JP2011221078A - Array substrate and liquid crystal display device comprising the same - Google Patents
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Abstract
【課題】アレイ基板側にカラーフィルタを具備する液晶表示装置において、製造工程を増加させることなく、均一なセル厚みを維持することが可能なアレイ基板と、それを備えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】アレイ基板と、このアレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、これら2つの基板間に狭持された液晶層とから構成される液晶表示素子に用いるアレイ基板において透明基板に、少なくとも画素電極と、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆って設けられた複数色の着色層からなる着色画素とを備えるアレイ基板であって、前記着色層の少なくとも2層以上を用いて、対向基板と液晶材料を介して所定の隙間を保持するためのスペーサが積層形成されている。
【選択図】図6In a liquid crystal display device having a color filter on the array substrate side, an array substrate capable of maintaining a uniform cell thickness without increasing manufacturing steps and a liquid crystal display device including the same are provided. .
An array for use in a liquid crystal display element comprising an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap, and a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates An array substrate comprising, on a transparent substrate, at least a pixel electrode, a thin film transistor for driving the pixel electrode, and a colored pixel composed of a plurality of colored layers provided so as to cover the thin film transistor. At least two or more layers are used to laminate a spacer for holding a predetermined gap via the counter substrate and the liquid crystal material.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、液晶表示装置用のアレイ基板に関するものであり、特にアレイ基板側にカラーフィルタを備えた液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having a color filter on the array substrate side.
カラー液晶表示装置はコンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。このカラー液晶表示装置は、図1に示すように、アレイ基板(2)と、このアレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板(1)と、これら2つの基板間に狭持された液晶層(4)と、から構成される液晶表示素子を備えており、アレイ基板(2)および対向基板(1)の一方の基板には、カラー化のために通常、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の着色層からなるカラーフィルタが設けられている。 Color liquid crystal display devices are rapidly spreading mainly in computer terminal display devices and television image display devices. As shown in FIG. 1, the color liquid crystal display device includes an array substrate (2), a counter substrate (1) disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap therebetween, and a narrow space between the two substrates. A liquid crystal display element composed of a held liquid crystal layer (4), and one of the array substrate (2) and the counter substrate (1) is usually red (R) for colorization. ), Green (G), and blue (B) are provided with a color filter composed of colored layers of three colors.
近年、この液晶表示装置には、高コントラスト化、高視野角化、低消費電力等の様々な要求があり、液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠なカラーフィルタにおいても同様の要求を達成する必要がある。通常、カラーフィルタは対向基板に設けられていたが、最近では、例えば、特許文献1、2に開示されているように、この着色画素や樹脂により形成されるブラックマトリックス(以下「BM」と称する)をアレイ基板側に形成する試みもなされている。
In recent years, this liquid crystal display device has various demands such as high contrast, high viewing angle, low power consumption, etc., and the same requirements have been achieved for color filters indispensable for color display of liquid crystal display devices. There is a need to. Usually, the color filter is provided on the counter substrate, but recently, for example, as disclosed in
これまで、アレイ基板と対向基板との貼り合せ時の位置ずれによる表示不良を防ぐために、カラーフィルタに設けられるBMを、アレイ基板側の配線よりも広く設けなければならず、画素の開口率を向上させることができないという問題があった。一方、カラーフィルタをアレイ基板側に形成することにより、このような問題を解決することができる。 Until now, in order to prevent display defects due to misalignment between the array substrate and the counter substrate, the BM provided in the color filter has to be provided wider than the wiring on the array substrate side, and the aperture ratio of the pixel is increased. There was a problem that it could not be improved. On the other hand, such a problem can be solved by forming the color filter on the array substrate side.
図2は、カラーフィルタを構成する着色層をアレイ基板側に形成した構造の一例である。一画素内での液晶分子の配向方向が複数の方向になるように制御した視野角の広い、配向分割垂直配向方式の液晶表示装置(MVA(Multi−domain Vertical Alignment)−LCD)の一例の断面を模式的に示した説明図である。 FIG. 2 shows an example of a structure in which a colored layer constituting the color filter is formed on the array substrate side. Cross section of an example of a liquid crystal display device (MVA (Multi-domain Vertical Alignment) -LCD) having a wide viewing angle and controlled so that the alignment directions of liquid crystal molecules in one pixel are a plurality of directions. It is explanatory drawing which showed typically.
図2に示すように、このMVA方式の液晶表示装置は、液晶層(4)を介して、ガラス基板(11)上にスリット(14)を有する共通電極(13)が設けられた対向基板(1)と、ガラス基板(21)上に薄膜トランジスタ層(3)、着色層(23)、画素電極(24)、突起(25)が設けられたアレイ基板(2)とを配置した構造である。突起(25)及びスリット(14)は、一画素内で互い違いの位置に設けられている。これら突起(25)及びスリット(14)は、液晶分子の配向を制御する機能を有している。この液晶表示装置は、ラビング処理に代わり突起及びスリットを設けることによって液晶分子の配向を制御する。画素電極(24)は、ITO(酸化インジウム・スズ)、酸化亜鉛、酸化スズなどからなる透明導電膜であり、フォトエッチングによって1画素毎に区切られて、着色層(23)上に設けられている。画素電極は、着色層にフォトリソグラフィ法を用いて形成されたコンタクトホールによりドレイン電極(36)を通じて薄膜トランジスタ層(3)と接続されており、電圧を印加することにより一画素毎に液晶を駆動させることが可能となっている。アレイ基板の周辺には駆動回路としてゲート線ドライバ及びデータ線ドライバ、及びこれらを制御するコントローラを有している。 As shown in FIG. 2, this MVA liquid crystal display device has a counter substrate (a common substrate (13) having a slit (14) provided on a glass substrate (11) through a liquid crystal layer (4)). 1) and an array substrate (2) provided with a thin film transistor layer (3), a colored layer (23), a pixel electrode (24), and a protrusion (25) on a glass substrate (21). The protrusion (25) and the slit (14) are provided at alternate positions in one pixel. These protrusions (25) and slits (14) have a function of controlling the alignment of liquid crystal molecules. This liquid crystal display device controls the alignment of liquid crystal molecules by providing protrusions and slits instead of rubbing treatment. The pixel electrode (24) is a transparent conductive film made of ITO (indium tin oxide), zinc oxide, tin oxide, or the like, and is provided on the colored layer (23) by photoetching and separated for each pixel. Yes. The pixel electrode is connected to the thin film transistor layer (3) through the drain electrode (36) through a contact hole formed in the colored layer by using a photolithography method, and the liquid crystal is driven for each pixel by applying a voltage. It is possible. Around the array substrate, there are a gate line driver and a data line driver as a drive circuit, and a controller for controlling them.
図3は、カラーフィルタを構成する着色層及びBMをアレイ基板側に形成した構造の一例であり、薄膜トランジスタ層(3)上にBM(28)を形成している。アレイ基板側に着色層及びBMを形成することにより、画素の開口率を向上させるだけでなく、TN(T
wisted Nematic)方式やPSA(Polymer Sustained Alignment)方式といった対向基板(1)側に配向分割用のスリット(14)や突起(19)を必要としない液晶駆動方式を用いた液晶表示装置において、対向基板(1)は、ガラス基板(11)に共通電極(13)及び配向膜(15)のベタ膜を形成すればよいため、液晶パネル製造時における、対向基板(1)とアレイ基板(2)を貼り合せる工程においてアライメントを必要としないためにタクトタイムを向上させることが可能となる。
FIG. 3 shows an example of a structure in which a colored layer and a BM constituting the color filter are formed on the array substrate side, and the BM (28) is formed on the thin film transistor layer (3). By forming the colored layer and the BM on the array substrate side, not only the aperture ratio of the pixel is improved, but also TN (T
In a liquid crystal display device using a liquid crystal driving method that does not require alignment dividing slits (14) or protrusions (19) on the counter substrate (1) side, such as a twisted nematic (PSA) method or a PSA (Polymer Sustained Alignment) method. In (1), since the common electrode (13) and the solid film of the alignment film (15) may be formed on the glass substrate (11), the counter substrate (1) and the array substrate (2) at the time of manufacturing the liquid crystal panel are used. Since alignment is not required in the bonding process, the tact time can be improved.
従来、対向基板(1)とアレイ基板(2)との間隙を一定に保持するために、ビーズスペーサを画素上に散布する方法が一般的であった。しかし、この方法ではビーズスペーサを意図的に配置できないために、画素上に散布されたビーズスペーサによる様々な不具合が発生していた。例えば、ビーズスペーサの凝集によるセル膜厚の不均一や、ビーズスペーサ近傍での液晶の配向不良によるコントラストの低下や、ビーズスペーサにより配向膜が欠損することにより発生する輝点不良等が挙げられる。 Conventionally, in order to maintain a constant gap between the counter substrate (1) and the array substrate (2), a method of spreading bead spacers on the pixels has been common. However, since this method cannot intentionally arrange the bead spacers, various problems have occurred due to the bead spacers scattered on the pixels. For example, the cell thickness is not uniform due to the aggregation of the bead spacers, the contrast is lowered due to poor alignment of the liquid crystal near the bead spacers, and the bright spot is defective due to the alignment film being lost due to the bead spacers.
そのため、図4に示すように、着色層を重ね合わせることによってスペーサを構成した液晶表示装置の提案がなされている(例えば、特許文献3、4、5、6参照)。
For this reason, as shown in FIG. 4, a liquid crystal display device in which spacers are formed by overlapping colored layers has been proposed (see, for example,
特許文献3に示すように、着色層を重ね合わせることにより構成したスペーサが、十分な保護層を持たない透明電極を含んでいると、液晶パネル製造時の圧力印加により透明電極にクラックが入り、クラック自身及びクラックにより遊離した透明電極の破片が表示不良の原因となってしまう。そのため、特許文献4、5においては、透明電極の破損防止及びアレイ基板(2)と対向基板(1)の短絡防止の観点から、透明電極上に絶縁スペーサを形成する提案がされている。しかしながら、何れの提案においても、上述のTN方式やPSA方式といった対向基板(1)側に配向分割用のスリット(14)や突起(19)を必要としない液晶駆動方式においては、製造工程が増加するため、好ましくない。
As shown in
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、アレイ基板側にカラーフィルタを具備する液晶表示装置において、製造工程を増加させることなく、均一なセル厚みを維持することが可能なアレイ基板と、それを備えた液晶表示装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and in a liquid crystal display device having a color filter on the array substrate side, it is possible to maintain a uniform cell thickness without increasing the number of manufacturing steps. It is an object to provide a simple array substrate and a liquid crystal display device including the same.
本発明の請求項1に係る第1の発明は、
アレイ基板と、このアレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、これ
ら2つの基板間に狭持された液晶層とから構成される液晶表示素子に用いるアレイ基板において
透明基板に、少なくとも画素電極と、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆って設けられた複数色の着色層からなる着色画素とを備えるアレイ基板であって、
前記着色層の少なくとも2層以上を用いて、対向基板と液晶材料を介して所定の隙間を保持するためのスペーサが積層形成されていることを特徴とするアレイ基板である。
The first invention according to
A transparent substrate in an array substrate used for a liquid crystal display element comprising an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap, and a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates And an array substrate comprising at least a pixel electrode, a thin film transistor for driving the pixel electrode, and a colored pixel comprising a colored layer of a plurality of colors provided so as to cover the thin film transistor,
The array substrate is characterized in that a spacer for holding a predetermined gap is laminated on the counter substrate and the liquid crystal material using at least two or more of the colored layers.
次に、本発明の請求項2に係る第2の発明は、
アレイ基板と、このアレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、これら2つの基板間に狭持された液晶層とから構成される液晶表示素子に用いるアレイ基板において
透明基板に、少なくとも画素電極、および前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆って設けられた複数色の着色層からなる着色画素と、前記着色画素を区画する遮光層とを備えるアレイ基板であって、
前記遮光層および前記着色層の少なくとも2層以上を用いて、対向基板と液晶材料を介して所定の隙間を保持するためのスペーサが積層形成されていることを特徴とするアレイ基板である。
Next, a second invention according to
A transparent substrate in an array substrate used for a liquid crystal display element comprising an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap, and a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates An array substrate comprising at least a pixel electrode, a thin film transistor for driving the pixel electrode, a colored pixel comprising a plurality of colored layers provided to cover the thin film transistor, and a light shielding layer for partitioning the colored pixel. And
The array substrate is characterized in that a spacer for holding a predetermined gap is laminated and formed between the counter substrate and the liquid crystal material using at least two layers of the light shielding layer and the colored layer.
次に、本発明の請求項3に係る第3の発明は、
請求項1または請求項2に記載するアレイ基板と、このアレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板と、これら2つの基板間に狭持された液晶層とから構成される液晶表示素子を具備することを特徴とする液晶表示装置である。
Next, a third invention according to
The array substrate according to
次に、本発明の請求項4に係る第4の発明は、
請求項3に記載する液晶表示装置に具備される液晶表示素子を構成する対向基板が、透明基板に、少なくとも前記透明基板を覆う透明電極と、前記透明電極上を覆って設けられた配向膜とにより形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。
Next, a fourth invention according to claim 4 of the present invention is:
A counter substrate constituting a liquid crystal display element included in the liquid crystal display device according to
本発明によれば、アレイ基板側にカラーフィルタと積層スペーサを合わせて設けることで、製造工程を増加させることなく、また、生産性を落とすことなく、均一なセル厚みを維持することが可能なアレイ基板と、表示品質の良好な液晶表示装置を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to maintain a uniform cell thickness without increasing the number of manufacturing steps or reducing productivity by providing a color filter and a laminated spacer together on the array substrate side. An array substrate and a liquid crystal display device with good display quality can be manufactured.
以下に、本発明に係るアレイ基板とそれを用いて形成された液晶表示素子を具備する液晶表示装置を、その一実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図面の符号は、同一の機能を担う構成については、従来と区別せずに同じ符号を用いて説明する。 Hereinafter, a liquid crystal display device including an array substrate according to the present invention and a liquid crystal display element formed using the array substrate will be described in detail based on an embodiment thereof. Note that, in the following description, the same reference numerals are used for the components having the same functions in the following description without distinguishing them from conventional ones.
本発明に係る液晶表示装置は、アレイ基板側にカラーフィルタと積層スペーサが合わせて設けられている液晶表示素子を具備していることが特徴であり、その実施形態の一例を図6及び図7に示す。 The liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal display element in which a color filter and a laminated spacer are provided on the array substrate side. An example of the embodiment is shown in FIGS. Shown in
従来の対向基板側にカラーフィルタを形成し、同時に形成した積層スペーサを形成した構成に比較して、本発明のアレイ基板側にカラーフィルタと積層スペーサが合わせて設けられている液晶表示素子を具備した液晶表示装置は、工程の減少あるいはタクトタイム減によるコストダウンが期待できる。 Compared to a conventional structure in which a color filter is formed on the counter substrate side and a multi-layer spacer is formed at the same time, a liquid crystal display element provided with the color filter and the multi-layer spacer is provided on the array substrate side of the present invention. Such a liquid crystal display device can be expected to reduce costs due to a reduction in the number of processes or a reduction in tact time.
従来のカラーフィルタ基板を対抗基板とする場合、配向膜塗布及びそれに続くパネル貼り合わせ工程前に要するその製造工程は、例えばR、G、Bの着色画素とその少なくとも2色以上を用いて積層スペーサを同時に形成する着色画素形成工程と、その後着色画素及び積層スペーサの上にITOなどの透明導電膜からなる共通電極を成膜する工程と、VA(Vertical Alignment)形成あるいはスリット形成等の配向制御工程との後で、カラーフィルタ基板とアレイ基板のショートを防ぐために、積層スペーサ部分のITO膜にVA材などでキャップを被せるか、又は、ITOのエッチングでPS部分のITOの除去を行う絶縁化工程を必要とする。このとき対応するアレイ基板は、TFT形成工程と、ITO成膜やスリット形成による画素電極形成工程からなる。すなわち、液晶駆動方式がVA、IPS(In Plane Switching)の場合少なくとも5工程、液晶駆動方式がTN、PSAの場合少なくとも6工程となる。対向基板のカラーフィルタ側に積層スペーサがある場合、VA形成やITOスリット形成と同時にこの工程を行うが、TNやPSAといった液晶駆動方式の場合、元々この工程が無いために工程増加となる。 When a conventional color filter substrate is used as a counter substrate, the manufacturing process required before the alignment film coating and the subsequent panel bonding process is performed by using, for example, R, G, B colored pixels and at least two or more of them as laminated spacers. Forming a colored electrode and a common electrode made of a transparent conductive film such as ITO on the colored pixel and the laminated spacer, and an alignment control process such as VA (Vertical Alignment) formation or slit formation. In order to prevent a short circuit between the color filter substrate and the array substrate, an insulating process is performed in which the ITO film in the laminated spacer portion is covered with a VA material or the ITO in the PS portion is removed by etching ITO. Need. The corresponding array substrate at this time consists of a TFT formation step and a pixel electrode formation step by ITO film formation or slit formation. That is, when the liquid crystal driving method is VA and IPS (In Plane Switching), there are at least five steps, and when the liquid crystal driving method is TN and PSA, at least six steps. If there is a laminated spacer on the color filter side of the counter substrate, this process is performed simultaneously with the VA formation and the ITO slit formation. However, in the case of a liquid crystal drive system such as TN or PSA, the process is increased because this process is not originally present.
それに対して、本発明に係るアレイ基板のTFT側に積層スペーサを形成する場合その製造工程は、対向基板ではITOの透明電極成膜工程と、配向制御工程となり、対応するアレイ基板は、TFT形成工程と、RGB形成工程、ITO成膜やスリット形成による画素電極形成工程からなる。すなわち、液晶駆動方式がTN、PSA、IPSの場合少なくとも4工程、液晶駆動方式がVAの場合少なくとも5工程となる。この場合、元々必要な画素電極形成工程により積層スペーサ部分のITOを除去することができるので、どのような液晶駆動方式でも工程増にはならない。 On the other hand, when the laminated spacer is formed on the TFT side of the array substrate according to the present invention, the manufacturing process is an ITO transparent electrode film forming process and an orientation control process in the counter substrate, and the corresponding array substrate is formed in TFT. And a pixel electrode forming step by RGB forming step, ITO film forming or slit forming. That is, when the liquid crystal driving method is TN, PSA, or IPS, there are at least four steps, and when the liquid crystal driving method is VA, there are at least five steps. In this case, since the ITO in the laminated spacer portion can be removed by a necessary pixel electrode formation process, the number of processes is not increased by any liquid crystal driving method.
さらに、液晶駆動方式がTNやPSAのような対向基板側で配向制御を必要としない場合には、アレイ基板と対向基板との貼り合わせ時、アライメントフリーとなり、タクトタイムの大幅な減少が可能となる。なお、従来のカラーフィルタ基板を対抗基板とする場合、BM上に積層スペーサを形成するが、本発明のアレイ基板側では、ゲート線や共通配線上に積層スペーサを形成する。 Furthermore, when the liquid crystal drive method does not require alignment control on the counter substrate side such as TN or PSA, alignment is free when the array substrate and the counter substrate are bonded, and the tact time can be greatly reduced. Become. When a conventional color filter substrate is used as a counter substrate, a laminated spacer is formed on the BM. On the array substrate side of the present invention, a laminated spacer is formed on the gate line and the common wiring.
本発明に係る液晶表示装置は、少なくとも画素電極(24)、および前記画素電極を駆
動する薄膜トランジスタ(3)と、前記薄膜トランジスタを覆って設けられた複数色の着色画素(23)を備えたアレイ基板(2)と、前記アレイ基板に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板(1)と、を備えており、当該複数色の画素は少なくとも着色層から構成されている。複数色には赤、緑、青(RGB)の組み合わせやそれらにイエロー、マゼンダ、シアンを追加した組み合わせが挙げられるが、本発明のアレイ基板及び液晶表示装置はRGB系に対して特に好ましく適用できる。
The liquid crystal display device according to the present invention includes at least a pixel electrode (24), a thin film transistor (3) for driving the pixel electrode, and a plurality of colored pixels (23) provided so as to cover the thin film transistor. (2) and a counter substrate (1) disposed opposite to the array substrate while maintaining a predetermined gap, and the pixels of the plurality of colors are composed of at least a colored layer. A plurality of colors include a combination of red, green, and blue (RGB), and a combination in which yellow, magenta, and cyan are added. The array substrate and the liquid crystal display device of the present invention can be particularly preferably applied to an RGB system. .
本発明に係る液晶表示装置に用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、好ましくは80%以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、PETなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。 The transparent substrate used in the liquid crystal display device according to the present invention preferably has a certain transmittance with respect to visible light, and preferably has a transmittance of 80% or more. Generally, it may be one used in a liquid crystal display device, and examples thereof include a plastic substrate such as PET and glass, but a glass substrate is usually used.
図5及び図6、図7に示すように、アレイ基板は透明基板上に、モリブデンやタングステンもしくはその合金等の金属からなるゲート線(38)およびゲート電極(31)を配置し、これらを覆うように酸化ケイ素・窒化ケイ素等からなるゲート絶縁膜(32)が配置されている。また、ゲート絶縁膜上にはアモルファス・シリコンなどの半導体層(34)が配置され、更にモリブデンやアルミニウムからなるソース線(37)、ソース電極(35)、ドレイン電極(36)が配置されスイッチング素子を形成している。スイッチング素子の上には、酸化ケイ素・窒化ケイ素等からなる保護層(33)が配置される。 As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the array substrate includes a gate line (38) and a gate electrode (31) made of a metal such as molybdenum, tungsten, or an alloy thereof on a transparent substrate, and covers them. Thus, a gate insulating film (32) made of silicon oxide, silicon nitride or the like is arranged. Further, a semiconductor layer (34) such as amorphous silicon is disposed on the gate insulating film, and further, a source line (37), a source electrode (35), and a drain electrode (36) made of molybdenum or aluminum are disposed, thereby switching elements. Is forming. A protective layer (33) made of silicon oxide, silicon nitride or the like is disposed on the switching element.
アレイ基板上への着色層および遮光層の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィ法、エッチング法など何れかの方法で作製できる。高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色樹脂組成物をアレイ基板上に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜にパターン露光、現像することで一色の着色層を形成する工程を各色毎に繰り返し行って着色画素を形成するフォトリソグラフィ法が好ましい。 The colored layer and the light shielding layer can be formed on the array substrate by any known method such as an inkjet method, a printing method, a photolithography method, or an etching method. In consideration of high definition, controllability and reproducibility of spectral characteristics, a colored resin composition in which a pigment is dispersed in a transparent resin together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in an appropriate solvent is applied onto the array substrate. A photolithography method is preferred in which a colored film is formed by repeating the process of forming a colored layer of one color by forming a coated film and pattern exposing and developing the coated film for each color.
本発明に係る液晶表示装置に用いるアレイ基板側が備える画素を構成する着色層および遮光層は、着色樹脂組成物を調製してフォトリソグラフィ法により形成する場合は例えば以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、3本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。 When the colored layer and the light-shielding layer constituting the pixel provided on the array substrate side used in the liquid crystal display device according to the present invention are prepared by photolithography by preparing a colored resin composition, for example, the following method is used. A pigment serving as a colorant is dispersed in a suitable solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer in a transparent resin. There are various methods such as mill base, three rolls, jet mill and the like, and there are no particular limitations.
本発明のアレイ基板に備える画素を構成する着色層形成に用いて好適な、着色樹脂組成物に用いることのできる着色顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。 A specific example of a color pigment that can be used for a colored resin composition, which is suitable for forming a colored layer constituting a pixel included in the array substrate of the present invention, is indicated by a color index number.
赤色画素を形成するための赤色着色組成物には、例えばC.I.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、279等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
Examples of red coloring compositions for forming red pixels include C.I. I.
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、20、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、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、1
27、128、129、137、138、139、144、146、147、148、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、199、213、214等が挙げられる。また、橙色顔料としてはC.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。
Examples of yellow pigments include C.I. I.
27, 128, 129, 137, 138, 139, 144, 146, 147, 148, 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, 199, 213, 214 and the like. As orange pigments, C.I. I.
緑色画素を形成するための緑色着色組成物には、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る。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することができる。
Examples of the green coloring composition for forming a green pixel include C.I. I.
青色画素を形成するための青色着色組成物には、例えばC.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等の青色顔料、好ましくはC.I. Pigment Blue 15:6を用いることができる。また、青色着色組成物には、C.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料、好ましくはC.I. Pigment Violet 23を併用することができる。
Examples of the blue coloring composition for forming a blue pixel include C.I. I.
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。 In combination with the organic pigment, an inorganic pigment may be used in combination in order to ensure good coatability, sensitivity, developability and the like while balancing saturation and lightness. Inorganic pigments include yellow lead, zinc yellow, red bean (red iron oxide (III)), cadmium red, ultramarine, bitumen, chromium oxide green, cobalt green and other metal oxide powders, metal sulfide powders, metal powders, etc. Can be mentioned. Furthermore, for color matching, a dye can be contained within a range that does not lower the heat resistance.
遮光層を形成する遮光性着色組成物に用いられる遮光剤には、カーボンブラックや酸化チタンの他に、赤、青、緑、黄、紫色等の着色顔料の混合物を用いることが出来る。遮光剤として用いられるカーボンブラックとしては、三菱化学社製のカーボンブラック#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラック339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLR。キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N908。旭カーボン社製のカーボンブラック旭#80、旭#70、旭#70L、旭F−200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル、デグサ社製のカーボンブラックColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack
Fw18、ColorBlackS170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex1
40U、Printex140V等が挙げられる。
As the light-shielding agent used in the light-shielding coloring composition forming the light-shielding layer, a mixture of colored pigments such as red, blue, green, yellow, and purple can be used in addition to carbon black and titanium oxide. As carbon black used as a light-shielding agent, carbon blacks # 2400, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MCF88, # 650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA220, IL30B, IL31B, IL7B, IL11B, IL52B, # 4000, # 4010, # 55, # 52, # 50, # 47, # 45, # 44 , # 40, # 33, # 32, # 30, # 20, # 10, # 5, CF9, # 3050, # 3150, # 3250, # 3750, # 3950, Diamond Black A, Diamond Black N220M, Diamond Black N234 , Diamond black I, diamond black LI, diamond black II, diamond Rack 339, diamond black SH, diamond black SHA, diamond black LH, diamond black H, diamond black HA, diamond black SF, diamond black N550M, diamond black E, diamond black G, diamond black R, diamond black N760M, diamond black LR . Carbon black thermax N990, N991, N907, N908, N990, N991, N908 made by Cancarb. Carbon black Asahi # 80, Asahi # 70, Asahi # 70L, Asahi F-200, Asahi # 66, Asahi # 66HN, Asahi # 60H, Asahi # 60U, Asahi # 60, Asahi # 55, Asahi # 50H, Asahi # 51, Asahi # 50U, Asahi # 50,
Fw18, ColorBlack S170, ColorBlack S160, SpecialBlack6, SpecialBlack5, SpecialBlack4, SpecialBlack4A, PrintexU, PrintexV, Printex1
40U, Printex 140V, etc. are mentioned.
アレイ基板側に形成する樹脂BMに用いる遮光剤としては、比誘電率と透過率の関係から、カーボンブラックおよび着色顔料の混合品が好ましい。樹脂BMの比誘電率が高いと、配線間および配線−画素電極間の信号伝達に影響を及ぼし、RC遅延やクロストークといった表示不良を引き起こす可能性がある。樹脂BMの比誘電率としては、10以下が好ましく、さらに好ましくは6以下である。着色組成物中への遮光剤の添加量としては、35質量%乃至50質量%が好ましい。遮光剤の添加量が35質量%以下であると十分な遮光性が得られず、遮光剤の添加量が50質量%以上であるとBMとして、十分なパターニング性が得られない。遮光性はOD(Optical Density)値とよばれる透過率の逆数の常用対数によって表される。十分な遮光性を保つためには、樹脂BM全体として、3.5以上のOD値が必要とされる。 As the light-shielding agent used for the resin BM formed on the array substrate side, a mixture of carbon black and a coloring pigment is preferable from the relationship between relative permittivity and transmittance. If the relative dielectric constant of the resin BM is high, signal transmission between wirings and between wirings and pixel electrodes is affected, which may cause display defects such as RC delay and crosstalk. The relative dielectric constant of the resin BM is preferably 10 or less, more preferably 6 or less. The addition amount of the light-shielding agent in the coloring composition is preferably 35% by mass to 50% by mass. When the addition amount of the light-shielding agent is 35% by mass or less, sufficient light-shielding property cannot be obtained, and when the addition amount of the light-shielding agent is 50% by mass or more, sufficient patterning property cannot be obtained as BM. The light shielding property is represented by a common logarithm of the reciprocal of the transmittance called an OD (Optical Density) value. In order to maintain a sufficient light-shielding property, an OD value of 3.5 or more is required for the entire resin BM.
本発明の液晶表示装置に用いるアレイ基板が備える画素を構成する着色層および遮光層の形成に用いて好適な、着色樹脂組成物に用いることのできる透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上である樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または2種以上混合して用いることができる。 The transparent resin that can be used for the colored resin composition, which is suitable for forming the colored layer and the light shielding layer constituting the pixels included in the array substrate used in the liquid crystal display device of the present invention, has a visible light region of 400 to 700 nm. The resin has a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region. The transparent resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin. If necessary, the transparent resin can be used alone or in admixture of two or more monomers or oligomers that are precursors thereof that are cured by irradiation with radiation to produce a transparent resin.
このような樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、スチレンーマレイン酸共重合体、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、およびこれらを変性したもの等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂と不飽和基含有カルボン酸またはその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られた光重合性不飽和基含有樹脂、あるいはノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂またはこれらの変性樹脂が、現像性、パターニング特性、コスト等の点から特に好ましい。 Examples of such resins include polyester resins, polystyrene, styrene-maleic acid copolymers, polyimide resins, epoxy resins, benzoguanamine resins, melamine resins, urea resins, novolac resins, polyvinylphenol resins, and modified ones thereof. Etc. Among these, a photopolymerizable unsaturated group-containing resin obtained by further reacting a reaction product of an epoxy resin and an unsaturated group-containing carboxylic acid or its anhydride with a polybasic carboxylic acid or its anhydride, or a novolak A resin, a resin having a phenolic hydroxyl group such as a polyvinylphenol resin, or a modified resin thereof is particularly preferable from the viewpoint of developability, patterning characteristics, cost, and the like.
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. , Acrylic resins, alkyd resins, polystyrene, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene, polybutadiene, polyimide resins, and the like. Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, and phenol resins.
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。 Examples of the photosensitive resin include (meth) acrylic compounds having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group, A resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used. In addition, linear polymers containing acid anhydrides such as styrene-maleic anhydride copolymers and α-olefin-maleic anhydride copolymers can be obtained from (meth) acrylic compounds having hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylates. Half-esterified products are also used.
用いることのできる多官能重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、β-カルボキシエチル(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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メラミン(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。また、水酸基を有する(メタ)アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる(メタ)アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、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との組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、1種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらは、単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。
Examples of polyfunctional polymerizable monomers and oligomers that can be used include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, β-carboxyethyl (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (Meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate Bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester acrylate, melamine (meth) Various acrylic esters and methacrylic esters such as acrylate, (meth) acrylic ester of methylolated melamine, epoxy (meth) acrylate, various acrylic esters such as urethane acrylate and methacrylic ester, (meth) acrylic acid, styrene, Vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) acrylamide, N-hydro Shimechiru (meth) acrylamide, N- vinylformamide and acrylonitrile. Moreover, it is preferable to use the polyfunctional urethane acrylate which has the (meth) acryloyl group obtained by making polyfunctional isocyanate react with the (meth) acrylate which has a hydroxyl group. The combination of the (meth) acrylate having a hydroxyl group and the polyfunctional isocyanate is arbitrary and is not particularly limited. Moreover, one type of polyfunctional urethane acrylate may be used alone, or two or more types may be used in combination. These can be used alone or in admixture of two or more.
着色樹脂組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。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−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−ピペニル−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、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、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2種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として0.5〜50質量%が好ましく、より好ましくは3〜30質量%である。 When the composition is cured by ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator or the like is added to the colored resin composition. Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4 Benzophenone-based compounds such as methyldiphenyl sulfide, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4- Thioxanthone compounds such as diisopropylthioxanthone and 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-piphenyl-4,6-bis ( Trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4, -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, 2,4- Triazine compounds such as trichloromethyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], O- (acetyl ) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine and other oxime ester compounds, bis (2,4,6) Phosphine compounds such as trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, quinone compounds such as 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, borate compounds, carbazole compounds Compounds, imidazole compounds, titanocene compounds and the like are used. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination. The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 3 to 30% by mass, based on the total solid content of the colored composition.
さらに、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)ベンゾフェノン等の化合物、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は1種または2種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として0.5〜60質量%が好ましく、より好ましくは3〜40質量%である。 また、重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。増感剤として、を併用することもできる。 Furthermore, as a sensitizer, α-acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethylisophthalo Compounds such as phenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoate Ethyl acetate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4 , 4'- Scan (diethylamino) benzophenone, can be used in combination of 4,4'-bis (ethylmethylamino) amine compounds such as benzophenone. These sensitizers can be used alone or in combination. The amount of the sensitizer used is preferably 0.5 to 60% by mass, more preferably 3 to 40% by mass based on the total amount of the photopolymerization initiator and the sensitizer. Moreover, it is preferable to use together a polymerization initiator and a photosensitizer. As a sensitizer, can also be used in combination.
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。 Surfactants include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, alkali salt of styrene-acrylic acid copolymer, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium alkyldiphenyletherdisulfonate, lauryl sulfate monoethanolamine, lauryl Anionic surfactants such as triethanolamine sulfate, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, sodium stearate, sodium lauryl sulfate, monoethanolamine of styrene-acrylic acid copolymer, polyoxyethylene alkyl ether phosphate; Polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as alkyl ether phosphates, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and polyethylene glycol monolaurate; chaotic surfactants such as alkyl quaternary ammonium salts and their ethylene oxide adducts; alkyldimethylamino Examples include amphoteric surfactants such as alkylbetaines such as betaine acetate and alkylimidazolines, and these can be used alone or in admixture of two or more.
さらに、着色樹脂組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは1〜20質量%である。0.1質量%未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、30質量%を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。 Furthermore, the colored resin composition can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent. The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercap -s- triazine, 2- (N, N- dibutylamino) -4,6-dimercapto -s- triazine. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination. The amount of the polyfunctional thiol used is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, based on the total solid content of the colored composition. If it is less than 0.1% by mass, the effect of adding a polyfunctional thiol is insufficient, and if it exceeds 30% by mass, the sensitivity is too high and the resolution is lowered.
着色樹脂組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色組成物中の顔料100質量部に対して、0.1〜10質量部の量で含有させることができる。 The colored resin composition can contain a storage stabilizer in order to stabilize the viscosity with time of the composition. Examples of the storage stabilizer include quaternary ammonium chlorides such as benzyltrimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid, and organic acids such as methyl ether, t-butylpyrocatechol, triethylphosphine, and triphenylphosphine. Examples thereof include phosphine and phosphite. The storage stabilizer can be contained in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the colored composition.
また、着色樹脂組成物には、基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。シランカップリング剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、着色組成物中の顔料100質量部に対して、0.01〜100質量部の量で含有させることができる。 The colored resin composition can also contain an adhesion improver such as a silane coupling agent in order to enhance the adhesion to the substrate. Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinylethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane, (meth) acrylsilanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3 , 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Epoxysilanes such as methyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β ( Aminoethyl) γ-aminopro Lutriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N Examples include aminosilanes such as -phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltriethoxysilane. The silane coupling agent can be contained in an amount of 0.01 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the coloring composition.
着色樹脂組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、着色組成物中の顔料100質量部に対して、800〜4000質量部、好ましくは1000〜2500質量部の量で用いることができる。 The colored resin composition can contain an organic solvent as necessary. Examples of the organic solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, toluene , Methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination. The solvent can be used in an amount of 800 to 4000 parts by mass, preferably 1000 to 2500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment in the coloring composition.
アレイ基板上に遮光層および着色層を形成する方法としては、まず上述の感光性着色組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは50〜120℃で1〜20分ほどすることが好ましい。感光性着色組成物を塗布し着色層を形成した基板にパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。 As a method for forming the light shielding layer and the colored layer on the array substrate, first, the above-mentioned photosensitive colored composition is applied and prebaked. As a means for applying, spin coating, dip coating, die coating, etc. are usually used, but it is not limited to these as long as it can be applied on the substrate with a uniform film thickness. Prebaking is preferably performed at 50 to 120 ° C. for about 1 to 20 minutes. The substrate on which the photosensitive coloring composition is applied to form a colored layer is exposed through a pattern mask. A normal high-pressure mercury lamp or the like may be used as the light source.
続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、もしくは水酸化カリウム水溶液が好んで用いられるが、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものを用いても良い。現像後、水洗、乾燥して任意の一色の画素が得られる。 Subsequently, development is performed. An alkaline aqueous solution is used as the developer. As an example of the alkaline aqueous solution, a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution is preferably used, but a sodium carbonate aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, a mixed aqueous solution thereof, or a surfactant suitable for them. You may use what added. After development, it is washed with water and dried to obtain a pixel of any one color.
以上の一連の工程を、着色組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで、遮光パターンと、この遮光パターンで区画された必要な色数の着色層が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を得ることができる。また、同時にこの着色層の少なくとも2層以上を用いて、スペーサ用の突起がアレイ基板側に形成される。 By repeating the above-described series of steps by changing the color composition and pattern as many times as necessary, a light-shielding pattern and a colored pattern, ie, a plurality of colors, in which the required number of colored layers partitioned by the light-shielding pattern are combined. Can be obtained. At the same time, spacer projections are formed on the array substrate side using at least two or more of the colored layers.
アレイ基板側に形成する着色画素の膜厚としては、一般的に2.0乃至3.5μm程度である。これより膜厚が薄くなると着色画素上に形成する画素電極と配線の距離が近くなることによるRC遅延やクロストーク等の表示不良が懸念されるために、画素電極の十分な開口が得られなくなる。一方、これより膜厚が厚いと、着色画素上に形成するコンタクトホールの開口が困難となる。 The thickness of the colored pixels formed on the array substrate side is generally about 2.0 to 3.5 μm. If the film thickness is thinner than this, there is a concern about display defects such as RC delay and crosstalk due to the distance between the pixel electrode formed on the colored pixel and the wiring being short, so that a sufficient opening of the pixel electrode cannot be obtained. . On the other hand, when the film thickness is thicker than this, it is difficult to open a contact hole formed on the colored pixel.
アレイ基板側に形成する樹脂BMの膜厚としては、1.0乃至3.0μm程度である。これより膜厚が薄くなると、十分な遮光性が得られない、もしくは、遮光剤の濃度が高くなるために比誘電率が高くなってしまう。また、これより膜厚が厚くなると、直線性が悪くなる等の十分なパターニング性が得られない結果となる。樹脂BMの形成段階としては、図6に示すように着色画素の形成前であるか、もしくは着色画素の形成後の何れでも良い。 The resin BM formed on the array substrate side has a thickness of about 1.0 to 3.0 μm. If the film thickness is thinner than this, sufficient light shielding properties cannot be obtained, or the concentration of the light shielding agent becomes high, and the relative dielectric constant becomes high. Further, if the film thickness is thicker than this, sufficient patterning properties such as poor linearity cannot be obtained. As shown in FIG. 6, the resin BM may be formed either before the colored pixels are formed or after the colored pixels are formed.
アレイ基板(2)および対向基板(1)に塗布される配向膜(15、27)は、液晶を所定の方向ダイレクターに配向させる性質をもつので、所定の液晶モードに合せて配向膜を選定する必要がある。配向膜の材料としては、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などの感光性または非感光性のものが好ましく用いられるが、これらに限られるものではない。ただし、配向膜の耐熱性・信頼性の点からポリイミド系樹脂が好ましい。 The alignment films (15, 27) applied to the array substrate (2) and the counter substrate (1) have the property of aligning the liquid crystal in a predetermined direction director, so select the alignment film according to the predetermined liquid crystal mode. There is a need to. As the material for the alignment film, photosensitive or non-photosensitive materials such as polyimide resins, polyamide resins, and polyvinyl alcohol resins are preferably used, but are not limited thereto. However, a polyimide resin is preferable from the viewpoint of heat resistance and reliability of the alignment film.
ポリイミド系樹脂は、可溶性ポリイミド型の配向膜溶液やポリアミック酸型の配向膜溶液を液晶表示装置用基板上に形成した後に、必要に応じて乾燥、焼成や光照射して得られる。配向膜材料は基板上に、フレキソ印刷、スピンコート、ロールコート、スリットダイコート、シルク印刷、インクジェット印刷等により液晶表示装置用基板上に形成される。配向膜として好ましく用いられるポリイミド系樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリアミック酸を加熱または適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いられる。 The polyimide resin is obtained by forming a soluble polyimide type alignment film solution or a polyamic acid type alignment film solution on a substrate for a liquid crystal display device, and then drying, baking or light irradiation as necessary. The alignment film material is formed on the substrate for a liquid crystal display device by flexographic printing, spin coating, roll coating, slit die coating, silk printing, ink jet printing, or the like. The polyimide resin preferably used as the alignment film is not particularly limited, but a polyamic acid obtained by imidation with heating or an appropriate catalyst is preferably used.
本発明の液晶表示装置の構成を実施するために、市販されている配向膜を用いてもよい。例えば、ジェイエスアール社製のAL1000、AL1068、AL1072、AL1077、AL1F00、AL3000、AL4000、AL5000、AL6000、AL7000、AL8000、AL1H659、AL60101、AL60601、JALS−146、JALS−212、JALS−246、JALS−406、JALS−445、JALS−469、JALS−550、JALS−552、JALS−553、JALS−555、JALS−556、JALS−566、JALS−725、JALS−1082、JALS−1085、JALS−1216、チッソ社製のPIA−5140、PIA−5150、PIA−5310、PIA−X322、PIA−2024、PIA−2700、PIA−2800、PIA−2900、日産化学社製のSE−130、SE−150、SE−2110、SE−410、SE−610、SE−1180、SE−2170、SE−1211、SE−1410、SE−3140、SE−3210、SE−3310、SE−3510、SE−5291、SE−5300、SE−6210、SE−7492、SE−7992、SE−7511L、SE−8192L、RN−1322、RN−1332、RN−1349、RN−1358、RN−1386、RN−1417、RN−1436、RN−1450、RN−1477、RN−1486などを単独で用いても良いし、
これらの内の2種以上を混合して用いても良いし、また適宜他のポリマー成分を添加しても良いし、これらの製品に含まれる樹脂成分を適宜選択して用いてもよい。
In order to implement the configuration of the liquid crystal display device of the present invention, a commercially available alignment film may be used. For example, AL1000, AL1068, AL1072, AL1077, AL1F00, AL3000, AL4000, AL5000, AL6000, AL7000, AL8000, AL1H659, AL60101, AL60601, JALS-146, JALS-212, JALS-406, manufactured by JSR JALS-445, JALS-469, JALS-550, JALS-552, JALS-553, JALS-555, JALS-556, JALS-566, JALS-725, JALS-1082, JALS-1085, JALS-1216, Chisso PIA-5140, PIA-5150, PIA-5310, PIA-X322, PIA-2024, PIA-2700, PIA-2800, P A-2900, SE-130, SE-150, SE-2110, SE-410, SE-610, SE-1180, SE-2170, SE-1211, SE-1410, SE-3140, SE manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. -3210, SE-3310, SE-3510, SE-5291, SE-5300, SE-6210, SE-7492, SE-7992, SE-7511L, SE-8192L, RN-1322, RN-1332, RN-1349 , RN-1358, RN-1386, RN-1417, RN-1436, RN-1450, RN-1477, RN-1486, etc. may be used alone,
Two or more of these may be mixed and used, other polymer components may be added as appropriate, and the resin components contained in these products may be appropriately selected and used.
配向膜の溶液に使用される溶剤としては、水、エタノール、メタノール、イソブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、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アセテート、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アセテート、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、2−ピロリドン、N−メチルピロリドンなどのピロリドン類、ブチルセロソルブなどを使用することができる。 Solvents used for the alignment film solution include water, ethanol, methanol, isobutanol, alcohols such as 3-methyl-3-methoxybutanol, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, diethyl ether, isopropyl Ethers such as ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, ethyl acetate, n-butyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol mono Ethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate Esters, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, esters such as γ-butyrolactone, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 2- Pyrrolidones such as pyrrolidone and N-methylpyrrolidone, butyl cellosolve and the like can be used.
液晶界面での液晶の方向(ダイレクター)を一様に揃える処理は、液晶のダイレクターを液晶表示装置用基板の水平近くまで配向させるTNやIPSといった液晶表示モードで用いられるものであり、レーヨンやコットンといった布で配向膜を擦るラビング処理や偏光を制御した光を照射する光配向処理等が用いられる。 The process of uniformly aligning the liquid crystal direction (director) at the liquid crystal interface is used in a liquid crystal display mode such as TN or IPS in which the liquid crystal director is aligned near the horizontal of the liquid crystal display device substrate. For example, a rubbing process in which the alignment film is rubbed with a cloth such as cotton or a photo alignment process in which light with controlled polarization is irradiated is used.
液晶表示装置に使用される液晶材料としては、表示モード、駆動方式に応じて適宜選択することができる。例えば、ネマティック液晶やスメクチック液晶が良好な表示を得るために用いられる。スメクチック液晶には強誘電性液晶や反強誘電性液晶などが含まれる。ネマティック液晶としては、表示方式に応じて誘電異方性の正のもの、負のものを適宜用いることができる。 The liquid crystal material used for the liquid crystal display device can be appropriately selected according to the display mode and the driving method. For example, a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal is used to obtain a good display. Smectic liquid crystals include ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals. As the nematic liquid crystal, positive or negative dielectric anisotropy can be appropriately used depending on the display method.
本発明の液晶表示装置の構成を実施するために、市販されている液晶を用いてもよい。例えば、TN方式であれば、メルク社製MLC−6222、MLC−6625、MLC−6628、MLC−6880、MLC−6888、MLC−7081、ZLI−4792、ZLI−5091などにカイラル剤を添加して使用することができる。また、MVA方式であれば、メルク社製MLC−6601、MLC−6614、MLC−6686、MLC−6692、MLC−6608、MLC−6609、MLC−6610、MLC−6222、MLC−6252、MLC−6256、MLC−6625、MLC−6628などを使用することが出来る。IPS方式であれば、MLC−2041、MLC−6601、MLC−6614、MLC−6686、MLC−6692などを使用することが出来る。 In order to implement the configuration of the liquid crystal display device of the present invention, a commercially available liquid crystal may be used. For example, in the case of the TN system, a chiral agent is added to Merck MLC-6222, MLC-6625, MLC-6628, MLC-6880, MLC-6888, MLC-7081, ZLI-4792, ZLI-5091, etc. Can be used. Further, in the case of the MVA system, MLC-6601, MLC-6614, MLC-6686, MLC-6682, MLC-6608, MLC-6609, MLC-6610, MLC-6222, MLC-6252, MLC-6256 manufactured by Merck & Co., Inc. , MLC-6625, MLC-6628, and the like can be used. In the case of the IPS system, MLC-2041, MLC-6601, MLC-6614, MLC-6686, MLC-6692 and the like can be used.
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。なお、以下で部はすべて質量部である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited thereto without departing from the spirit of the present invention. In the following, all parts are parts by mass.
[樹脂溶液(A−1)の合成]
反応容器にシクロヘキサノン800部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
[Synthesis of Resin Solution (A-1)]
The reaction vessel was charged with 800 parts of cyclohexanone, heated while injecting nitrogen gas into the vessel, and a mixture of the following monomer and thermal polymerization initiator was added dropwise to carry out a polymerization reaction.
スチレン 60部
メタクリル酸 60部
メチルメタクリレート 65部
ブチルメタクリレート 65部
熱重合開始剤 10部
連鎖移動剤 3部
滴下後十分に加熱した後、熱重合開始剤2.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。この樹脂溶液に固形分が20質量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液(A−1)とした。アクリル樹脂の質量平均分子量は、約10000であった。
Styrene 60 parts Methacrylic acid 60 parts Methyl methacrylate 65 parts Butyl methacrylate 65 parts Thermal polymerization initiator 10 parts
[樹脂溶液(A−2)の合成]
反応容器にシクロヘキサノン800部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
[Synthesis of Resin Solution (A-2)]
The reaction vessel was charged with 800 parts of cyclohexanone, heated while injecting nitrogen gas into the vessel, and a mixture of the following monomer and thermal polymerization initiator was added dropwise to carry out a polymerization reaction.
スチレン 55部
メタクリル酸 65部
メチルメタクリレート 65部
ベンジルメタクリレート 60部
熱重合開始剤 15部
連鎖移動剤 3部
滴下後十分に加熱した後、熱重合開始剤2.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。この樹脂溶液に固形分が30質量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液(A−2)とした。アクリル樹脂の質量平均分子量は、約20000であった。
Styrene 55 parts Methacrylic acid 65 parts Methyl methacrylate 65 parts Benzyl methacrylate 60 parts
[着色樹脂組成物の調製]
下記の要領で赤、青、緑の着色樹脂組成物および樹脂BM用の遮光性樹脂組成物の調製を行った。
[Preparation of colored resin composition]
The red, blue and green colored resin compositions and the light-shielding resin composition for the resin BM were prepared in the following manner.
<赤色着色樹脂組成物>
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のフィルターで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
<Red colored resin composition>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a red pigment dispersion.
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 18部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 2部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)
分散剤(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」) 2部
樹脂溶液(A−1) 108部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して赤色着色樹脂組成物を得た。
Red pigment: C.I. I. 18 parts of Pigment Red 254 (“Ilgar Forred B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 177 2 parts (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Dispersant (“Ajisper PB821” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) 2 parts 108 parts of resin solution (A-1) After that, the mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter and colored red. A resin composition was obtained.
上記赤色顔料の分散体 130部
樹脂溶液(A−1) 100部
多官能重合性モノマー 25部
(東亜合成製「アロニックス M−520」)
光開始剤(チバ・スペチャルティ・ミカルズ社製「イルガキュアー369」) 15部
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 5部
シクロヘキサノン 325部
調整した赤色着色樹脂組成物中のカルボキシル基含有モノマー量は固形分中の21.1質量%であった。
Dispersion of the above red pigment 130 parts Resin solution (A-1) 100 parts
Photoinitiator (“Irgacure 369” manufactured by Ciba Specialty Micals Co., Ltd.) 15 parts Sensitizer (“EAB-F” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 5 parts Cyclohexanone 325 parts In the adjusted red colored resin composition The amount of the carboxyl group-containing monomer was 21.1% by mass in the solid content.
<緑色着色樹脂組成物>
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のフィルターで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
<Green colored resin composition>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a green pigment dispersion.
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 20部
(東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン 6YK」)
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 8部
(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)
分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−103」) 2部
樹脂溶液(A−1) 102部
その後、上記緑色顔料の分散体を132部用い、さらに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緑色着色樹脂組成物を得た。
Green pigment: C.I. I. 20 parts of Pigment Green 36 (“Rionol Green 6YK” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 150 8 parts ("Funchon First Yellow Y-5688" manufactured by Bayer)
Dispersant ("Disperbyk-103" manufactured by Big Chemie) 2 parts Resin solution (A-1) 102 parts Thereafter, 132 parts of the above-mentioned green pigment dispersion was used, and a mixture having the following composition was further stirred and mixed so as to be uniform. Thereafter, the mixture was filtered through a 5 μm filter to obtain a green colored resin composition.
樹脂溶液(A−1) 116部
多官能重合性モノマー 32部
(大阪有機化学工業(株)製「ビスコート#2500」)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアーOXE−02」) 7部
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 2部
シクロヘキサノン 313部
調整した緑色着色樹脂組成物中のカルボキシル基含有モノマー量は固形分中の24.2質量%であった。
Resin solution (A-1) 116 parts
Photoinitiator (“Irgacure OXE-02” manufactured by Ciba Geigy) 7 parts Sensitizer (“EAB-F” manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts Cyclohexanone 313 parts Carboxyl group in the prepared green colored resin composition The amount of monomer contained was 24.2% by mass in the solid content.
<青色着色樹脂組成物>
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青色顔料の分散体を作製した。
<Blue colored resin composition>
A mixture having the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed in a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered through a 5 μm filter to prepare a blue pigment dispersion.
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 20部
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」)
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 2部
(BASF社製「パリオゲンバイオレット 5890」)
分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 5部
樹脂溶液(A−1) 125部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して青色着色樹脂組成物を得た。
Blue pigment: C.I. I. 20 parts of Pigment Blue 15 (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
Purple pigment: C.I. I. 2 parts of Pigment Violet 23 ("Pariogen Violet 5890" manufactured by BASF)
Dispersant (“Sols Birds 20000” manufactured by Zeneca) 5 parts Resin solution (A-1) 125 parts Thereafter, a mixture of the following composition is stirred and mixed to be uniform and then filtered through a 5 μm filter to give a blue colored resin composition I got a thing.
上記青色顔料の分散体 152部
樹脂溶液(A−1) 100部
多官能重合性モノマー 31部
(大阪有機化学工業(株)製「ビスコート#2500」)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 14部
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 3部
シクロヘキサノン 300部
調整した青色着色樹脂組成物中のカルボキシル基含有モノマー量は固形分中の23.8質量%であった。
Dispersion of the blue pigment 152 parts Resin solution (A-1) 100 parts
Photoinitiator ("Irgacure 907" manufactured by Ciba Geigy) 14 parts Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 3 parts Cyclohexanone 300 parts Carboxyl group-containing monomer in a blue colored resin composition The amount was 23.8% by mass in the solid content.
<遮光性樹脂組成物>
下記組成の混合物を均一に拡販混合した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルターで濾過して遮光剤の分散体を得た。
<Light-shielding resin composition>
A mixture having the following composition was spread and mixed uniformly, then dispersed with a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered with a 5 μm filter to obtain a dispersion of a light shielding agent.
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 14部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 14部
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」)
分散剤(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」) 2部
樹脂溶液(A−2) 120部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して遮光性樹脂組成物を得た。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 14 parts ("Ilgar For Red B-CF" manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Blue pigment: C.I. I.
Dispersant ("Ajisper PB821" manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) 2 parts 120 parts of resin solution (A-2) After that, the mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to block light. A resin composition was obtained.
上記遮光剤の分散体 150部
樹脂溶液(A−2) 100部
カーボンブラック分散剤(御国色素社製 TPBK−234C) 37部
多官能重合性モノマー(東亜合成製「アロニックス M-400」) 30部
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー369」) 14部
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 3部
シクロヘキサノン 100部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 200部
〔薄膜トランジスタ層の形成〕
スパッタリング法によりMo薄膜を形成した無アルカリガラス基板OA−10(日本電気硝子社製)上に、ポジ型レジストNPR−9000(ナガセケムテックス社製)を塗布した。紫外線露光機にてフォトマスクを介して露光後、2.4質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液にて現像を行った。この基板ウェットエッチングによりMo薄膜をパターニング後にポジ型レジストをアンラストTN−1(三若純薬社製)にて除去するフォトリソグラフィプロセスにより、ゲート線(38)およびゲート電極(31)を形成した。次に、この基板上に、プラズマCVD法を用いて窒化珪素によるゲート絶縁膜(32)、半導体層(34)を形成した。更に、この基板上にフォトリソグラフィプロセスを用いて、Ti/Al合金にてデータ線(37)、ソース電極(35)およびドレイン電極(36)を形成した。最後にこの基板上に窒化珪素による保護層(33)を形成して薄膜トランジスタ層(3)を形成したアレイ基板を得た。
Dispersion of the above light-shielding agent 150 parts Resin solution (A-2) 100 parts Carbon black dispersant (TPBK-234C manufactured by Mikuni Dye Co., Ltd.) 37 parts Polyfunctional polymerizable monomer ("Aronix M-400" manufactured by Toa Gosei) 30 parts Photoinitiator ("Irgacure 369" manufactured by Ciba Geigy) 14 parts Sensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 3 parts Cyclohexanone 100 parts Propylene glycol monomethyl ether acetate 200 parts [Formation of thin film transistor layer]
A positive resist NPR-9000 (manufactured by Nagase ChemteX) was applied on an alkali-free glass substrate OA-10 (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) on which a Mo thin film was formed by sputtering. After exposure through a photomask with an ultraviolet light exposure machine, development was performed with a 2.4 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. After patterning the Mo thin film by this substrate wet etching, the gate line (38) and the gate electrode (31) were formed by a photolithography process in which the positive resist was removed with Unlast TN-1 (manufactured by Mikawaka Pharmaceutical). Next, a gate insulating film (32) and a semiconductor layer (34) made of silicon nitride were formed on the substrate by plasma CVD. Furthermore, a data line (37), a source electrode (35), and a drain electrode (36) were formed on the substrate by a photolithography process using a Ti / Al alloy. Finally, a protective layer (33) made of silicon nitride was formed on this substrate to obtain an array substrate on which a thin film transistor layer (3) was formed.
<実施例1>
〔着色層およびスペーサの形成〕
前記したアレイ基板上の薄膜トランジスタ層上に、赤色着色樹脂組成物をスピンコートにて仕上り膜厚が3.0μmとなるように塗布を行った。ホットプレートにて90℃で60秒間乾燥後、紫外線露光機にてフォトマスクを介してパターン露光を行い、アルカリ現像液によって、未露光部分を除去後、オーブンにて230℃で20分熱硬化を行い、ゲート線とデータ線とで囲まれる画素上にストライプ状の着色層である赤色画素をアレイ基板上に形成した。この時、スペーサを形成するために赤色画素で薄膜トランジスタ部を覆い、コンタクトホールを形成するためにドレイン電極上には25μmのスルーホールを形成した。
なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
<Example 1>
[Formation of colored layer and spacer]
The red colored resin composition was applied onto the thin film transistor layer on the array substrate by spin coating so that the finished film thickness was 3.0 μm. After drying at 90 ° C for 60 seconds on a hot plate, pattern exposure is performed through a photomask with an ultraviolet exposure machine, unexposed portions are removed with an alkali developer, and then heat-cured at 230 ° C for 20 minutes in an oven. Then, red pixels, which are striped colored layers, were formed on the array substrate on the pixels surrounded by the gate lines and the data lines. At this time, the thin film transistor portion was covered with a red pixel in order to form a spacer, and a 25 μm through hole was formed on the drain electrode in order to form a contact hole.
The alkaline developer has the following composition.
炭酸ナトリウム 1.5質量%
炭酸水素ナトリウム 0.5質量%
陰イオン系界面活性剤(花王(株)製「ペリレックスNBL」) 8.0質量%
水 90.0質量%
次に、緑色着色組成物も同様にスピンコートにて仕上り膜厚が3μmとなるように塗布し、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像することで、赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。この時、薄膜トランジスタを覆うように形成された赤色画素上に緑色着色組成物で直径30μmの円形ドットパターンを形成し、ドレイン電極上には25μmのスルーホールを併せて形成した。
Sodium carbonate 1.5% by mass
Sodium bicarbonate 0.5% by mass
Anionic surfactant (“Perirex NBL” manufactured by Kao Corporation) 8.0% by mass
90.0% by mass of water
Next, the green coloring composition is similarly applied by spin coating so that the final film thickness is 3 μm, and after drying, the striped colored layer is exposed to a position shifted from the red pixel by an exposure machine. Then, a green pixel adjacent to the red pixel was formed by development. At this time, a circular dot pattern with a diameter of 30 μm was formed with a green coloring composition on a red pixel formed so as to cover the thin film transistor, and a 25 μm through hole was also formed on the drain electrode.
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色樹脂着色組成物についても仕上り膜厚3μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。この時、緑色着色組成物で形成された円形ドットパターン上に青色樹脂着色組成物で直径20μmの円形ドットパターンを形成し、ドレイン電極上には25μmのスルーホールを併せて形成して、着色画素を積層したスペーサを形成した。 Further, in the same manner as for red and green, the blue resin coloring composition was formed with blue pixels adjacent to the red and green pixels with a finished film thickness of 3 μm. At this time, a circular dot pattern with a diameter of 20 μm is formed with a blue resin coloring composition on a circular dot pattern formed with a green coloring composition, and a 25 μm through hole is formed on the drain electrode together to form a colored pixel. The spacer which laminated | stacked was formed.
〔画素電極の形成〕
次に、着色画素上にスパッタリング法によりITOをターゲットとして0.1μmの膜厚で導電膜を形成した。前記導電膜上にポジ型レジストLC−100(ローム・アンド・ハース社製)を塗布した。紫外線露光機にてフォトマスクを介して露光・現像後、ITO−CF60(三菱ガス化学社製)を用いてデータ線(37)およびゲート線(38)上およびスペーサ部分の導電膜のエッチングを行った。ポジ型レジストをアンラストTN−1にて除去後、オーブンにて230℃で40分熱硬化を行うことによって着色画素上にコンタクトホール(29)を通じてドレイン電極と接続する画素電極を形成した。これで、図6に示すような薄膜トランジスタ層(3)上に赤、緑、青の着色画素を積層することにより形成されたスペーサを有するアレイ基板(2)を作成した。
[Formation of pixel electrode]
Next, a conductive film having a thickness of 0.1 μm was formed on the colored pixels by sputtering using ITO as a target. A positive resist LC-100 (manufactured by Rohm and Haas) was applied on the conductive film. After exposure and development through a photomask with an ultraviolet exposure machine, etching of the conductive film on the data line (37) and gate line (38) and on the spacer portion is performed using ITO-CF60 (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.). It was. After removing the positive resist with Unlast TN-1, a thermosetting was performed in an oven at 230 ° C. for 40 minutes to form a pixel electrode connected to the drain electrode through the contact hole (29) on the colored pixel. Thus, an array substrate (2) having spacers formed by stacking red, green and blue colored pixels on the thin film transistor layer (3) as shown in FIG. 6 was produced.
〔対向基板の形成〕
前記アレイ基板(2)と貼り合せる対向基板(1)として、無アルカリガラスOA−10上に、スパッタリング法によりITOをターゲットとして0.1μmの膜厚で導電膜を形成した。前記導電膜上にポジ型レジストLC−100を塗布した。紫外線露光機にてフォトマスクを介して露光・現像後、ITO−CF60を用いてエッチングすることにより配向用スリットを形成した。ポジ型レジストをアンラストTN−1にて除去後、オーブンにて230℃で20分熱硬化を行うことによって対向基板を作成した。
〔液晶表示装置の作製〕
作成した対向基板(1)とアレイ基板(2)上に、フレキソ印刷機にてポリイミド配向膜AL60601(JSR社製)を0.1μmの膜厚で塗布し、ホットプレートで90℃で60秒乾燥後に、オーブンで230℃で60分熱硬化を行った。シールディスペンサーにて封止剤であるフォトレックS(積水化学社製)を表示部外周に塗布し、それに続いて液晶ディスペンサーにて、MLC6610(メルク社製)を滴下後、真空滴下法にて液晶表示素子(液晶パネル)を作製した。前記液晶パネルに偏光板、ICドライバ・駆動回路およびバックライトを装着することによりMVA方式液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は、パネル全体のセル厚みが均一に保持され、ムラ等を生じることのない表示特性であった。
[Formation of counter substrate]
As the counter substrate (1) to be bonded to the array substrate (2), a conductive film having a thickness of 0.1 μm was formed on the alkali-free glass OA-10 by sputtering using ITO as a target. A positive resist LC-100 was applied on the conductive film. After exposure and development through a photomask with an ultraviolet exposure machine, an alignment slit was formed by etching using ITO-CF60. After removing the positive resist with Unlast TN-1, a counter substrate was prepared by thermosetting in an oven at 230 ° C. for 20 minutes.
[Production of liquid crystal display device]
On the prepared counter substrate (1) and array substrate (2), a polyimide alignment film AL60601 (manufactured by JSR) is applied with a thickness of 0.1 μm by a flexographic printing machine and dried at 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate. Later, thermosetting was performed in an oven at 230 ° C. for 60 minutes. Photorec S (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), which is a sealant, is applied to the outer periphery of the display portion using a seal dispenser, and then MLC6610 (manufactured by Merck) is added dropwise using a liquid crystal dispenser, followed by vacuum dropping. A display element (liquid crystal panel) was produced. An MVA liquid crystal display device was obtained by mounting a polarizing plate, an IC driver / drive circuit, and a backlight on the liquid crystal panel. The obtained liquid crystal display device had display characteristics in which the cell thickness of the entire panel was kept uniform and no unevenness occurred.
<実施例2>
〔遮光層の形成〕
前記、薄膜トランジスタ層上に、遮光層として遮光性樹脂組成物1をスピンコートにて仕上り膜厚が3.0μmとなるように塗布を行った。ホットプレートにて90℃ 60秒間乾燥後、紫外線露光機にてフォトマスクを介してパターン露光を行い、アルカリ現像液において、未露光部分の除去後、オーブンにて230℃で40分熱硬化を行った。この時、遮光層は薄膜トランジスタ層、ゲート線およびデータ線を覆うようにパターンを形成した。遮光層のOD値は4.5であった。
<Example 2>
(Formation of light shielding layer)
On the thin film transistor layer, the light-shielding
〔着色層およびスペーサの形成〕
前記、薄膜トランジスタ層上に、赤色着色樹脂組成物をスピンコートにて仕上り膜厚が3.0μmとなるように塗布を行った。ホットプレートにて90℃ 60秒間乾燥後、紫外線露光機にてフォトマスクを介してパターン露光を行い、アルカリ現像液によって、未露光部分の除去後、オーブンにて230℃で20分熱硬化を行い、ゲート線とデータ線とで囲まれる画素上にストライプ状の着色層である赤色画素をアレイ基板上に形成した。この
時、コンタクトホールを形成するためにドレイン電極上に25μmのスルーホールを形成した。
[Formation of colored layer and spacer]
On the thin film transistor layer, the red colored resin composition was applied by spin coating so that the finished film thickness was 3.0 μm. After drying at 90 ° C for 60 seconds on a hot plate, pattern exposure is performed through a photomask with an ultraviolet exposure machine, unexposed portions are removed with an alkali developer, and then heat-cured at 230 ° C for 20 minutes in an oven. A red pixel, which is a striped colored layer, was formed on the array substrate on the pixel surrounded by the gate line and the data line. At this time, a through hole of 25 μm was formed on the drain electrode in order to form a contact hole.
次に、緑色着色樹脂組成物も同様にスピンコートにて仕上り膜厚が3μmとなるように塗布、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像することで、赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。この時、薄膜トランジスタを覆うように形成した遮光層上に緑色着色樹脂組成物による直径30μmの円形ドットパターンを形成し、ドレイン電極上には25μmのスルーホールを併せて形成した。 Next, the green colored resin composition is similarly applied by spin coating so that the finished film thickness is 3 μm, dried, and then exposed to a place where the striped colored layer is shifted from the above-mentioned red pixel by an exposure machine. Then, a green pixel adjacent to the red pixel was formed by development. At this time, a circular dot pattern having a diameter of 30 μm was formed on the light shielding layer formed so as to cover the thin film transistor, and a 25 μm through hole was also formed on the drain electrode.
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色樹脂組成物についても仕上り膜厚3μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。この時、緑色着色樹脂組成物で形成された円形ドットパターン上に、青色着色樹脂組成物による直径20μmの円形ドットパターンを形成し、ドレイン電極上には25μmのスルーホールを併せて形成することにより着色画素を積層したスペーサを形成した。 Further, in the same manner as in red and green, the blue colored resin composition was also formed with blue pixels adjacent to the red and green pixels with a finished film thickness of 3 μm. At this time, by forming a circular dot pattern with a diameter of 20 μm with a blue colored resin composition on a circular dot pattern formed with a green colored resin composition, and forming a 25 μm through hole on the drain electrode together A spacer in which colored pixels were stacked was formed.
〔画素電極の形成〕
次に、実施例1と同様にして、着色画素上にスパッタリング法によりITOをターゲットとして0.1μmの膜厚で導電膜を形成した。前記導電膜上にポジ型レジストLC−100(ローム・アンド・ハース社製)を塗布した。紫外線露光機にてフォトマスクを介して露光・現像後、ITO−CF60(三菱ガス化学社製)を用いてデータ線(37)およびゲート線(38)上およびスペーサ部分の導電膜のエッチングを行った。ポジ型レジストをアンラストTN−1にて除去後、オーブンにて230℃で40分熱硬化を行うことによって着色画素上にコンタクトホール(29)を通じてドレイン電極と接続する画素電極を形成した。これで、図7に示すような薄膜トランジスタ層(3)上に樹脂BMおよび緑、青の着色画素を積層することにより形成されたスペーサを有するアレイ基板(2)を形成した。
[Formation of pixel electrode]
Next, in the same manner as in Example 1, a conductive film having a thickness of 0.1 μm was formed on the colored pixels by sputtering using ITO as a target. A positive resist LC-100 (manufactured by Rohm and Haas) was applied on the conductive film. After exposure and development through a photomask with an ultraviolet exposure machine, etching of the conductive film on the data line (37) and gate line (38) and on the spacer portion is performed using ITO-CF60 (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.). It was. After removing the positive resist with Unlast TN-1, a thermosetting was performed in an oven at 230 ° C. for 40 minutes to form a pixel electrode connected to the drain electrode through the contact hole (29) on the colored pixel. Thus, an array substrate (2) having spacers formed by laminating resin BM and green and blue colored pixels on the thin film transistor layer (3) as shown in FIG. 7 was formed.
〔対向基板の形成〕
前記アレイ基板と貼り合せる対向基板(1)として、無アルカリガラスOA−10上に、スパッタリング法によりITOをターゲットとして0.1μmの膜厚で導電膜を形成後、オーブンにて230℃で20分熱硬化を行うことによって対向基板を形成した。
[Formation of counter substrate]
As a counter substrate (1) to be bonded to the array substrate, a conductive film having a thickness of 0.1 μm was formed on a non-alkali glass OA-10 by sputtering using ITO as a target, and then in an oven at 230 ° C. for 20 minutes. A counter substrate was formed by thermosetting.
液晶表示装置の作製〕
対向基板(1)とアレイ基板(2)上に、フレキソ印刷機にてポリイミド配向膜サンエバー7492(日産化学社製)を0.1μmの膜厚で塗布し、ホットプレートで90℃ 60秒乾燥後に、オーブンで230℃ 60分熱硬化を行った。前記一対の基板にラビング処理を行って洗浄を行った後、シールディスペンサーにて封止剤であるフォトレックS(積水化学社製)を表示部外周に塗布し、それに続いて液晶ディスペンサーにて、MLC2068(メルク社製)にカイラル剤を添加したものを滴下後、真空滴下法にて液晶表示素子(液晶パネル)を作製した。前記液晶パネルに偏光板、ICドライバ・駆動回路およびバックライトを装着することによりTN方式液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は、パネル全体のセル厚みが均一に保持され、ムラ等を生じることのない表示特性であった。また、TN方式では対向基板に配向制御用のスリット(14)や突起(19)を必要としないため、液晶パネルの詳細なアライメントを必要としないために高い生産性を持つ液晶表示装置が製造可能であった。
Production of liquid crystal display device]
On the counter substrate (1) and the array substrate (2), a polyimide alignment film SANEVER 7492 (Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied with a thickness of 0.1 μm by a flexographic printing machine, and dried at 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate. Then, heat curing was performed in an oven at 230 ° C. for 60 minutes. After performing the rubbing treatment on the pair of substrates and cleaning, Photorec S (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), which is a sealing agent, is applied to the outer periphery of the display portion with a seal dispenser, and subsequently, with a liquid crystal dispenser, A liquid crystal display element (liquid crystal panel) was prepared by a vacuum dropping method after adding a chiral agent added to MLC2068 (manufactured by Merck). A TN liquid crystal display device was obtained by mounting a polarizing plate, an IC driver / drive circuit, and a backlight on the liquid crystal panel. The obtained liquid crystal display device had display characteristics in which the cell thickness of the entire panel was kept uniform and no unevenness occurred. In addition, the TN system does not require alignment control slits (14) and protrusions (19) on the counter substrate, and therefore does not require detailed alignment of the liquid crystal panel, so that a highly productive liquid crystal display device can be manufactured. Met.
1・・・対向基板 11・・・ガラス基板 12・・・偏光板
13・・・共通電極 14・・・スリット 15・・・配向膜
16・・・ブラックマトリクス 17・・・平坦化層
18・・・着色層(R、G、B) 19・・・突起 1A・・・絶縁ドットパターン
2・・・アレイ基板 21・・・ガラス基板 22・・・偏光板
23・・・着色層(R、G、B) 24・・・画素電極 25・・・突起
26・・・スリット 27・・・配向膜 28・・・ブラックマトリクス
29・・・コンタクトホール 3・・・薄膜トランジスタ層 31・・・ゲート電極
32・・・ゲート絶縁膜 33・・・保護層 34・・・半導体層
35・・・ソース電極 36・・・ドレイン電極 37・・・データ線
38・・・ゲート線 4・・・液晶層
DESCRIPTION OF
13 ...
16 ... Black matrix 17 ... Flattening layer
18 ... Colored layer (R, G,
2 ...
23 ... Colored layer (R, G,
26 ...
32 ...
35 ...
38 ... Gate line 4 ... Liquid crystal layer
Claims (4)
透明基板に、少なくとも画素電極と、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆って設けられた複数色の着色層からなる着色画素とを備えるアレイ基板であって、
前記着色層の少なくとも2層以上を用いて、対向基板と液晶材料を介して所定の隙間を保持するためのスペーサが積層形成されていることを特徴とするアレイ基板。 A transparent substrate in an array substrate used for a liquid crystal display element comprising an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap, and a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates And an array substrate comprising at least a pixel electrode, a thin film transistor for driving the pixel electrode, and a colored pixel comprising a colored layer of a plurality of colors provided so as to cover the thin film transistor,
An array substrate, wherein at least two or more of the colored layers are used, and a spacer for holding a predetermined gap is laminated between the counter substrate and a liquid crystal material.
透明基板に、少なくとも画素電極と、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆って設けられた複数色の着色層からなる着色画素と、前記着色画素を区画する遮光層とを備えるアレイ基板であって、
前記遮光層および前記着色層の少なくとも2層以上を用いて、対向基板と液晶材料を介して所定の隙間を保持するためのスペーサが積層形成されていることを特徴とするアレイ基板。 A transparent substrate in an array substrate used for a liquid crystal display element comprising an array substrate, a counter substrate disposed opposite to the array substrate with a predetermined gap, and a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates In addition, the array substrate includes at least a pixel electrode, a thin film transistor that drives the pixel electrode, a colored pixel that includes a plurality of colored layers provided to cover the thin film transistor, and a light shielding layer that partitions the colored pixel. And
An array substrate, wherein a spacer for holding a predetermined gap is formed by laminating a counter substrate and a liquid crystal material using at least two of the light shielding layer and the colored layer.
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