JP2015200774A - Color filter substrate and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はテレビ受像機、モニター、携帯情報端末等に用いられるカラーフィルタ基板並びに液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a color filter substrate and a liquid crystal display device used for a television receiver, a monitor, a portable information terminal and the like.
液晶表示装置並びに有機エレクトロルミネッセンス表示装置はテレビ受像機、ノートパソコン、モニター、携帯電話機、スマートフォン／タブレット端末といった情報電子機器の表示部として必要不可欠な部品である。 A liquid crystal display device and an organic electroluminescence display device are indispensable components as a display unit of information electronic equipment such as a television receiver, a notebook computer, a monitor, a mobile phone, and a smartphone / tablet terminal.
液晶表示装置はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のアクティブ素子を有する基板と着色画素及びそれらを区画するブラックマトリックスを有するカラーフィルタ基板を対向して貼り合わせ、空隙部に液晶を注入した後に偏光板、バックライトユニットと組み合わせて製造される。液晶層に印加される電圧を制御することで各着色画素の透過率を調整しフルカラー表示が可能となる。 In a liquid crystal display device, a substrate having an active element such as a TFT (thin film transistor) and a color filter substrate having a colored pixel and a black matrix partitioning them are bonded to each other, and after injecting liquid crystal into the gap, a polarizing plate and a backlight Manufactured in combination with the unit. By controlling the voltage applied to the liquid crystal layer, the transmittance of each colored pixel can be adjusted to enable full color display.
液晶表示装置の欠点として見る角度によって輝度・色度が異なる、即ち視野角が狭いという問題が有り、多くの改良検討がなされてきた。とりわけ液晶分子を水平方向の電界によって制御するＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等と比して優れた視野角特性を有し、特にスマートフォン／タブレット端末用途においては主流となってきている（下記特許文献１〜４参照）。 As a defect of the liquid crystal display device, there is a problem that luminance and chromaticity are different depending on the viewing angle, that is, the viewing angle is narrow, and many improvement studies have been made. In particular, an IPS (In Plane Switching) method for controlling liquid crystal molecules by a horizontal electric field has a viewing angle characteristic superior to that of a TN (Twisted Nematic) method, a VA (Vertical Alignment) method, and the like. It has become mainstream in terminal applications (see Patent Documents 1 to 4 below).
スマートフォン／タブレット端末用途では視野角特性に加えて高精細な画像表示が求められる。高精細化に伴い画素が小さくなり開口率が低下するので、透過率の低下を招く。この場合液晶表示装置において十分な輝度を確保するためにはバックライトの出力を上げる必要があり、消費電力を増大させスマートフォン／タブレット端末のバッテリー寿命を短くする原因となっていた。 For smartphone / tablet terminal applications, high-definition image display is required in addition to viewing angle characteristics. As the definition becomes higher, the pixels become smaller and the aperture ratio decreases, which causes a decrease in transmittance. In this case, in order to ensure sufficient luminance in the liquid crystal display device, it is necessary to increase the output of the backlight, which increases power consumption and shortens the battery life of the smartphone / tablet terminal.
こうした課題を解決するために、例えば下記特許文献５には共通電極を平面ベタで形成し、その上に絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極を配置する構成（いわゆるＩＰＳ−ＰＲＯ方式）にすることで透過率を向上する提案がなされている。 In order to solve such a problem, for example, in Patent Document 5 below, a common electrode is formed as a flat solid, and a comb-shaped pixel electrode is arranged on the insulating film therebetween (so-called IPS-PRO method). Proposals have been made to improve the transmittance.
ＩＰＳ‐ＰＲＯ方式を採用することで３００ｐｐｉを超える高精細液晶においても一定の透過率を確保することが可能である。しかしながら、高精細液晶においては画素同士が近接しているため、斜め方向から見た際に点灯させている画素を透過した光が隣接画素を透過してしまい混色が生じる。混色の影響は解像度が高くなるほど顕著になるため、更なる高精細液晶の実用化に向けての課題となっている。 By adopting the IPS-PRO method, it is possible to ensure a certain transmittance even in a high-definition liquid crystal exceeding 300 ppi. However, since the pixels are close to each other in the high-definition liquid crystal, light that has passed through the pixels that are lit when viewed from an oblique direction passes through the adjacent pixels, resulting in color mixing. Since the influence of color mixing becomes more prominent as the resolution becomes higher, it is an issue for further practical use of high-definition liquid crystal.
そこで、下記特許文献６には、画素間共通電極の厚さを画素内共通電極の厚さより大きくすることで混色を低減する提案がなされている。また、下記特許文献７には、ＩＰＳ‐ＰＲＯ方式においてカラーフィルタをＴＦＴ基板側に形成し、かつその構造を最適化することで混色を低減する提案がなされている。 Therefore, in Patent Document 6 below, a proposal is made to reduce color mixing by making the thickness of the inter-pixel common electrode larger than the thickness of the intra-pixel common electrode. In Patent Document 7 below, a proposal is made to reduce color mixing by forming a color filter on the TFT substrate side in the IPS-PRO method and optimizing its structure.
一方、下記特許文献８には、カラーフィルタのブラックマトリックスの高さを画素部よりも高くすることで混色を防ぐことができると記載されている。 On the other hand, Patent Document 8 below describes that color mixing can be prevented by making the height of the black matrix of the color filter higher than that of the pixel portion.
上記特許文献６の発明はＴＦＴ基板における電極の設計に関するものであり、カラーフィルタにおける混色防止設計に関しては言及されていない。また、上記特許文献７の発明においてはカラーフィルタがＴＦＴ基板側に形成されているが、この場合リワーク性に劣り生産性が低下するという問題がある。一方、上記特許文献８の発明においては近年のスマートフォン／タブレット端末用途において主流となってきている３００ｐｐｉを超える高精細液晶において混色が顕著になる問題には言及していない。 The invention of the above-mentioned Patent Document 6 relates to the design of electrodes on the TFT substrate, and does not mention color mixture prevention design in the color filter. In the invention of Patent Document 7, the color filter is formed on the TFT substrate side, but in this case, there is a problem that the reworkability is poor and the productivity is lowered. On the other hand, in the invention of the above-mentioned Patent Document 8, there is no mention of the problem of color mixing in high-definition liquid crystal exceeding 300 ppi, which has become mainstream in recent smartphone / tablet terminal applications.
本発明は係る事情を鑑みてなされたものであり、３００ｐｐｉを超える高精細液晶においても混色を軽減することが出来るカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板を具備する液晶表示装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a color filter substrate capable of reducing color mixing even in high-definition liquid crystal exceeding 300 ppi, and a liquid crystal display device including the color filter substrate. .
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、３００ｐｐｉを超える高精細液晶において混色を軽減するためには、（１）ブラックマトリックスと液晶層を近接させること、（２）ブラックマトリックスで区画される開口部の幅ｌＡとブラックマトリックスの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）を一定値以下に保つこと、（３）ブラックマトリックス（以下、ＢＭと記す）の上底線幅を、透明基板の面に接する側の下底線幅よりも大きくすることの３点が有効であることを見出し、本発明を完成させた。以下、具体的に記す。 As a result of intensive investigations, the present inventors have found that (1) the black matrix and the liquid crystal layer are close to each other in order to reduce color mixing in a high-definition liquid crystal exceeding 300 ppi, and (2) the openings defined by the black matrix. The ratio of the width l A of the portion to the thickness d 1 of the black matrix (l A / d 1 ) is kept below a certain value, and (3) the width of the upper base line of the black matrix (hereinafter referred to as BM) The present inventors have found that the three points of making the width of the bottom base line larger than the width of the lower surface on the side in contact with the surface are effective, and completed the present invention. Specific description will be given below.
本発明の請求項１に係る発明は、透明基板上に、少なくとも１辺の長さが、２０μｍ以下の複数の矩形開口部を具備するＢＭと、前記矩形開口部上にそれぞれ着色画素を配設したカラーフィルタ基板であって、
前記ＢＭが少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物を硬化して形成されたものから成り、
前記ＢＭの前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、その上底線幅をｌ１としたときに、ｌ１はｌ２より大きく、６．２μｍ以下であり、且つ、膜厚が２．１μｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
In the invention according to claim 1 of the present invention, a BM having a plurality of rectangular openings having a length of at least one side of 20 μm or less on a transparent substrate, and colored pixels are respectively disposed on the rectangular openings. A color filter substrate,
The BM is formed by curing a black photosensitive resin composition containing at least a black pigment, a binder resin, a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a solvent,
When the lower bottom line width in contact with the transparent substrate of the BM is l 2 and the upper bottom line width is l 1 , l 1 is larger than l 2 and is 6.2 μm or less and the film thickness is 2.1 μm. The color filter substrate is characterized by the above.
請求項２に係る発明は、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中に占める黒色顔料の割合が４５重量パーセント以上であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板である。 The invention according to claim 2 is the color filter substrate according to claim 1, wherein the proportion of the black pigment in the solid content of the black photosensitive resin composition is 45 weight percent or more.
請求項３に係る発明は、前記黒色顔料の平均一次粒子径が３０〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板である。 The invention according to claim 3 is the color filter substrate according to claim 1 or 2, wherein the average primary particle diameter of the black pigment is in the range of 30 to 100 nm.
請求項４に係る発明は、前記バインダ樹脂の平均分子量が５０００以上のカルド構造を有する樹脂を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。 The invention according to claim 4 is the color filter substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder resin is a resin having a cardo structure with an average molecular weight of 5000 or more.
請求項５に係る発明は、前記光重合開始剤が下記式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。
請求項６に係る発明は、前記着色画素は少なくとも赤色、緑色、青色画素から成り、赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。 According to a sixth aspect of the present invention, the colored pixel includes at least red, green, and blue pixels. I. Pigment Red 254, green pixels are C.I. I. The color filter substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the pigment green 58 and the blue pixel contain a colorant selected from one or more of a xanthene dye or a triarylmethane dye. .
請求項７に係る発明は、前記ＢＭと着色画素を覆うように、透明保護膜を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。 The invention according to claim 7 is the color filter substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein a transparent protective film is provided so as to cover the BM and the colored pixels.
請求項８に係る発明は、前記ＢＭ上における透明保護膜の膜厚が０．６μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタ基板である。 The invention according to claim 8 is the color filter substrate according to claim 7, wherein the thickness of the transparent protective film on the BM is 0.6 μm or less.
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置である。 The invention according to claim 9 is a liquid crystal display device comprising the color filter substrate according to any one of claims 1 to 8.
本発明の請求項１に係る発明によれば、前記ＢＭの前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、上底線幅をｌ１としたときに、ｌ２＜ｌ１≦６．２（μｍ）を満たすことにより、前記ＢＭの形状が従来とは異なる逆テーパ型となり、隣接画素との混色を防ぐことができる。また、同時に前記ＢＭの膜厚を２．１μｍ以上とするここで、開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）を従来より小さくすることができ、さらに前記混色を防ぐことができる。また、前記ＢＭが少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物とすることで、フォトリソ法により３００ｐｐｉを超える高精細なパターニングが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the bottom line width in contact with the transparent substrate of the BM is l 2 and the top line width is l 1 , l 2 <l 1 ≦ 6.2 (μm ), The shape of the BM becomes a reverse taper type different from the conventional one, and color mixing with adjacent pixels can be prevented. At the same time, the film thickness of the BM is set to 2.1 μm or more. Here, the ratio (l A / d 1 ) between the width l A of the opening and the film thickness d1 of the BM can be made smaller than before, and Color mixing can be prevented. Further, when the BM is a black photosensitive resin composition containing at least a black pigment, a binder resin, a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a solvent, high-definition patterning exceeding 300 ppi can be performed by a photolithography method.
また、請求項２に係る発明によれば、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中に占める黒色顔料の割合を４５重量パーセント以上とすることにより、ＢＭ中のバインダ樹脂の配合割合を低減することができ、ポストベーク工程におけるバインダ樹脂の溶融を抑制することができる。その結果、フォトリソ法などで形成した逆テーパー型のＢＭ形状が、ポストベーク工程を経た後も、そのままの形状で硬化を完了することができる。 Moreover, according to the invention which concerns on Claim 2, the mixture ratio of the binder resin in BM is reduced by making the ratio of the black pigment which occupies in solid content of the said black photosensitive resin composition into 45 weight% or more. And the melting of the binder resin in the post-baking step can be suppressed. As a result, the inversely tapered BM shape formed by the photolithographic method or the like can be cured in the same shape even after the post-baking process.
また、請求項３に係る発明によれば、前記黒色顔料の平均一次粒子径を３０〜１００ｎｍの範囲とすることにより、ポストベーク工程におけるバインダ樹脂の溶融を抑制するこ
とができる。また、ＢＭの表面の荒れや直線性不良といった品質の低下を抑制ことができる。
Moreover, according to the invention which concerns on Claim 3, by making the average primary particle diameter of the said black pigment into the range of 30-100 nm, melting | fusing of binder resin in a post-baking process can be suppressed. Further, it is possible to suppress deterioration in quality such as surface roughness of BM and poor linearity.
また、請求項４に係る発明によれば、前記バインダ樹脂として平均分子量を５０００以上のカルド構造を有する樹脂を用いることにより、カルド構造を構成する芳香環の相互作用から、バインダ樹脂として顔料に対する吸着性が高く、かつ、細線形成においても密着性に優れ、隠蔽性に優れた微細パターン形成が可能である。なお、カルド構造とは、炭素原子に４つの芳香環が結合した蝶番の構造を意味する。 According to the invention of claim 4, by using a resin having a cardo structure having an average molecular weight of 5000 or more as the binder resin, the binder resin adsorbs the pigment as a binder resin from the interaction of the aromatic rings constituting the cardo structure. In addition, it is possible to form a fine pattern that is highly resistant, has excellent adhesion even in the formation of fine lines, and has excellent concealment properties. The cardo structure means a hinge structure in which four aromatic rings are bonded to a carbon atom.
また、請求項５に係る発明によれば、前記光重合開始剤として上記一般式（１）で表される化合物を含有することにより、少量の添加量でも高感度化が可能となる。 Moreover, according to the invention which concerns on Claim 5, high sensitivity is attained by a small addition amount by containing the compound represented by the said General formula (1) as said photoinitiator.
また、請求項６に係る発明によれば、少なくとも赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することにより、従来のカラーフィルタ基板と比べて開口率が低くても、十分な透過率を得ることが可能である。 According to the invention of claim 6, at least the red pixel is C.I. I. Pigment Red 254, green pixels are C.I. I. Pigment Green 58 and blue pixels contain a colorant selected from one or more of xanthene dyes or triarylmethane dyes, so that even if the aperture ratio is lower than that of a conventional color filter substrate, sufficient transmission is achieved. It is possible to get a rate.
また、請求項７に係る発明によれば、前記ＢＭと前記着色画素を覆うように透明保護膜を設けることにより、カラーフィルタ基板の平坦性を向上させるころができ、液晶の配向不良を防ぐことができる。また、着色画素中の不純物が液晶層に溶出することを防ぐことができる。 Further, according to the invention according to claim 7, by providing a transparent protective film so as to cover the BM and the colored pixels, it is possible to improve the flatness of the color filter substrate and to prevent liquid crystal alignment failure. Can do. Further, it is possible to prevent impurities in the colored pixels from eluting into the liquid crystal layer.
また、請求項８に係る発明によれば、前記透明保護膜の膜厚を０．６μｍ以下とすることで、ＢＭと液晶層との間隙を狭めることができ、隣接する着色画素との不要な混色を抑制することができる。 According to the invention of claim 8, by setting the film thickness of the transparent protective film to 0.6 μm or less, the gap between the BM and the liquid crystal layer can be narrowed, and there is no need for adjacent colored pixels. Color mixing can be suppressed.
また、請求項９に係る発明によれば、高精細でありながら混色の影響が少ない優れた表示特性を有する液晶表示装置を製造することが可能である。 According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to manufacture a liquid crystal display device having excellent display characteristics with high definition and little influence of color mixing.
本発明の詳細な内容を以下に説明する。 The detailed contents of the present invention will be described below.
[カラーフィルタ基板]
図１は本発明のカラーフィルタ基板構成の一例を示す模式的な断面図である。カラーフィルタ基板１は基板２と、基板２上に設けられた遮光性を有するＢＭ３と、ＢＭ３の開口部に設けられた赤色画素４、緑色画素５、青色画素６から構成される。
[Color filter substrate]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the color filter substrate of the present invention. The color filter substrate 1 includes a substrate 2, a light-shielding BM 3 provided on the substrate 2, and a red pixel 4, a green pixel 5, and a blue pixel 6 provided in an opening of the BM 3.
（基板）
基板２は透過率８０％以上の透明性を有していることが好ましく、より好ましくは９０％以上である。基板２としては、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどのガラス板や、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。とりわけ寸法安定性、機械強度に優れたアルミノケイ酸ガラスが好適に用いられる。
(substrate)
The substrate 2 preferably has transparency with a transmittance of 80% or more, more preferably 90% or more. As the substrate 2, a glass plate such as soda lime glass, quartz glass, borosilicate glass, or aluminosilicate glass, or a resin plate such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, or polyethylene terephthalate is used. In particular, an aluminosilicate glass excellent in dimensional stability and mechanical strength is preferably used.
（ＢＭ）
図２に本発明のカラーフィルタ基板におけるＢＭ３の模式的な断面図を示している。ここで、ＢＭ３の膜厚をｄ１、上底線幅をｌ１、下底線幅をｌ２並びにＢＭの開口部の幅をｌＡとしてそれぞれを示した。本発明のカラーフィルタ基板におけるブラックマトリックスは、膜厚ｄ１が２．１μｍ以上で、上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも大きく、かつ、６．２μｍ以下である必要がある。また、本発明のカラーフィルタ基板におけるＢＭ３によって区画される開口部の幅ｌＡは２０μｍ以下であることが必要である。
(BM)
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of BM3 in the color filter substrate of the present invention. Here, the film thickness of BM3 is shown as d 1 , the upper base line width is 1 1 , the lower base line width is 1 2 , and the width of the opening of BM is 1 A. The black matrix in the color filter substrate of the present invention needs to have a film thickness d 1 of 2.1 μm or more, an upper base line width l 1 larger than a lower base line width l 2 , and 6.2 μm or less. Further, the width l A of the opening section partitioned by BM3 in the color filter substrate of the present invention needs to be 20 μm or less.
詳しくは後述するが、本発明のカラーフィルタ基板はＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が従来公知のカラーフィルタ基板と比して顕著に小さいため、混色の影響を大幅に低減することが可能である。また、ＢＭ３の上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも大きい逆テーパー形状であるため、従来公知の順テーパー形状のＢＭを用いた場合と比してより効果的に混色を抑えることが可能である。 As will be described in detail later, the color filter substrate of the present invention has a ratio (l A / d 1 ) of the width l A of the opening section divided by BM and the film thickness d 1 of BM as compared with a conventionally known color filter substrate. Therefore, the influence of color mixture can be greatly reduced. Further, since the upper base line width l 1 of the BM 3 has a reverse taper shape larger than the lower base line width l 2 , color mixing can be suppressed more effectively than in the case of using a conventionally known forward tapered BM. Is possible.
本発明のカラーフィルタ基板におけるＢＭの形成は、例えば、以下のようなフォトリソ法により得られる。先ず、前記基板２上に黒色感光性樹脂組成物を塗布して黒色塗膜を形成する。乾燥処理を施した後、所定のパターンを有するフォトマスクを介して紫外線露光する。その後、現像処理によって未露光部を除去し、得られたパターンをポストベークすることでＢＭのパターンが形成される。 Formation of BM in the color filter substrate of the present invention can be obtained, for example, by the following photolithography method. First, a black photosensitive resin composition is applied on the substrate 2 to form a black coating film. After the drying process, the film is exposed to ultraviolet rays through a photomask having a predetermined pattern. Thereafter, unexposed portions are removed by a development process, and the resulting pattern is post-baked to form a BM pattern.
基板２上に黒色感光性樹脂組成物を塗布する方法としては、スプレーコート、スピンコート、スリットコート、ロールコートといった従来公知の方法を適宜用いることが出来る。 As a method for applying the black photosensitive resin composition on the substrate 2, conventionally known methods such as spray coating, spin coating, slit coating, and roll coating can be appropriately used.
塗膜を乾燥させるためには、減圧乾燥装置、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等が適宜用いられる。紫外線露光の光源としては高圧水銀ランプを用いるのが一般的であるが各種レーザー光源等を用いてもよい。 In order to dry the coating film, a vacuum drying apparatus, a convection oven, an IR oven, a hot plate, or the like is appropriately used. As a light source for ultraviolet exposure, a high-pressure mercury lamp is generally used, but various laser light sources may be used.
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）現像法といった従来公知の方法を適宜用いることができる。現像液としては炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液を用いるのが一般的であるが、水酸化テトラメチルアンモニウム、ジメチルベンジルアミンといった有機アルカリ現像液を用いてもよい。 As the development processing method, conventionally known methods such as a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, and a paddle (liquid buildup) development method can be appropriately used. As the developer, an aqueous alkali solution such as sodium carbonate, sodium hydroxide, or potassium hydroxide is generally used, but an organic alkali developer such as tetramethylammonium hydroxide or dimethylbenzylamine may be used.
一般に黒色感光性樹脂組成物は露光光を透過しないため、露光光を照射した際に塗膜の表面だけが硬化される。このため、露光後に現像処理を施すと上底線幅が下底線幅よりも太い、底部がえぐれたいわゆる逆テーパー形状となる。この逆テーパー形状を有するＢＭを２００℃以上の高温でポストベークすると一般的な黒色感光性樹脂組成物を用いた際は樹脂がメルトし上底線幅が下底線幅よりも細い順テーパー形状となる。 Generally, since the black photosensitive resin composition does not transmit exposure light, only the surface of the coating film is cured when the exposure light is irradiated. For this reason, when development processing is performed after exposure, the upper base line width is thicker than the lower base line width, and a so-called reverse taper shape with a hollow bottom is obtained. When the BM having the reverse taper shape is post-baked at a high temperature of 200 ° C. or more, when a general black photosensitive resin composition is used, the resin melts and becomes a forward taper shape in which the upper base line width is narrower than the lower base line width. .
ＢＭの線幅が細く膜厚が厚い場合、光硬化していない部分の割合が相対的に増すためよりメルトしやすくなる。実際、一般的な黒色感光性樹脂組成物を用いた場合、数百μｍ程
度の太線であれば２μｍ以上の厚膜パターンを形成することも可能であるが、本発明のような６μｍ以下の細線パターンではポストベーク工程において樹脂が顕著にメルト（溶融）してしまうため２μｍ以上の厚膜を得ることは至難である。
When the line width of the BM is thin and the film thickness is thick, the proportion of the portion that is not photocured is relatively increased, so that it is easier to melt. Actually, when a general black photosensitive resin composition is used, a thick film pattern of 2 μm or more can be formed if it is a thick line of about several hundred μm, but a thin line of 6 μm or less as in the present invention can be formed. In the pattern, since the resin remarkably melts (melts) in the post-baking process, it is very difficult to obtain a thick film of 2 μm or more.
本発明者らはＢＭの形成に用いる黒色感光性樹脂組成物の配合を見直すことで、細線かつ厚膜形成においても、ポストベーク工程でのメルトが抑制され、焼成後も上底線幅が下底線幅よりも太い逆テーパー形状を維持出来ることを見出した。以下に詳細に説明する。 By reconsidering the composition of the black photosensitive resin composition used for forming the BM, the present inventors can suppress the melt in the post-baking process even in the formation of a fine line and a thick film, and the upper base line width is reduced to the lower base line even after firing. It was found that a reverse taper shape thicker than the width can be maintained. This will be described in detail below.
（黒色感光性樹脂組成物）
ＢＭの形成に用いる黒色感光性樹脂組成物は、少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤及び溶剤を含有する。
(Black photosensitive resin composition)
The black photosensitive resin composition used for forming BM contains at least a black pigment, a binder resin, a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a solvent.
（黒色顔料）
黒色顔料としては、カーボンブラックが好適に用いられる。カーボンブラックとしては、ランプブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等のいずれのものを用いても良い。また、チタンブラック、窒化チタン等のチタン系黒色顔料を用いても良い。これらは単独で、あるいは複数種を混合して用いることが出来る。
(Black pigment)
Carbon black is preferably used as the black pigment. As carbon black, any of lamp black, acetylene black, thermal black, channel black, furnace black and the like may be used. Further, titanium black pigments such as titanium black and titanium nitride may be used. These can be used alone or in combination of two or more.
黒色顔料の平均一次粒子径は３０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０ｎｍの範囲である。黒色顔料の平均一次粒子径が４０ｎｍ以下である場合、ポストベーク工程における樹脂のメルトが顕著になり、ＢＭの上底線幅を下底線幅より大きく保つのが困難になる。一方、粒子径が１００ｎｍ以上である場合、ＢＭの表面荒れや直線性不良といった不具合を生じる。 The average primary particle diameter of the black pigment is preferably in the range of 30 to 100 nm, more preferably in the range of 40 to 60 nm. When the average primary particle diameter of the black pigment is 40 nm or less, the melt of the resin in the post-baking process becomes significant, and it becomes difficult to keep the upper base line width of the BM larger than the lower base line width. On the other hand, when the particle diameter is 100 nm or more, problems such as BM surface roughness and poor linearity occur.
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における黒色顔料の割合は４５〜６０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは５０〜５５重量パーセントの範囲である。黒色顔料の割合が４５重量パーセント以下である場合、ポストベーク工程における樹脂のメルトが顕著になり、ＢＭの上底線幅を下底線幅より大きく保つのが困難になる。一方、黒色顔料の割合が６０重量パーセント以上である場合、黒色感光性樹脂組成物の基板に対する密着性が不足し６μｍ以下の細線パターンを形成することが困難になる。 The proportion of the black pigment in the solid content of the black photosensitive resin composition is preferably in the range of 45 to 60 weight percent, more preferably in the range of 50 to 55 weight percent. When the ratio of the black pigment is 45% by weight or less, the resin melt in the post-baking process becomes significant, and it becomes difficult to keep the upper base line width of the BM larger than the lower base line width. On the other hand, when the ratio of the black pigment is 60% by weight or more, the adhesion of the black photosensitive resin composition to the substrate is insufficient, and it becomes difficult to form a fine line pattern of 6 μm or less.
黒色感光性樹脂組成物のポストベーク工程における樹脂のメルトを抑制するために、黒色顔料に加えて各種有機顔料を併用することも可能である。有機顔料としては着色画素の形成に用いる顔料を適宜用いることが出来るが、黒色顔料としてカーボンブラックを用いた場合黄色顔料、橙色顔料及び赤色顔料を用いることがＢＭの反射色が黄味〜赤味を帯びることを抑制出来るため好適である。 In order to suppress the resin melt in the post-baking step of the black photosensitive resin composition, various organic pigments can be used in combination with the black pigment. As an organic pigment, a pigment used for forming a colored pixel can be used as appropriate. When carbon black is used as a black pigment, a yellow pigment, an orange pigment, and a red pigment can be used. It is preferable because it can be suppressed from being charged.
黄色顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０ 、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７ 、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。 Specific examples of yellow pigments include C.I. 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, 181 182,185,187,188,193,194,198,199,213,214, and the like.
赤色顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、１４、４１、４８：１ 、
４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４２、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等が挙げられる。
Specific examples of the red pigment include C.I. I. Pigment red 7, 14, 41, 48: 1,
48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 146, 168, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 242, 246, 254, 255, 264, 270, 272, 279 and the like.
橙色顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、４３、６６、６８、６９、７１、７３等が挙げられる。 Specific examples of orange pigments include C.I. I. Pigment orange 38, 43, 66, 68, 69, 71, 73 and the like.
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における有機顔料の割合は１〜１０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは３〜５重量パーセントの範囲である。有機顔料の割合が１重量パーセント以下である場合、十分なメルト抑制効果を得ることが出来ない。一方、有機顔料の割合が１０重量パーセント以上である場合、黒色感光性樹脂組成物の基板に対する密着性が不足し６μｍ以下の細線パターンを形成することが困難になる。 The ratio of the organic pigment in the solid content of the black photosensitive resin composition is preferably in the range of 1 to 10 weight percent, more preferably in the range of 3 to 5 weight percent. When the ratio of the organic pigment is 1% by weight or less, a sufficient melt suppression effect cannot be obtained. On the other hand, when the ratio of the organic pigment is 10% by weight or more, the adhesion of the black photosensitive resin composition to the substrate is insufficient, and it becomes difficult to form a fine line pattern of 6 μm or less.
（バインダ樹脂）
バインダ樹脂としては細線密着性に優れたカルド構造を有する樹脂（例えば特許第３４４７７６８号公報記載）が好適に用いられる。バインダ樹脂の平均分子量は５０００以上であることが好ましく、より好ましくは６０００以上である。平均分子量が５０００より小さい場合ポストベーク工程における樹脂のメルトが顕著になり、ＢＭの上底線幅を下底線幅より太く保つのが困難になる。
(Binder resin)
As the binder resin, a resin having a cardo structure excellent in fine wire adhesion (for example, described in Japanese Patent No. 3447768) is preferably used. The average molecular weight of the binder resin is preferably 5000 or more, and more preferably 6000 or more. When the average molecular weight is less than 5000, the resin melt becomes remarkable in the post-baking process, and it becomes difficult to keep the upper base line width of the BM thicker than the lower base line width.
また、上記カルド構造を有する樹脂に他の樹脂を加えることもできる。例えばアクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のシクロヘキシルアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレート、スチレンなどの内から３〜５種類程度のモノマーを選定して共重合することにより合成したアクリル樹脂などが挙げられる。 In addition, other resins can be added to the resin having the cardo structure. For example, alkyl acrylate or alkyl methacrylate such as acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, cyclic cyclohexyl acrylate or methacrylate, hydroxyethyl acrylate or methacrylate, styrene, etc. Examples include acrylic resins synthesized by selecting and copolymerizing about 3 to 5 types of monomers.
（重合性モノマー）
光重合性モノマーとしては、例えば、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンテトラ（メタ）アクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらの成分は単独又は混合物として使用される。また、各種変性（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等を用いることも可能である。中でも、二重結合当量が小さく高感度化が達成できるペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
(Polymerizable monomer)
Examples of the photopolymerizable monomer include ethylene glycol (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and polypropylene glycol. Di (meth) acrylate, hexane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, glycerin tetra (meth) acrylate, tetratrimethylolpropane tri (meth) Acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta ( Data) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and the like, these components are used alone or as a mixture. Various modified (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates, and the like can also be used. Among these, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, which have a small double bond equivalent and can achieve high sensitivity, are preferably used.
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における重合性モノマーの割合は３〜２０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは５〜１５重量パーセントの範囲である。重合性モノマーの割合が３重量パーセント以下である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が不足する。一方、重合性モノマーの割合が２０重量パーセント以上である場合、黒色感光性樹脂組成物の基板に対する密着性が不足し６μｍ以下の細線パターンを形成するこ
とが困難になる。
The ratio of the polymerizable monomer in the solid content of the black photosensitive resin composition is preferably in the range of 3 to 20 percent by weight, more preferably in the range of 5 to 15 percent by weight. When the ratio of the polymerizable monomer is 3% by weight or less, the sensitivity of the black photosensitive resin composition is insufficient. On the other hand, when the ratio of the polymerizable monomer is 20% by weight or more, the adhesion of the black photosensitive resin composition to the substrate is insufficient, and it becomes difficult to form a fine line pattern of 6 μm or less.
（光重合開始剤）
光重合開始剤としては少量添加でも高感度化可能な下記一般式（１）で表されるオキシムエステル化合物を用いることが好ましい。
(Photopolymerization initiator)
As the photopolymerization initiator, it is preferable to use an oxime ester compound represented by the following general formula (1) that can be highly sensitive even when added in a small amount.
上記一般式（１）において、Ｘ１・Ｘ３・Ｘ６は、それぞれ独立にＲ１１、ＯＲ１１、ＣＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３又はＣＮを表し、Ｘ２は置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表し、Ｘ４及びＸ５は、それぞれ独立に、Ｒ１１、ＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３、ＮＲ１２ＣＯＲ１１、ＯＣＯＲ１１、ＣＯＯＲ１１、ＳＣＯＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＳＯＲ１１、ＣＮ、ハロゲン原子又は水酸基を表す。Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表す。ａ及びｂはそれぞれ独立に、０〜３である。 In the general formula (1), X 1 , X 3, and X 6 each independently represent R 11 , OR 11 , COR 11 , SR 11 , CONR 12 R 13, or CN, and X 2 has a substituent. An optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and an optionally substituted aryl having 7 to 30 carbon atoms Represents an alkyl group or an optionally substituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms, and X 4 and X 5 each independently represent R 11 , OR 11 , SR 11 , COR 11 , CONR 12. R 13, NR 12 COR 11, OCOR 11, COOR 11, SCOR 11, COSR 11, COSR 11, CSOR 11, CN, a halogen atom or a hydroxyl group. R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an optionally substituted carbon atom having 6 to 6 carbon atoms. It represents a 30 aryl group, an optionally substituted arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or an optionally substituted heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms. a and b are each independently 0-3.
Ｘ１は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基等の炭素数１０以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数１０以下の側鎖を有しても良い環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数１０以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。 X 1 is particularly preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, n-, from the viewpoint of ease of synthesis, sensitivity, solubility, and storage stability when contained in a photosensitive coloring composition. Alkyl groups having 10 or less carbon atoms such as butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-amyl group, isoamyl group, t-amyl group, n-hexyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc. A cyclic alkyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, 2- (1-methoxypropyl) group, 2- (1-ethoxypropyl) group and the like which may have a side chain having 10 or less carbon atoms, etc. It is an alkyl group having 10 or less carbon atoms and having one ether bond in the methylene chain.
Ｘ３は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくは水素、またはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数６以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数６以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。 X 3 is particularly preferably hydrogen, or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group from the viewpoint of ease of synthesis, sensitivity, solubility, and storage stability when contained in a photosensitive coloring composition. , N-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-amyl group, isoamyl group, t-amyl group, n-hexyl group and other alkyl groups having 6 or less carbon atoms, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc. 6 or less cyclic alkyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, 2- (1-methoxypropyl) group, 2- (1-ethoxypropyl) group and the like having 6 or less carbon atoms in the methylene chain An alkyl group having one ether bond.
Ｘ６は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数６以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数６以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。 X 6 is particularly preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n- group, from the viewpoint of ease of synthesis, sensitivity, solubility, and storage stability when contained in a photosensitive coloring composition. Alkyl groups having 6 or less carbon atoms such as butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-amyl group, isoamyl group, t-amyl group and n-hexyl group, and 6 or less carbon atoms such as cyclopentyl group and cyclohexyl group. It has 6 or less carbon atoms such as cyclic alkyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, 2- (1-methoxypropyl) group, 2- (1-ethoxypropyl) group and the like, and an ether bond is formed in the methylene chain. It is an alkyl group having one.
Ｘ２は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数６以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数６以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。 X 2 is particularly preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-group, from the viewpoint of ease of synthesis, sensitivity, solubility, and storage stability when contained in a photosensitive coloring composition. Alkyl groups having 6 or less carbon atoms such as butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-amyl group, isoamyl group, t-amyl group and n-hexyl group, and 6 or less carbon atoms such as cyclopentyl group and cyclohexyl group. It has 6 or less carbon atoms such as cyclic alkyl group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, 2- (1-methoxypropyl) group, 2- (1-ethoxypropyl) group and the like, and an ether bond is formed in the methylene chain. It is an alkyl group having one.
Ｘ４及びＸ５は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくは水素、またはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基である。 X 4 and X 5 are particularly preferably hydrogen, a methyl group, an ethyl group, or an n-propyl group from the viewpoint of ease of synthesis, sensitivity, solubility, and storage stability when contained in a photosensitive coloring composition. , An isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an n-amyl group, an isoamyl group, a t-amyl group, an n-hexyl group, and the like.
上記一般式（１）で表される光重合開始剤の具体例としては、例えば下記一般式（２）の化合物が挙げられる。 Specific examples of the photopolymerization initiator represented by the general formula (1) include, for example, a compound represented by the following general formula (2).
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における前記光重合開始剤の割合は１〜１０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは２〜７重量パーセントの範囲である。光重合開始剤の割合が１重量パーセント以下である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が不足する。一方、光重合開始剤の割合が１０重量パーセント以上である場合、ＢＭのパターン線幅が太りすぎてしまう。 The ratio of the photopolymerization initiator in the solid content of the black photosensitive resin composition is preferably in the range of 1 to 10 weight percent, more preferably in the range of 2 to 7 weight percent. When the ratio of the photopolymerization initiator is 1% by weight or less, the sensitivity of the black photosensitive resin composition is insufficient. On the other hand, when the ratio of the photopolymerization initiator is 10 weight percent or more, the pattern line width of the BM is too thick.
前記光重合開始剤と共に、他の光重合開始剤を併用することも可能である。他の光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または必要に応じて任意の比率で２種以上混合して用いることができる。黒色感光性樹脂組成物の固形分中における他の光重合開始剤の割合は０．１〜２．０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．２〜１．０重量パーセントの範囲である。 It is also possible to use other photopolymerization initiators together with the photopolymerization initiator. Other photopolymerization initiators 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)- Acetophenone compounds such as butan-1-one, benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzoate Benzophenone compounds such as zophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2- Thioxanthone compounds such as chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 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 (trichloromethyl) -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, triazine compounds such as 2,4-trichloromethyl (4'-methoxystyryl) -6-triazine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine Phosphine compounds such as oxide, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl anthraquino Quinone compounds such as borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds and the like. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more at any ratio as required. The ratio of the other photopolymerization initiator in the solid content of the black photosensitive resin composition is preferably in the range of 0.1 to 2.0 weight percent, more preferably 0.2 to 1.0 weight percent. It is a range.
（溶剤）
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、キシレン、酢酸イソアミル、酢酸ｎアミル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、液体ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エステル、エチルエトキシプロピオネートなどが挙げられる。
(solvent)
Solvents include methanol, ethanol, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, diglyme, cyclohexanone, ethylbenzene, xylene, isoamyl acetate, n amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono Ethyl ether acetate, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, triethylene glycol, Liethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether acetate, liquid polyethylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether , Dipropylene glycol monoethyl ether acetate, lactic acid ester, ethyl ethoxypropionate and the like.
（その他添加剤）
黒色感光性樹脂組成物には、さらに塗布性を向上させるための界面活性剤、基板との密着性を向上させるためのシランカップリング剤等を併用することができる。
(Other additives)
The black photosensitive resin composition can be used in combination with a surfactant for further improving coatability, a silane coupling agent for improving adhesion to the substrate, and the like.
上記界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。 Examples of the surfactant include fluorine surfactants such as perfluoroalkyl phosphates and perfluoroalkyl carboxylates, anionic surfactants such as higher fatty acid alkali salts, alkyl sulfonates, and alkyl sulfates, and higher amines. Cationic surfactants such as halogenates and quaternary ammonium salts, nonionic surfactants such as polyethylene glycol alkyl ethers, polyethylene glycol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters and fatty acid monoglycerides, amphoteric surfactants, silicone surfactants Surfactants such as agents can be used, and these may be used in combination.
シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメトキシシラン等のエポキシシラン類、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン類、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン類等のアミノシラン類、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネートシラン類等が挙げられる。 As the silane coupling agent, vinyl silanes such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, epoxy silanes such as 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyldimethoxysilane, Methacrylsilanes such as 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- Aminosilanes such as phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, mercaptosilanes such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrieth Isocyanate silanes such as Shishiran like.
（着色画素）
本発明のカラーフィルタ基板は少なくとも赤色、緑色、青色画素から成り、それぞれの着色画素は、例えば、前記着色材、バインダ樹脂、分散剤等の添加剤、光重合開始剤、溶剤などを含む着色感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソ法により形成することができる。
特に、赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することを特徴としている。これらの着色材は高精細であるが故に、一般的なカラーフィルタ基板と比して開口率が低い本発明の形状においても十分な
透過率を得ることが可能になる。
(Colored pixels)
The color filter substrate of the present invention is composed of at least red, green, and blue pixels, and each colored pixel includes, for example, an additive such as the colorant, binder resin, and dispersant, a photopolymerization initiator, a solvent, and the like. It can form by the photolithographic method using a conductive resin composition.
In particular, red pixels are C.I. I. Pigment Red 254, green pixels are C.I. I. The pigment green 58 and the blue pixel are characterized by containing a coloring material selected from one or more of xanthene dyes or triarylmethane dyes. Since these coloring materials have high definition, it is possible to obtain sufficient transmittance even in the shape of the present invention having a low aperture ratio as compared with a general color filter substrate.
本発明のカラーフィルタ基板における着色画素の形成は、例えば、以下のようにして行う。前記ＢＭが形成された基板上に、赤色感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。乾燥後、ＢＭの開口部に対応したパターンを有するフォトマスクを介して露光する。現像処理により未露光部を除去した後、ポストベークすることでＢＭの開口部に赤色画素を形成することが出来る。一連の操作を緑色、青色色材を含有した着色感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、赤色、緑色、青色画素を有するカラーフィルタを製造することができる。なお、着色画素の入色順はここに示す限りではなく順不同である。 The formation of the colored pixels in the color filter substrate of the present invention is performed as follows, for example. A coating film of a red photosensitive resin composition is formed on the substrate on which the BM is formed. After drying, exposure is performed through a photomask having a pattern corresponding to the opening of the BM. A red pixel can be formed in the opening portion of the BM by removing the unexposed portion by developing and then post-baking. By performing a series of operations using a colored photosensitive resin composition containing green and blue color materials, a color filter having red, green and blue pixels can be produced. In addition, the order of color entry of the colored pixels is not limited to the order shown here, and the order is random.
（赤色画素）
本発明のカラーフィルタ基板における赤色画素は、少なくともピグメントレッド２５４を含む赤色感光性樹脂組成物を用いて前記ＢＭ形成と同様のフォトリソグラフィー法により形成される。
(Red pixel)
The red pixel in the color filter substrate of the present invention is formed by a photolithography method similar to the BM formation using a red photosensitive resin composition containing at least pigment red 254.
赤色画素の形成に用いる赤色感光性樹脂組成物には、ピグメントレッド２５４以外の着色材を併用することも可能である。例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド７、１４、４１、４８：１ 、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４２、２４６、２５５、２６４、２６９、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、７１、７３等の橙色顔料、更にはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０ 、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１ 、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７ 、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４等の黄色顔料を併用することができる。また、分光調整のため各種染料を併用することも可能である。 A coloring material other than Pigment Red 254 can be used in combination with the red photosensitive resin composition used for forming the red pixel. For example, C.I. I. Pigment Red 7, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 146, 168, 177, 178, 184, Red pigments such as 185, 187, 200, 202, 208, 210, 242, 246, 255, 264, 269, 270, 272, 279; I. Pigment Orange 43, 71, 73 and the like, and C.I. 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 It can be used in combination with the yellow pigments such as 182,185,187,188,193,194,198,199,213,214. In addition, various dyes can be used in combination for spectral adjustment.
（緑色画素）
本発明のカラーフィルタ基板における緑色画素は、少なくともピグメントグリーン５８を含む緑色感光性樹脂組成物を用いて前記ＢＭ形成と同様のフォトリソグラフィー法により形成される。
(Green pixel)
The green pixel in the color filter substrate of the present invention is formed by a photolithography method similar to the BM formation using a green photosensitive resin composition containing at least pigment green 58.
緑色画素の形成に用いる緑色感光性樹脂組成物には、ピグメントグリーン５８以外の着色材を併用することも可能である。例えばＣ．Ｉ．ピグメントグリーン７、１０、３６、３７、などの緑色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン１、３、４、５、７、２８、２９、３２、３３、３４、３５などの緑色染料を併用することができる。また、緑色感光性樹脂組成物には、前記黄色顔料を併用することもできる。更に、黄色染料を用いることも可能である。 A coloring material other than Pigment Green 58 can be used in combination with the green photosensitive resin composition used for forming the green pixel. For example, C.I. I. Pigment Green 7, 10, 36, 37, etc., green pigments, C.I. I. Green dyes such as Solvent Green 1, 3, 4, 5, 7, 28, 29, 32, 33, 34, and 35 can be used in combination. Moreover, the said yellow pigment can also be used together with a green photosensitive resin composition. Further, it is possible to use a yellow dye.
（青色画素）
本発明のカラーフィルタ基板における青色画素は、キサンテン系染料、トリアリールメタン系染料のうち一つ以上の染料を含む青色感光性樹脂組成物を用いて、前記ＢＭ形成と同様のフォトリソグラフィー法により形成される。
(Blue pixel)
The blue pixel in the color filter substrate of the present invention is formed by a photolithography method similar to the BM formation using a blue photosensitive resin composition containing at least one of a xanthene dye and a triarylmethane dye. Is done.
前記青色感光性樹脂組成物には、キサンテン系染料、トリアリールメタン系染料以外の着色材を併用することも可能である。例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０などの青色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５、３７、５９、６７などの青色染料を併用することができる。また、青色感光性樹脂組成物には、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することもできる。更に、紫色染料を用いることも可能である。 The blue photosensitive resin composition may be used in combination with a colorant other than xanthene dyes and triarylmethane dyes. For example, C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 80 and the like, C.I. I. Blue dyes such as Solvent Blue 35, 37, 59, 67 can be used in combination. The blue photosensitive resin composition includes C.I. I. Purple violet pigments such as CI Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, and 50 can be used in combination. Further, a purple dye can be used.
（透明保護膜）
本発明のカラーフィルタ基板は、平坦性を向上させて液晶の配向不良を防ぐため、着色画素中の不純物が液晶層に溶出するのを防ぐために透明保護膜を設けてもよい。透明保護膜としては熱硬化タイプ、光硬化タイプのいずれを用いても良い。
(Transparent protective film)
The color filter substrate of the present invention may be provided with a transparent protective film in order to prevent the impurities in the colored pixels from eluting into the liquid crystal layer in order to improve flatness and prevent liquid crystal alignment defects. As the transparent protective film, either a thermosetting type or a photocuring type may be used.
液晶表示装置において混色を軽減するためにはＢＭと液晶層を近接させることが重要である。このため、透明保護膜を形成する場合は特にＢＭ上の膜厚を極力薄くする必要がある。ＢＭ上における透明保護膜の膜厚は０．６μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下である。 In order to reduce color mixing in a liquid crystal display device, it is important to bring the BM and the liquid crystal layer close to each other. For this reason, when forming a transparent protective film, it is necessary to make the film thickness on BM as thin as possible especially. The film thickness of the transparent protective film on the BM is preferably 0.6 μm or less, more preferably 0.3 μm or less.
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタ基板と、ＴＦＴ等のアクティブ素子を有する対向基板と、両基板間に保持される液晶とを具備して成る。
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention comprises the color filter substrate of the present invention, a counter substrate having active elements such as TFTs, and a liquid crystal held between the substrates.
図４は、本発明の液晶表示装置構成の一例を示す模式的な断面図である。この液晶表示装置８は、カラーフィルタ基板１と、カラーフィルタ基板１に対向して設けられ、基板に平行な向きに電界をかける電極を備えた対向基板９、カラーフィルタ基板１と対向基板９の間に充填された液晶１０とを具備する。カラーフィルタ基板１および対向基板９の液晶セルと反対側の主面には、例えばポリビニルアルコールにヨウ素錯体を延伸したＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム等からなる偏光板１１が設けられている。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the liquid crystal display device of the present invention. The liquid crystal display device 8 includes a color filter substrate 1, a counter substrate 9 provided with electrodes facing the color filter substrate 1 and applying an electric field in a direction parallel to the substrate, and the color filter substrate 1 and the counter substrate 9. And a liquid crystal 10 filled therebetween. On the main surface of the color filter substrate 1 and the counter substrate 9 opposite to the liquid crystal cell, a polarizing plate 11 made of, for example, a TAC (triacetyl cellulose) film obtained by stretching an iodine complex on polyvinyl alcohol is provided.
また、この対向基板９は、基板２と、基板２上に設けられた共通電極１２と、共通電極１２を覆って設けられた絶縁層１３と、絶縁層１３上に設けられた画素電極１４とを有する。液晶１０は、画素電極１４が設けられた絶縁層１３とカラーフィルタ基板１の配向膜１５との間に配置される。 The counter substrate 9 includes a substrate 2, a common electrode 12 provided on the substrate 2, an insulating layer 13 provided so as to cover the common electrode 12, and a pixel electrode 14 provided on the insulating layer 13. Have The liquid crystal 10 is disposed between the insulating layer 13 provided with the pixel electrode 14 and the alignment film 15 of the color filter substrate 1.
（液晶表示装置の混色）
本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置の混色軽減効果について以下に説明する。
(Color mixing of liquid crystal display devices)
The effect of reducing the color mixture of the liquid crystal display device using the color filter substrate of the present invention will be described below.
図５は本発明のＢＭ形状が逆テーパー型であるカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を、斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing color mixing when a liquid crystal display device using a color filter substrate having a BM shape of an inverted taper type according to the present invention is viewed from an oblique direction.
一方、図６は従来のＢＭ形状が順テーパー型であるカラーフィルタ基板を用いた（後述する比較例１に相当）液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。 On the other hand, FIG. 6 is a schematic diagram showing color mixture when a liquid crystal display device using a color filter substrate having a conventional BM shape of a forward taper type (corresponding to Comparative Example 1 described later) is viewed from an oblique direction.
また、図７も同様に、従来のＢＭ形状が順テーパー型であるカラーフィルタ基板を用いた（後述する比較例２に相当）液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。 Similarly, FIG. 7 is a schematic diagram showing color mixture when a liquid crystal display device using a color filter substrate with a conventional BM shape having a forward taper type (corresponding to Comparative Example 2 described later) is viewed from an oblique direction. is there.
図示するように、本発明のカラーフィルタ基板は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が従来公知のカラーフィルタ基板と比して顕著に小さ
く、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも大きい逆テーパー形状であるため、混色の影響を大幅に低減することが可能である。
As shown in the figure, the color filter substrate of the present invention has a ratio (l A / d 1 ) between the width l A of the opening section divided by BM and the film thickness d 1 of BM as compared with a conventionally known color filter substrate. Therefore, the influence of color mixing can be greatly reduced because the BM has an inversely tapered shape in which the upper base line width l 1 of the BM is larger than the lower base line width l 2 .
これに対し、比較例１のカラーフィルタ基板は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が大きいため、混色の影響が大きくなる。 In contrast, the color filter substrate of Comparative Example 1 has a large ratio (l A / d 1 ) of the width l A of the opening section partitioned by BM and the film thickness d 1 of BM, so that the influence of color mixing becomes large. .
また、比較例３のカラーフィルタ基板は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）は相対的に小さいものの、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも細い順テーパー形状であるため、本発明のカラーフィルタ基板を用いた場合と比して混色の影響が大きくなる。 Further, the color filter substrate of Comparative Example 3 has a BM upper bottom line width although the ratio (l A / d 1 ) of the width l A of the opening section divided by the BM and the film thickness d 1 of the BM is relatively small. Since l 1 has a forward taper shape that is narrower than the lower bottom line width l 2 , the influence of color mixing is greater than when the color filter substrate of the present invention is used.
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these Examples.
［着色感光性樹脂組成物の調整］
次のようにして実施例、比較例に用いた黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５と、赤色、緑色、青色感光性樹脂組成物を調整した。
[Preparation of colored photosensitive resin composition]
The black photosensitive resin composition No. used in the examples and comparative examples as follows. 1-No. 5 and red, green, and blue photosensitive resin compositions were prepared.
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．１の調整］
カルド樹脂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（分子量５０００、固形分５５．１％）４．９５ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）１．１１ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．７０ｇ、カーボンブラック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分散液(一次粒子径４０ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)４７．９５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４５．２９ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．３の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度５５．０重量％）を得た。
[Black photosensitive resin composition No. Adjustment of 1]
1.11 g of dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .: KAYARAD DPHA) to 4.95 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution of cardo resin (molecular weight 5000, solid content 55.1%), photopolymerization Initiator (manufactured by ADEKA: NCI-831) 0.70 g, propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion of carbon black (primary particle size 40 nm, solid content 26.0%, pigment concentration in the solid content 75.0% by weight) 47.95 g and 45.29 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were added and stirred well to obtain a black photosensitive resin composition No. 3 (solid content 17.0%, carbon black pigment concentration 55.0% by weight) was obtained.
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．２の調整］
カルド樹脂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（分子量６０００、固形分５６．０％）７．４２ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）２．１２ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．５３ｇ、カーボンブラック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分散液(一次粒子径１００ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３９．２３ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０．７０ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．２の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度４５．０重量％）を得た。
[Black photosensitive resin composition No. Adjustment of 2]
2.12 g of dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .: KAYARAD DPHA), 7.42 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution of cardo resin (molecular weight: 6000, solid content: 56.0%), photopolymerization Initiator (manufactured by ADEKA: NCI-831), 0.53 g of propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion of carbon black (primary particle diameter 100 nm, solid content 26.0%, pigment concentration in solid content 75.0% by weight) 39.23 g and 50.70 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were added and stirred well to obtain a black photosensitive resin composition No. 100 g (solid content: 17.0%, carbon black pigment concentration: 45.0% by weight).
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．３の調整］
カルド樹脂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（分子量４０００、固形分５６．１％）２．７９ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）０．９５ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．８９ｇ、カーボンブラック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分散液(一次粒子径３０ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)５３．３１ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０．７０ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．２の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度６０．０重量％）を得た。
[Black photosensitive resin composition No. Adjustment of 3]
0.95 g of dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .: KAYARAD DPHA) to 2.79 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution of cardo resin (molecular weight 4000, solid content 56.1%), photopolymerization Initiator (manufactured by ADEKA: NCI-831) 0.89 g, propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion of carbon black (primary particle diameter 30 nm, solid content 26.0%, pigment concentration in the solid content 75.0% by weight) 53.31 g and 50.70 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were added and stirred well to obtain a black photosensitive resin composition No. 100 g (solid content: 17.0%, carbon black pigment concentration: 60.0% by weight) was obtained.
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．４の調整］
カルド樹脂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（分子量５０００、固形分５５．１％）１０．４２ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）１．５３ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．６７ｇ、カーボンブラック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分散液(一次粒子径２０ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３４．８７ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５２．５１ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．４の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度４０．０重量％）を得た。
[Black photosensitive resin composition No. Adjustment of 4]
10.43 g of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of a cardo resin (molecular weight 5000, solid content 55.1%), 1.53 g of a dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .: KAYARAD DPHA), photopolymerization Initiator (made by ADEKA: NCI-831) 0.67 g, propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion of carbon black (primary particle diameter 20 nm, solid content 26.0%, pigment concentration in solid content 75.0 wt%) 34.87 g and propylene glycol monomethyl ether acetate 52.51 g were added and stirred well to obtain a black photosensitive resin composition No. 4 (solid content 17.0%, carbon black pigment concentration 40.0% by weight) was obtained.
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．５の調整］
カルド樹脂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（分子量５０００、固形分５５．１％）９．４１ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）１．４２ｇ、光重合開始剤（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ−０２）１．３３ｇ、カーボンブラック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分散液(一次粒子径１００ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３４．８７ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５２．９７ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．５の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度４０．０重量％）を得た。
[Black photosensitive resin composition No. Adjustment of 5]
1.42 g of dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .: KAYARAD DPHA) to 9.41 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution (molecular weight 5000, solid content 55.1%) of cardo resin, photopolymerization Initiator (BASF Japan, Inc .: IrgacureOXE-02) 1.33 g, propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion of carbon black (primary particle size 100 nm, solid content 26.0%, pigment concentration in the solid content 75.0% by weight ) 34.87 g and propylene glycol monomethyl ether acetate 52.97 g were added and stirred well to obtain a black photosensitive resin composition No. 5 (solid content 17.0%, carbon black pigment concentration 40.0% by weight) was obtained.
［赤色感光性樹脂組成物の調整］
アクリル樹脂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（固形分２０．０％）９．３３ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製：Ｍ４０２）３．８２ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９）０．８８ｇ、光重合開始剤２（日本化薬社製：ＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ‐Ｓ）０．１５ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４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分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７０．０重量％)１６．８１ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度６０．０重量％）１９．６０ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４９．４１ｇを加えてよく攪拌し、赤色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度３３．６重量％）を得た。
[Adjustment of red photosensitive resin composition]
To 9.33 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution (solid content 20.0%) of acrylic resin, 3.82 g of dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Toagosei Co., Ltd .: M402), photopolymerization initiator 1 (BASF Manufactured by Japan: IRGACURE 379) 0.88 g, photopolymerization initiator 2 (manufactured by Nippon Kayaku: KAYACURE DETX-S) 0.15 g, C.I. I. Pigment Red 254 in propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion (solid content 20.0%, pigment concentration in solid content 70.0% by weight) 16.81 g, C.I. I. Pigment Red 177 propylene glycol monomethyl acetate dispersion (solid content 20.0%, pigment concentration in solid content 60.0% by weight) 19.60 g and propylene glycol monomethyl ether acetate 49.41 g were added and stirred well. 100 g (solid content: 14.0%, pigment concentration: 33.6% by weight) of the photosensitive resin composition was obtained.
［緑色感光性樹脂組成物の調整］
アクリル樹脂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（固形分２０．０％）１３．５７ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製：Ｍ４０２）２．０６ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９）０．９０ｇ、光重合開始剤２（ＡＤＥＫＡ社製：アデカオプトマーＮ−１９１９」）０．１０ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８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分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３５．２８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度５０．０重量％）５．８５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４２．２４ｇを加えてよく攪拌し、緑色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度４２．０重量％）を得た。
[Adjustment of green photosensitive resin composition]
To 13.57 g of propylene glycol monomethyl ether acetate solution (solid content 20.0%) of acrylic resin, 2.06 g of dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Toagosei Co., Ltd .: M402), photopolymerization initiator 1 (BASF Manufactured by Japan: IRGACURE 379) 0.90 g, photopolymerization initiator 2 (manufactured by ADEKA: Adekaoptomer N-1919)) 0.10 g, C.I. I. 35.28 g of a pigment green 58 propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion (solid content: 20.0%, pigment concentration in solid content: 75.0% by weight), C.I. I. Pigment Yellow 150 propylene glycol monomethyl acetate dispersion (solid content: 20.0%, pigment concentration in solid content: 50.0% by weight) 5.85 g and propylene glycol monomethyl ether acetate 42.24 g were added and stirred well. 100 g (solid content: 14.0%, pigment concentration: 42.0% by weight) of the photosensitive resin composition was obtained.
［青色感光性樹脂組成物の調整］
アクリル樹脂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（固形分２０．０％）３８．８０ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製：Ｍ４０２）３．７３ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９）１．４０ｇ、光重合開始剤２（日本化薬社製：ＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ−Ｓ）０．４６ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６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分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７０．０重量％)１５．５４ｇ、キサンテン系染料０．５４ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３９．５３ｇを加えてよく攪拌し、青色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１７．０％、着色材濃度１６．０重量％）を得た。
[Adjustment of blue photosensitive resin composition]
To 38.80 g of a propylene glycol monomethyl ether acetate solution (solid content 20.0%) of acrylic resin, 3.73 g of a dipentaerythritol penta / hexaacrylate mixture (manufactured by Toagosei Co., Ltd .: M402), photopolymerization initiator 1 (BASF Manufactured by Japan: IRGACURE 379) 1.40 g, photopolymerization initiator 2 (manufactured by Nippon Kayaku: KAYACURE DETX-S) 0.46 g, C.I. I. Pigment Blue 15: 6 propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion (solid content 20.0%, pigment concentration in solid content 70.0% by weight) 15.54 g, xanthene dye 0.54 g and propylene glycol monomethyl ether acetate 39 .53 g was added and stirred well to obtain 100 g (solid content: 17.0%, colorant concentration: 16.0% by weight) of the blue photosensitive resin composition.
＜実施例１＞
［ＢＭ（ＢＭ）基板の製造］
ガラス基板（コーニング社製：ＥＡＧＬＥ ＸＧ）上にスピンコート法により上記黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．１の塗膜を形成した。乾燥後、９０℃のホットプレートで１分間プリベークした。接触式膜厚計にて測定した塗膜の膜厚は２．７μｍであった。次に、格子状のパターンを有するフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプ（照度２６ｍＷ／ｃｍ２）を用いて黒色感光性樹脂組成物の塗膜に紫外光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射した。続いて、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像することにより未露光部を除去し、ＢＭのパターンを形成した。現像後のＢＭ膜厚ｄ１は２．７μｍであった。また、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｓ−４８００）にて測長したＢＭパターンの上底線幅ｌ１／下底線幅ｌ２はそれぞれ６．２μｍ／５．８μｍであり、ＢＭの開口部の短辺の幅ｌＡは１９．８μｍであった。この基板を２３０℃のクリーンオーブンで２０分間ポストベークし、ＢＭ基板１を得た。ＢＭ基板１の膜厚と線幅を確認したところ、ＢＭ膜厚ｄ１は２．３μｍであり、ＢＭパターンの上底線幅ｌ１／下底線幅ｌ２はそれぞれ６．１μｍ／５．８μｍであり、ＢＭの開口部の短辺の幅は１９．９μｍであった。
<Example 1>
[Manufacture of BM (BM) substrate]
On the glass substrate (Corning Corp. make: EAGLE XG), the said black photosensitive resin composition No. was spin-coated. 1 coating film was formed. After drying, it was pre-baked for 1 minute on a hot plate at 90 ° C. The film thickness of the coating film measured with a contact-type film thickness meter was 2.7 μm. Next, 100 mJ / cm 2 of ultraviolet light was irradiated to the coating film of the black photosensitive resin composition using a super high pressure mercury lamp (illuminance 26 mW / cm 2 ) through a photomask having a lattice pattern. Subsequently, development was performed with a 2.5% by weight aqueous sodium carbonate solution to remove unexposed portions, and a BM pattern was formed. The BM film thickness d 1 after development was 2.7 μm. Further, the upper base line width l 1 / lower base line width l 2 of the BM pattern measured with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies: S-4800) are 6.2 μm / 5.8 μm, respectively. The width l A of the short side of the opening was 19.8 μm. This substrate was post-baked for 20 minutes in a clean oven at 230 ° C. to obtain a BM substrate 1. When the film thickness and line width of the BM substrate 1 were confirmed, the BM film thickness d 1 was 2.3 μm, and the upper base line width l 1 / lower base line width l 2 of the BM pattern were 6.1 μm / 5.8 μm, respectively. The width of the short side of the BM opening was 19.9 μm.
［カラーフィルタ基板の製造］
上記ＢＭ基板１上にスピンコート法により、上記赤色感光性樹脂組成物の塗膜を形成した。乾燥後、９０℃のホットプレートで１分間プリベークした。次に、ＢＭの開口部に対応したパターンを有するフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプ（照度２６ｍＷ／ｃｍ２）を用いて赤色感光性樹脂組成物の塗膜に紫外光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射した。続いて、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、２３０℃のクリーンオーブンで２０分間ポストベークすることでＢＭ基板１上に赤色画素を形成した。同様の操作を上記緑色、青色感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、ＢＭ基板１上に赤色、緑色、青色の着色画素が形成されたカラーフィルタ基板１を得た。接触式膜厚計にて測定した赤色、緑色、青色画素の膜厚はいずれも１．７μｍであった。得られたカラーフィルタ基板１上にスピンコート法により、透明熱硬化性樹脂組成物の塗膜を形成した。乾燥後、９０℃のホットプレートで１分間プリベークした。続いて２３０℃のクリーンオーブンで２０分間ポストベークすることにより透明保護膜を形成したカラーフィルタ基板１を得た。走査型電子顕微鏡にて測長したカラーフィルタ基板１の着色画素／ＢＭ上における透明保護膜の膜厚はそれぞれ１．０μｍ／０．４μｍであった。
[Manufacture of color filter substrates]
A coating film of the red photosensitive resin composition was formed on the BM substrate 1 by spin coating. After drying, it was pre-baked for 1 minute on a hot plate at 90 ° C. Next, the coating film of the red photosensitive resin composition is irradiated with ultraviolet light at 100 mJ / cm 2 using a super high pressure mercury lamp (illuminance 26 mW / cm 2 ) through a photomask having a pattern corresponding to the opening of the BM. did. Subsequently, development was performed with a 2.5 wt% sodium carbonate aqueous solution, and red baking was performed on the BM substrate 1 by post-baking in a clean oven at 230 ° C. for 20 minutes. A color filter substrate 1 in which red, green, and blue colored pixels were formed on the BM substrate 1 was obtained by performing the same operation using the green and blue photosensitive resin compositions. The red, green and blue pixel film thicknesses measured with a contact-type film thickness meter were all 1.7 μm. A coating film of a transparent thermosetting resin composition was formed on the obtained color filter substrate 1 by spin coating. After drying, it was pre-baked for 1 minute on a hot plate at 90 ° C. Subsequently, a color filter substrate 1 on which a transparent protective film was formed was obtained by post-baking in a clean oven at 230 ° C. for 20 minutes. The film thicknesses of the transparent protective films on the colored pixels / BM of the color filter substrate 1 measured with a scanning electron microscope were 1.0 μm / 0.4 μm, respectively.
［液晶表示装置の製造］
カラーフィルタ基板１上にポリイミド配向膜を形成してラビング処理を施した。続いて、このカラーフィルタ基板１とＴＦＴアレイ、共通電極、絶縁膜並びに画素電極を形成した対向ガラス基板とを注入口を残してシール剤で貼り合せ、注入口から液晶組成物を注入した。注入後、注入口を封止した。得られた液晶セルの両側に偏光板を貼り付け、バックライトユニットを装着して液晶表示装置１を得た。
[Manufacture of liquid crystal display devices]
A polyimide alignment film was formed on the color filter substrate 1 and rubbed. Subsequently, the color filter substrate 1 and the counter glass substrate on which the TFT array, the common electrode, the insulating film, and the pixel electrode were formed were bonded together with a sealant leaving an injection port, and a liquid crystal composition was injected from the injection port. After the injection, the injection port was sealed. A polarizing plate was attached to both sides of the obtained liquid crystal cell, and a backlight unit was attached to obtain a liquid crystal display device 1.
＜実施例２〜５、比較例１〜３＞
黒色感光性樹脂組成物Ｎ０．１〜５及び赤色、緑色、青色感光性樹脂組成物を用いて、下記表１に記載のＢＭの膜厚／線幅、ＢＭ開口部の短辺の幅、着色画素膜厚、着色画素／ＢＭ上における透明保護膜の膜厚の条件で、実施例２〜５、比較例１〜３を行い、カラー
フィルタ基板及び液晶表示装置を作製した。
<Examples 2-5, Comparative Examples 1-3>
Using black photosensitive resin composition N0.1-5 and red, green, and blue photosensitive resin compositions, the BM film thickness / line width, the short side width of the BM opening, and coloring described in Table 1 below Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were performed under the conditions of the pixel thickness and the thickness of the transparent protective film on the colored pixel / BM to produce a color filter substrate and a liquid crystal display device.
［評価方法］
実施例１〜５、比較例１〜３で得られた液晶表示装置を用いて、その表示領域全面に赤色ベタを表示し、視野角特性評価装置（ＥＬＤＩＭ社製：ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８）にて視野角０°、４５°のＸＹＺ表色系における色度ｘ、ｙを測定した。視野角０°の測定値ｘ０、ｙ０、視野角４５°の測定値ｘ４５、ｙ４５から視野角０°、４５°の色差（（ｘ０−ｘ４５）２＋（ｙ０−ｙ４５）２）１／２を算出した。色差が０．０５以下であるものを◎、色差が０．１５以下であるものを○、色差が０．１５より大きいものを×とした。その結果を下記表２に記す。
[Evaluation method]
Using the liquid crystal display devices obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, a red solid is displayed on the entire display area, and the viewing angle is 0 with a viewing angle characteristic evaluation device (ELDIM: EZContrastXL88). The chromaticity x, y in the XYZ color system at 45 ° was measured. Measured values x 0 and y 0 at a viewing angle 0 °, measured values x 45 and y 45 at a viewing angle 45 °, and a color difference ((x 0 −x 45 ) 2 + (y 0 −y) from the viewing angle 0 ° and 45 °. 45 ) 2 ) 1/2 was calculated. A sample having a color difference of 0.05 or less was evaluated as ◎, a sample having a color difference of 0.15 or less as ○, and a sample having a color difference greater than 0.15 as ×. The results are shown in Table 2 below.
［比較評価］
実施例１〜５で得られた本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が従来公知のカラーフィルタ基板と比して顕著に小さく、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも太い逆テーパー形状であるため、正面から見た場合と斜め４５°から見た場合の色差が小さく良好な視認性を示した。
[Comparison evaluation]
In the liquid crystal display device using the color filter substrate of the present invention obtained in Examples 1 to 5, the ratio between the width l A of the opening section partitioned by BM and the film thickness d 1 of BM (l A / d 1 ) Is significantly smaller than a conventionally known color filter substrate, and the BM upper base line width l 1 has a reverse taper shape that is thicker than the lower base line width l 2 , so that it is viewed from the front and from an angle of 45 °. The color difference in the case was small and good visibility was shown.
これに対し、比較例１のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が大きいため、正面から見た場合と斜め４５°から見た場合の色差が大きい。実際、斜め４５°から見た際の主観評価は赤色というよりも寧ろ紫色であった。 On the other hand, the liquid crystal display device using the color filter substrate of Comparative Example 1 has a large ratio (l A / d 1 ) between the width l A of the opening partitioned by BM and the film thickness d 1 of BM. The color difference between the front view and the 45 ° oblique view is large. In fact, the subjective evaluation when viewed from an angle of 45 ° was purple rather than red.
また、比較例２のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ＢＭ形成に用いる黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．４の顔料濃度が低く一次粒子径が小さいため、現像後膜厚２．６μｍ、線幅６．２μｍという条件下ではポストベーク工程におけるメルトが顕著で膜厚が大幅に減ってしまう。結果としてｌＡ／ｄ１の値が大きくなり、正面から見た場合と斜め４５°から見た場合の色差が大きい。この場合も斜め４５°から見た際の主観評価は赤色というよりも寧ろ紫色であった。 In addition, the liquid crystal display device using the color filter substrate of Comparative Example 2 is a black photosensitive resin composition No. used for BM formation. No. 4 has a low pigment concentration and a small primary particle size. Therefore, under the conditions of a post-development film thickness of 2.6 μm and a line width of 6.2 μm, the melt in the post-baking process is remarkable and the film thickness is greatly reduced. As a result, the value of l A / d 1 increases, and the color difference between when viewed from the front and when viewed obliquely from 45 ° is large. In this case as well, the subjective evaluation when viewed from an oblique angle of 45 ° was purple rather than red.
一方、比較例３のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ｌＡ／ｄ１の値は相対的に小さいものの、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも細い順テーパー形状であるため、本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置と比して混色の影響が大きくなる。結果、比較例１および２よりは色差が小さいものの、斜め４５°から見た際の主観評価では紫色を帯びた赤色であった。 On the other hand, the liquid crystal display device using the color filter substrate of Comparative Example 3 has a forward tapered shape in which the upper base line width l 1 of the BM is narrower than the lower base line width l 2 although the value of l A / d 1 is relatively small. Therefore, the influence of the color mixture becomes larger than that of the liquid crystal display device using the color filter substrate of the present invention. As a result, although the color difference was smaller than those of Comparative Examples 1 and 2, the subjective evaluation when viewed from an oblique angle of 45 ° was purple-red.
１・・・カラーフィルタ基板、 ２・・・基板、 ３・・・ＢＭ、 ４・・・赤色画素
５・・・緑色画素、 ６・・・青色画素、 ７・・・透明保護膜、 ８・・・液晶表示
装置、 ９・・・対向基板、 １０・・液晶、 １１・・偏光板、 １２・・共通電極
１３・・絶縁膜、 １４・・画素電極、 １５・・配向膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter board | substrate, 2 ... Board | substrate, 3 ... BM, 4 ... Red pixel 5 ... Green pixel, 6 ... Blue pixel, 7 ... Transparent protective film ..Liquid crystal display device 9 .. Opposite substrate 10 ..Liquid crystal 11 ..Polarizing plate 12 ..Common electrode 13 ..Insulating film 14 ..Pixel electrode 15.
Claims (9)
前記ブラックマトリックスが少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物を硬化して形成されたものから成り、
前記ブラックマトリックスの前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、その上底線幅をｌ１としたときに、ｌ１はｌ２より大きく、６．２μｍ以下であり、且つ、膜厚が２．１μｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板。 A black matrix having a plurality of rectangular openings having a length of at least one side of 20 μm or less on a transparent substrate, and a color filter substrate in which colored pixels are respectively disposed on the rectangular openings,
The black matrix is formed by curing a black photosensitive resin composition containing at least a black pigment, a binder resin, a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a solvent,
When the bottom base line width of the black matrix in contact with the transparent substrate is l 2 and the top base line width is l 1 , l 1 is larger than l 2 and not more than 6.2 μm, and the film thickness is 2. A color filter substrate having a thickness of 1 μm or more.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017078152A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | 株式会社カネカ | Black resin composition, polyimide with black resin cured film and production method therefor, and flexible printed wiring board using black resin cured film |
| JP2017107020A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 東京応化工業株式会社 | Black color photosensitive composition |
| WO2017169819A1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 株式会社Adeka | Black photosensitive resin composition |
| JP2017203848A (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Substrate for display, display, method for manufacturing substrate for display |
| US10379409B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-08-13 | Japan Display Inc. | Substrate for display apparatus and display apparatus |
| CN111487812A (en) * | 2019-10-30 | 2020-08-04 | 友达光电股份有限公司 | Display device |
-
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Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10822465B2 (en) | 2015-11-06 | 2020-11-03 | Kaneka Corporation | Black resin composition, polyimide with black resin cured film and production method therefor, and flexible printed wiring board using black resin cured film |
| WO2017078152A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | 株式会社カネカ | Black resin composition, polyimide with black resin cured film and production method therefor, and flexible printed wiring board using black resin cured film |
| JP2017107020A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 東京応化工業株式会社 | Black color photosensitive composition |
| KR20170067672A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 | Black Photosensitive Resin Composition |
| KR102624794B1 (en) * | 2015-12-08 | 2024-01-12 | 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 | Black Photosensitive Resin Composition |
| WO2017169819A1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 株式会社Adeka | Black photosensitive resin composition |
| CN108475019A (en) * | 2016-03-29 | 2018-08-31 | 株式会社艾迪科 | Black-colored photosensitive resin composition |
| JPWO2017169819A1 (en) * | 2016-03-29 | 2019-02-14 | 株式会社Adeka | Black photosensitive resin composition |
| JP7041615B2 (en) | 2016-03-29 | 2022-03-24 | 株式会社Adeka | Black photosensitive resin composition |
| CN108475019B (en) * | 2016-03-29 | 2022-02-11 | 株式会社艾迪科 | Black photosensitive resin composition |
| US11175543B2 (en) | 2016-05-10 | 2021-11-16 | Japan Display Inc. | Display device |
| US11143888B2 (en) | 2016-05-10 | 2021-10-12 | Japan Display Inc. | Substrate for display apparatus, display apparatus, and method of manufacturing substrate for display apparatus |
| US10768493B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-09-08 | Japan Display Inc. | Substrate for display apparatus and display apparatus |
| US10379409B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-08-13 | Japan Display Inc. | Substrate for display apparatus and display apparatus |
| US11500253B2 (en) | 2016-05-10 | 2022-11-15 | Japan Display Inc. | Display device |
| US11860457B2 (en) | 2016-05-10 | 2024-01-02 | Japan Display Inc. | Substrate for display apparatus, display apparatus, and method of manufacturing substrate for display apparatus |
| JP2017203848A (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Substrate for display, display, method for manufacturing substrate for display |
| CN111487812A (en) * | 2019-10-30 | 2020-08-04 | 友达光电股份有限公司 | Display device |
| CN111487812B (en) * | 2019-10-30 | 2022-11-18 | 友达光电股份有限公司 | Display device |
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