比較することにより、画素ピッチが２５μｍ以下の範囲では、各色画素の膜厚変動と色度変動は画素ピッチによらないことが分かる。 By comparing Examples 1 to 3 with each other, it can be seen that the film thickness variation and chromaticity variation of each color pixel do not depend on the pixel pitch in the range where the pixel pitch is 25 μm or less.
以上、説明したように本発明のカラーフィルタを用いることにより、高品位な色特性を有する液晶表示装置を提供することが可能となる。 As described above, by using the color filter of the present invention, a liquid crystal display device having high-quality color characteristics can be provided.
１：透明基板
２：ブラックマトリクス
３：赤色着色画素
４：緑色着色画素
５：青色着色画素
６：テーパー角θＲ
７：テーパー角θＧ
８：テーパー角θＢ
1: Transparent substrate 2: Black matrix 3: Red colored pixel 4: Green colored pixel 5: Blue colored pixel 6: Taper angle θ R
7: Taper angle θ G
8: Taper angle θ B
Claims (4)
画素ピッチが２５μｍ以下で、式（１）で定義した開口部の着色画素の画素内の膜厚分布が５％未満であり、色度分布が３／１０００以内であり、前記着色画素として赤色画素及び緑色画素を有しており、赤色画素の端部がブラックマトリクスの上に乗り上げており、かつ、緑色画素の端部が赤色画素の上に乗り上げており、ブラックマトリクス上の赤色画素のテーパー角θ Ｒ が４０°以下、かつ緑色画素のテーパー角θ Ｇ が７０°以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
ＴＲ＝（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）／（Ｔａｖｅ）×１００（％）・・・式（１）
ＴＲ：膜厚変動
Ｔｍａｘ：開口部の最大膜厚
Ｔｍｉｎ：開口部の最小膜厚
Ｔａｖｅ：開口部の平均膜厚 A color filter having a black matrix for partitioning a pixel region on a substrate and colored pixels arranged in the pixel region,
In the pixel pitch of 25μm or less, the film thickness distribution in the pixel colored pixel openings defined in formula (1) is less than 5%, the chromaticity distribution Ri der within 3/1000, red as the color pixel The pixel has a green pixel, the end of the red pixel rides on the black matrix, and the end of the green pixel rides on the red pixel, and the taper of the red pixel on the black matrix color filter angle theta R is 40 ° or less, and the taper angle theta G of the green pixel is characterized der Rukoto 70 ° or more.
T R = (T max −T min ) / (T ave ) × 100 (%) (1)
T R : Film thickness variation T max : Maximum film thickness of opening T min : Minimum film thickness of opening T ave : Average film thickness of opening
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