JP2011090089A - Photosensitive composition, color filter using the same, and liquid crystal display and organic el display using the color filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等に用いられるカラーフィルタに使用される感光性組成物、およびこれを用いたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いて形成された液晶ディスプレイ及び有機ELディスプレイに関するものである。 The present invention relates to a photosensitive composition used for a color filter used in a color liquid crystal display, an organic EL display, and the like, a color filter using the same, and a liquid crystal display and an organic EL display formed using the color filter. It is about.
近年、情報機器の多様化等にともなって、従来から使用されているCRTに比べて消費電力や空間占有面積が少ない平面表示ディスプレイのニーズが高まり、このような平面表示ディスプレイの一つとして液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子を用いたカラーディスプレイが注目されている。 In recent years, with the diversification of information equipment and the like, the need for flat display displays that consume less power and occupy less space than conventional CRTs has increased, and liquid crystal displays are one of such flat display displays. In addition, color displays using organic electroluminescence (organic EL) elements have attracted attention.
代表的な液晶ディスプレイの簡略的な構造を図1の断面模式図に示す。1枚の透明基板5にブラックマトリクス7、赤色着色層6a、緑色着色層6b、青色着色層6cの各層をパターン形成し、それらの各層を必要に応じてオーバーコート層8で覆い、最上層に共通電極としての透明電極10を形成したカラーフィルタ1を一方に配し、他方に配する対向基板をTFTアレイ3とする。TFTアレイ3は、透明基板5に画素のスイッチング素子としてパターン形成されたTFT(薄膜トランジスタ)9と各画素毎の透明電極10とからなる。前記カラーフィルタ1の基板と前記TFTアレイ3の基板との各表面層に配向膜12を設けた後に、液晶2を前記2つの配向膜12で挟むように基板間に封入し、2枚の基板の外側には偏光板を貼り合わせ、上記のように形成されたセル構造の一方の外側には、バックライト4を設けて、代表的な液晶ディスプレイの構造としている。
A simplified structure of a typical liquid crystal display is shown in the schematic cross-sectional view of FIG. A
液晶ディスプレイでは、液晶を挟む両側の電極に電圧を印加し、液晶の複屈折性を利用してバックライトからの光の明暗をつけることで、表示ができる。図では、下からのブロック矢印でバックライト4から出る光を示し、上方のブロック矢印で示す光が上記のセル構造を選択的に通過して、画像表示することを表す。この場合、偏光板でバックライトの光を50%遮断し、カラーフィルタで70%の光を遮断することになる。また、現在では、環境配慮としてカラーディスプレイにおいても、消費電力の低減が求められている。その為、使用するカラーフィルタとしては、より透過率の高いものが求められている。
In a liquid crystal display, display can be performed by applying a voltage to the electrodes on both sides of the liquid crystal, and making the light from the backlight bright and dark using the birefringence of the liquid crystal. In the figure, the light emitted from the
代表的な有機ELディスプレイの簡略的な構造を図2の断面模式図に示す。有機ELディスプレイのトップエミッション構造においては、液晶ディスプレイと同様に、1枚の透明基板5をベースにカラーフィルタ1が形成され、対向の有機EL層基板27をベースに有機EL層21が形成される。前記有機EL層21は、画素のスイッチング素子としてパターン形成されたTFT9、反射陰極25及び赤、緑、青各色の発光層24a、24b、24cと透明電極10を含む。上記2枚の基板間に接着層が設けられ、封止剤26で端面を封止している。ブロック矢印は、前記有機EL層21からの発光とカラーフィルタ1からの選択的透過光を示す。
A simplified structure of a typical organic EL display is shown in the schematic cross-sectional view of FIG. In the top emission structure of the organic EL display, the
有機ELディスプレイの重要な課題として、素子の寿命拡大とともに、消費電力の削減が挙げられる。その為、素子としての発光効率を向上することが活発に研究されている。これまで、蛍光の発光を利用した発光素子では、その蛍光を放つために必要なエネルギー準位の励起一重項の生成確率は統計的に25%であることが知られている。そのため、理論的には注入した電子と正孔のうちの1/4しか光として取り出すことが出来ないことになる。これに対し、励起三重項からの燐光を用いた有機EL素子が提案され(特許文献1
および非特許文献1参照)、近年では室温で燐光を示す材料の研究が盛んに行われている。
As an important problem of the organic EL display, there is reduction of power consumption along with extension of the life of the element. Therefore, active research has been conducted on improving the light emission efficiency of the device. Until now, it has been known that, in a light-emitting element using fluorescence emission, the generation probability of an excited singlet of an energy level necessary for emitting the fluorescence is statistically 25%. Therefore, theoretically, only 1/4 of the injected electrons and holes can be extracted as light. On the other hand, an organic EL element using phosphorescence from an excited triplet has been proposed (Patent Document 1).
In recent years, research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature has been actively conducted.
上記のように、有機EL素子は、発光効率を向上させ、素子の寿命を拡大すること及び消費電力を削減することが重要な課題として取り組まれている。その為、色再現性という意味では十分な性能が得られていない。そこで、発光素子からの色を補正する役目を担う意味でカラーフィルタが必要となる。しかしながら、カラーフィルタにより色再現領域が拡大できても、カラーフィルタでEL素子からの光を多く遮ってしまうと、EL素子の発光効率を向上させたことによる効果が有機ELディスプレイとしては薄くなってしまう。従って、カラーフィルタとしては、より透過率の高いカラーフィルタが求められている。 As described above, in the organic EL element, it is addressed as important issues to improve luminous efficiency, extend the lifetime of the element, and reduce power consumption. Therefore, sufficient performance has not been obtained in terms of color reproducibility. Therefore, a color filter is required in the sense of taking the role of correcting the color from the light emitting element. However, even if the color reproduction area can be expanded by the color filter, if the light from the EL element is blocked by the color filter, the effect of improving the light emission efficiency of the EL element becomes thin as an organic EL display. End up. Therefore, a color filter with higher transmittance is required as the color filter.
従来のカラーフィルタにおいては、フォトリソグラフィ方式での製造が主流であるため、感光性組成物を用いることが多く、感光性組成物の着色剤としては、耐光性と耐熱性に優れる顔料が多く用いられてきた。ところが、顔料は耐光性、耐熱性に優れる反面、粒径が大きいため光散乱を起こし、透過率を向上させる上での限界があった。一方、上述のように、カラーフィルタは、液晶ディスプレイに用いられる場合も有機ELディスプレイに用いられる場合も共に、より透過率の高いものが求められるようになっている。 In the conventional color filter, since the production by the photolithography method is mainstream, a photosensitive composition is often used, and a pigment having excellent light resistance and heat resistance is often used as a colorant of the photosensitive composition. Has been. However, the pigment is excellent in light resistance and heat resistance, but has a limit in improving the transmittance due to light scattering due to its large particle size. On the other hand, as described above, a color filter having a higher transmittance is required for both a liquid crystal display and an organic EL display.
そこで近年では、より透過率の高いカラーフィルタを得るために、染料を着色剤に用いたカラーフィルタが開発されているが、染料は顔料に較べて透過率が高い反面、耐光性に劣るといった問題を有し、ディスプレイに使用した場合の表示品質の信頼性に弱点があった。 Therefore, in recent years, in order to obtain a color filter with higher transmittance, a color filter using a dye as a colorant has been developed. However, although the dye has a higher transmittance than a pigment, it has a problem that it is inferior in light resistance. There was a weak point in the reliability of display quality when used for a display.
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、カラーフィルタの材料となる感光性組成物を改良することにより、透過率が高く、かつ、耐光性に優れた特性を有するカラーフィルタを提供することである。また、本発明が解決しようとする他の課題は、そのカラーフィルタを用いて低消費電力で明るい液晶ディスプレイおよび有機ELディスプレイを提供することである。 The present invention is proposed in view of the above-mentioned problems, and the problem to be solved by the present invention is to improve the photosensitive composition as a material for the color filter, thereby increasing the transmittance, and The object is to provide a color filter having characteristics excellent in light resistance. Another problem to be solved by the present invention is to provide a bright liquid crystal display and an organic EL display with low power consumption using the color filter.
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、(A)透明樹脂、(B)光重合性モノマー(C)染料、(D)光開始剤、(E)溶剤を含有する感光性組成物において、前記(B)光重合性モノマーの官能基数が4〜6であることを特徴とする感光性組成物である。
As means for solving the above problems, the invention described in
また、請求項2に記載の発明は、前記(B)光重合性モノマーが、感光性組成物の固形分中に20重量%〜50重量%含まれることを特徴とする請求項1に記載の感光性組成物である。
The invention described in
また、請求項3に記載の発明は、前記(C)染料が、トリアリールメタン系染料であることを特徴とする請求項1または2に記載の感光性組成物である。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の感光性組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルタである。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のカラーフィルタを用いた液晶ディスプレイである。
The invention according to
また、請求項6に記載の発明は、請求項4に記載のカラーフィルタを用いた有機ELディスプレイである。
The invention according to claim 6 is an organic EL display using the color filter according to
本発明によれば、染料を用いることで透過率が高く、且つ感光性組成物の構成材料を改良することで耐光性に優れたカラーフィルタを得ることができ、またこのようなカラーフィルタを使用することにより、カラー表示時の効率を低下させず、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有するカラーディスプレイを提供することができる。 According to the present invention, a color filter having a high transmittance by using a dye and an excellent light resistance can be obtained by improving the constituent material of the photosensitive composition, and such a color filter is used. By doing so, it is possible to provide a color display having a bright and clear color image with low power consumption, long life, and without lowering the efficiency during color display.
以下、まず本発明を要約し、次いで材料面の詳細、感光性組成物の一般的製法、カラーフィルタ基板の製造方法、実施例の順に詳述する。 Hereinafter, the present invention will be summarized first, and then the details of the material surface, the general production method of the photosensitive composition, the production method of the color filter substrate, and the examples will be described in detail.
本発明に係る感光性組成物は、その必須成分として、(A)透明樹脂、(B)光重合性モノマー(C)染料、(D)光開始剤、(E)溶剤を含有するものである。
また、界面活性剤、光増感剤などの添加剤を含有するものであっても良い。
The photosensitive composition according to the present invention contains (A) a transparent resin, (B) a photopolymerizable monomer (C) dye, (D) a photoinitiator, and (E) a solvent as essential components. .
Moreover, you may contain additives, such as surfactant and a photosensitizer.
そして、感光性組成物において、(B)光重合性モノマーの官能基数が4〜6の範囲であることである。 In the photosensitive composition, (B) the number of functional groups of the photopolymerizable monomer is in the range of 4-6.
光重合性モノマーの官能基数が4未満であると露光工程での感度が不足してしまうことでパターニングが出来なくなり、また、官能基数が6をこえるとカラーフィルタ製造時の加熱工程において透過率が低下してしまう。 When the number of functional groups of the photopolymerizable monomer is less than 4, patterning cannot be performed due to insufficient sensitivity in the exposure process, and when the number of functional groups exceeds 6, the transmittance is increased in the heating process when manufacturing the color filter. It will decline.
〈光重合性モノマー〉
光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性着色組成物を用いて作製した着色感光層を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーであるが、本発明で使用できる4〜6官能の光重合性モノマーとしては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレートなど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などが代表例に挙げられる。
<Photopolymerizable monomer>
A photopolymerizable monomer is polymerized by irradiation with exposure light, and changes a colored photosensitive layer produced using the photosensitive coloring composition to be insoluble in a developer. Generally, it is a monomer whose polymerization is induced by radicals, but as the tetra- to 6-functional photopolymerizable monomer that can be used in the present invention, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol penta (Meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol ethylene oxide modified penta (meth) acrylate, dipentaerythritol propylene oxide modified penta (meth) acrylate, dipentaerythritol caprocalactone modified penta (meth) acrylate Typical examples include various acrylic esters and methacrylic esters.
また、本発明では、光重合性モノマーは感光性組成物の固形分中に20%〜50%であることが望ましい。
なぜなら、20%未満であると露光工程における感度が低下するため好ましくない。また
、50%よりも多いと、塗膜の表面付近が塗膜の深部に比べて著しく硬化するため、パターンの形状が逆テーパーとなるオーバーハングが起こりやすくなるためである。
In the present invention, the photopolymerizable monomer is desirably 20% to 50% in the solid content of the photosensitive composition.
This is because if it is less than 20%, the sensitivity in the exposure step decreases, which is not preferable. On the other hand, if it is more than 50%, the vicinity of the surface of the coating film is remarkably cured as compared with the deep part of the coating film, so that an overhang in which the pattern shape is reversely tapered tends to occur.
〈透明樹脂〉
感光性組成物に用いる透明樹脂は、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%以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂、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。
<Transparent resin>
The transparent resin used for the photosensitive composition is a resin having a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region. The transparent resin includes a non-photosensitive resin such as a thermoplastic resin and 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.
非感光性透明樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−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、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、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、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。但し、これらの樹脂はアルカリ可溶性を示さない。 The non-photosensitive transparent resin is a resin that does not have an ethylenically unsaturated double bond. Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, and polychlorinated resin. Vinyl, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, polyester resin, acrylic resin, alkyd resin, styrene resin, polyamide resin, rubber resin, cyclized rubber resin, celluloses, polybutadiene, A polyimide resin etc. are mentioned. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a benzoguanamine resin, a rosin-modified maleic acid resin, a rosin-modified fumaric acid resin, a phenol resin, a melamine resin, and a urea resin. However, these resins do not exhibit alkali solubility.
現在、現像液としては、環境に対する影響の少ないアルカリ現像液が多く使用されている。このため、樹脂バインダーとしてアルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、例えば、カルボキシル基、スルホン基などの酸性官能基を有する重量平均分子量1000〜500000、好ましくは5000〜100000の非感光性透明樹脂が挙げられる。酸性官能基の中では、カルボキシル基が好ましい。カラーフィルタ用着色組成物の分散安定化と現像性能向上を図るためには、非感光性透明樹脂の酸価が感光性透明樹脂の酸価より高いことが好ましく、このバランスにおいて、カラーフィルタ用着色組成物からなる透明着色塗膜のパターニング性が良好となり、安定した形状の透明着色画素が得られる。 At present, as the developer, an alkaline developer having a small influence on the environment is often used. For this reason, it is desirable to use an alkali-soluble resin as the resin binder. The alkali-soluble non-photosensitive transparent resin is a transparent resin having a property of dissolving in an alkaline aqueous solution and having no ethylenically unsaturated double bond. For example, an acidic functional group such as a carboxyl group or a sulfone group Non-photosensitive transparent resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000, preferably 5,000 to 100,000. Of the acidic functional groups, a carboxyl group is preferred. In order to stabilize dispersion and improve the development performance of the color filter coloring composition, the acid value of the non-photosensitive transparent resin is preferably higher than the acid value of the photosensitive transparent resin. The patterning property of the transparent colored coating film made of the composition is improved, and a transparent colored pixel having a stable shape is obtained.
このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、イソブチレン−(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体およびスチレン−スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂が好適に用いられる。これらの中でも特に、酸性官能基を有するアクリル樹脂は耐熱性、透明性が高いことから、好適に用いられる。また、重量平均分子量が1000〜50万、好ましくは5000〜10万の樹脂が好ましく使用できる。 Specific examples of such alkali-soluble non-photosensitive resins include acrylic resins having acidic functional groups, α-olefin- (anhydrous) maleic acid copolymers, styrene- (anhydrous) maleic acid copolymers, Examples thereof include a styrene-styrene sulfonic acid copolymer, an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, and an isobutylene- (anhydrous) maleic acid copolymer. Among them, at least one kind selected from an acrylic resin having an acidic functional group, an α-olefin- (anhydrous) maleic acid copolymer, a styrene- (anhydride) maleic acid copolymer, and a styrene-styrene sulfonic acid copolymer. Resins are preferably used. Among these, acrylic resins having acidic functional groups are preferably used because of their high heat resistance and transparency. A resin having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000, preferably 5,000 to 100,000 can be preferably used.
感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。 As the photosensitive resin, a linear polymer having a reactive functional group is reacted with a (meth) acrylic compound having a substituent capable of reacting with the reactive functional group, cinnamic acid, etc. Examples thereof include resins in which a bond is introduced into the linear polymer. In addition, a linear polymer having a substituent capable of reacting with the reactive functional group is reacted with a (meth) acrylic compound having a reactive functional group, cinnamic acid, or the like, to thereby form an ethylenically unsaturated double bond. Resin introduced into the polymer. Examples of the reactive functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group, and examples of the substituent capable of reacting with the reactive functional group include an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group.
また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも、感光性樹脂として使用できる。 In addition, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer or an α-olefin-maleic anhydride copolymer is a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Those half-esterified with can be used as the photosensitive resin.
光硬化の生じやすさを示す、感光性透明樹脂中に水酸基などを介して導入されるエチレン性不飽和二重結合の量は、得られる感光性透明樹脂の「二重結合当量」により示される。本発明における感光性透明樹脂の二重結合当量は200〜1200であることが好ましく、300〜900であることがより好ましい。感光性透明樹脂の二重結合当量が200未満の場合は、エチレン性不飽和二重結合を導入させる反応性の置換基を有するエチレン性不飽和単量体の比率が高くなり、諸特性を維持するのに十分な量の他のエチレン性不飽和単量体を共重合させることができない。1200を越える場合は、エチレン性不飽和二重結合の数が少ないため十分な感度を得ることができない。また、感光性透明樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは2000〜200000、より好ましくは5000〜50000である。 The amount of ethylenically unsaturated double bonds introduced through a hydroxyl group or the like into the photosensitive transparent resin, which indicates the ease of photocuring, is indicated by the “double bond equivalent” of the resulting photosensitive transparent resin. . The double bond equivalent of the photosensitive transparent resin in the present invention is preferably 200 to 1200, and more preferably 300 to 900. When the double bond equivalent of the photosensitive transparent resin is less than 200, the ratio of the ethylenically unsaturated monomer having a reactive substituent for introducing an ethylenically unsaturated double bond is increased, and various characteristics are maintained. A sufficient amount of other ethylenically unsaturated monomers cannot be copolymerized. When it exceeds 1200, sufficient sensitivity cannot be obtained because the number of ethylenically unsaturated double bonds is small. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of photosensitive transparent resin becomes like this. Preferably it is 2000-200000, More preferably, it is 5000-50000.
〈染料〉
本発明の(C)染料としては、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、トリアリールメタン染料、オキサジン染料、チアジン染料、メチン染料、キノリン染料、ペリノン染料などを使用することができるが、より好ましくはトリアリールメタン染料を使用する。トリアリールメタン系染料としては、従来公知のトリアリールメタン系の着色染料を広く使用できるが、具体的には、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ビクトリアブルーB、OIL Blue613(オリエント化学工業社製)VALIFAST Blue 1621(オリエント化学社製)、SBN Blue
701(保土ヶ谷化学社製)及びこれらの誘導体が好ましい。これらトリアリールメタン系染料は単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。
<dye>
As the dye (C) of the present invention, azo dyes, anthraquinone dyes, indigoid dyes, phthalocyanine dyes, triarylmethane dyes, oxazine dyes, thiazine dyes, methine dyes, quinoline dyes, perinone dyes and the like can be used. More preferably, a triarylmethane dye is used. Conventionally known triarylmethane-based coloring dyes can be widely used as the triarylmethane-based dye. Specifically, methyl violet, crystal violet, Victoria Blue B, OIL Blue 613 (manufactured by Orient Chemical Industries) VALIFAST Blue 1621 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), SBN Blue
701 (made by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) and derivatives thereof are preferable. These triarylmethane dyes can be used alone or in combination of two or more.
〈光開始剤〉
(D)光開始剤としては、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等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、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、2,4−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挙げられる。これらは1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
<Photoinitiator>
(D) As a photoinitiator, 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, Acetophenone compounds such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether Benzoin compounds such as benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl- Benzophenone compounds such as' -methyldiphenyl sulfide, thioxanthone compounds such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 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-pienyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6 Styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s- Riadin, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloro Triazine compounds such as methyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (o-benzoyloxime)], o- (acetyl)- Oxime ester compounds such as N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4 Phosphine compounds such as 1,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 9,10-phenanthrenequinone, can Examples include quinone compounds such as furquinone and ethyl anthraquinone, borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, and titanocene compounds. These can be used singly or in combination of two or more.
光開始剤の使用量は、感光性組成物の全固形分量(溶剤以外の成分)を基準として0.5〜50重量%が好ましく、より好ましくは3〜30重量%である。 The amount of the photoinitiator used is preferably 0.5 to 50% by weight, more preferably 3 to 30% by weight, based on the total solid content (components other than the solvent) of the photosensitive composition.
また増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
As sensitizers, α-acyloxy esters, acylphosphine oxides, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-
〈溶剤〉
本発明の(E)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、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。
<solvent>
Examples of the (E) solvent of the present invention include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, Examples include methyl-n-amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, and petroleum solvents, and these are used alone or in combination.
本発明の感光性組成物中に、界面活性剤などを添加しても良い。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。
必要に応じて、アニソール、ハイドロキノン、ピロカテコール、第三ブチルカテコール、フェノチアジン等の熱重合抑制剤や、可塑剤、接着促進剤、充填剤、消泡剤、レベリング剤等の慣用の添加物を加えることができる。
A surfactant or the like may be added to the photosensitive composition of the present invention. Surfactants 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 amine halogens. Cationic surfactants such as acid salts 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 these can be used, and these may be used in combination.
Add conventional additives such as plasticizers, adhesion promoters, fillers, antifoaming agents, and leveling agents as needed, as well as thermal polymerization inhibitors such as anisole, hydroquinone, pyrocatechol, tert-butylcatechol, and phenothiazine. be able to.
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィ法により、本発明の感光性組成物、を用いて透明基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造することができる。透明基材とは、透明性があり、ある程度の剛性があればとくに限定されるものではないが、ガラスやポリエステル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、アクリル樹脂などのフィルム又は薄板を用いることができる。 The color filter of this invention can be manufactured by forming the filter segment of each color on a transparent substrate using the photosensitive composition of this invention by the printing method or the photolithographic method. The transparent substrate is not particularly limited as long as it is transparent and has a certain degree of rigidity, but a film or thin plate of glass, polyester, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, acrylic resin or the like is used. Can do.
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素
による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
In development, an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used as an alkali developer, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Moreover, an antifoamer and surfactant can also be added to a developing solution. In order to increase the UV exposure sensitivity, after coating and drying the colored resist material, a water-soluble or alkali-soluble resin such as polyvinyl alcohol or a water-soluble acrylic resin is applied and dried to form a film that prevents polymerization inhibition by oxygen. Thereafter, ultraviolet exposure can also be performed.
本発明の感光性組成物を用いて製造できる上記カラーフィルタを、前述のように図1の断面模式図に示した液晶ディスプレイの通常の製造工程に組み込んで使用することにより、カラー表示時の効率を低下させず、低消費電力で明るく鮮明なカラー画像を有するカラー液晶ディスプレイを提供することができる。 The color filter that can be manufactured using the photosensitive composition of the present invention is incorporated into the normal manufacturing process of the liquid crystal display shown in the schematic cross-sectional view of FIG. Thus, a color liquid crystal display having a bright and clear color image with low power consumption can be provided.
本発明の感光性組成物を用いて製造できる上記カラーフィルタを、前述のように図2の断面模式図に示した有機ELディスプレイの通常の製造工程に組み込んで使用することにより、カラー表示時の効率を低下させず、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有する有機ELディスプレイを提供することができる。 The color filter that can be manufactured using the photosensitive composition of the present invention is incorporated into the normal manufacturing process of the organic EL display shown in the schematic sectional view of FIG. It is possible to provide an organic EL display having a low-power consumption, a long lifetime, and a bright and clear color image without reducing efficiency.
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。下記[樹脂の調整]および[評価項目]は、各実施例に共通な材料および方法の説明であり、[感光性組成物の調製]は、実施例1〜8(内、実施例5〜8は比較例1〜4に相当する)の材料の差異の説明であり、[評価結果]は、上記の結果を比較するための総合的説明である。なお、実施例中、「部」とは「重量部」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto. [Adjustment of resin] and [Evaluation items] below are descriptions of materials and methods common to each Example, and [Preparation of photosensitive composition] is described in Examples 1 to 8 (including Examples 5 to 8). Is equivalent to Comparative Examples 1 to 4), and [Evaluation Result] is a comprehensive explanation for comparing the above results. In the examples, “parts” means “parts by weight”.
[樹脂の調整]
(透明樹脂の合成例)
反応容器にシクロヘキサノン70部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でベンジルメタクリレート12.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸5.3部、単量体(a)としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル0.2部をシクロヘキサノン10部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けて、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した非感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加して非感光性樹脂溶液を調製した。得られた透明樹脂の重量平均分子量Mwは20000であった。
[Resin adjustment]
(Synthesis example of transparent resin)
70 parts of cyclohexanone is placed in a reaction vessel, heated to 80 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel, and 12.3 parts of benzyl methacrylate, 4.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 5.3 parts of methacrylic acid at the same temperature. 2 parts of a mixture of 7.4 parts of paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate (“Aronix M110” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) and 0.4 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile as monomer (a) The polymerization reaction was carried out dropwise over time. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours, then 0.2 parts of azobisisobutyronitrile dissolved in 10 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 80 ° C. for 1 hour. A photosensitive transparent resin copolymer solution was obtained. After cooling to room temperature, about 2 g of the non-photosensitive transparent resin solution was sampled and heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the non-volatile content. The non-photosensitive transparent resin solution synthesized earlier had a non-volatile content of 20% by weight. Cyclohexanone was added so that a non-photosensitive resin solution was prepared. The weight average molecular weight Mw of the obtained transparent resin was 20000.
[感光性組成物の調製]
下記の要領で感光性組成物を調製した。
[Preparation of photosensitive composition]
A photosensitive composition was prepared as follows.
感光性組成物1
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.5μmのフィルタで濾過して、感光性組成物1を得た。
SBN Blue701(保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料) 0.8部
透明樹脂(N.V20%) 38.4部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irg907」) 3.84部
光重合性モノマー(東亞合成社製「アロニックスM408」:ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート) 7.68部
シクロヘキサノン 49.28部
A mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.5 μm filter to obtain a
SBN Blue701 (Triarylmethane dye manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.8 parts Transparent resin (N.V20%) 38.4 parts Photoinitiator (“Irg907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 3.84 parts Photopolymerizable Monomer (“Aronix M408” manufactured by Toagosei Co., Ltd .: ditrimethylolpropane tetraacrylate) 7.68 parts Cyclohexanone 49.28 parts
感光性組成物2
感光性組成物1において用いた光重合性モノマーを、東亞合成社製「アロニックスM402」(ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート)に変更した以外は、同様にして感光性組成物2を得た。
感光性組成物3
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.5μmのフィルタで濾過して、青色感光性組成物3を得た。
SBN Blue701(保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料) 0.8部
透明樹脂(N.V20%) 62.95部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irg907」) 2.20部
光重合性モノマー(東亞合成社製「アロニックスM402」:ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート) 4.41部
シクロヘキサノン 29.64部
A mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.5 μm filter to obtain a blue
SBN Blue 701 (Triarylmethane dye manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.8 parts Transparent resin (N.V20%) 62.95 parts Photoinitiator (“Irg907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 2.20 parts Photopolymerizable Monomer (“Aronix M402” manufactured by Toagosei Co., Ltd .: Dipentaerythritol penta and hexaacrylate) 4.41 parts Cyclohexanone 29.64 parts
感光性組成物4
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.5μmのフィルタで濾過して、青色感光性組成物4を得た。
SBN Blue701(保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料) 0.8部
透明樹脂(N.V20%) 24.00部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irg907」) 4.80部
光重合性モノマー(東亞合成社製「アロニックスM402」:ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート) 9.60部
シクロヘキサノン 60.80部
A mixture of the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.5 μm filter to obtain a blue
SBN Blue701 (Triarylmethane dye manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.8 part Transparent resin (N.V20%) 24.00 parts Photoinitiator (“Irg907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 4.80 parts Photopolymerizable Monomer (“Aronix M402” manufactured by Toagosei Co., Ltd .: dipentaerythritol penta and hexaacrylate) 9.60 parts cyclohexanone 60.80 parts
〈比較例1〉
感光性組成物5
感光性組成物1の光重合性モノマーを、東亞合成社製「アロニックスM309」(トリメチロールプロパントリアクリレート)に変更した以外は、同様にして感光性組成物5を得た。
<Comparative example 1>
〈比較例2〉
感光性組成物6
感光性組成物1の光重合性モノマーを、大阪有機化学工業社製「UD408A」(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートジイソシアネートウレタンプレポリマー)に変更した以外は、同様にして感光性組成物6を得た。
<Comparative example 2>
Photosensitive composition 6
Photosensitive composition 6 was obtained in the same manner except that the photopolymerizable monomer of
〈比較例3〉
感光性組成物7
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.5μmのフィルタで濾過して、感光性組成物7を得た。
SBN Blue701(保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料)0.8部
透明樹脂(N.V20%) 69.82部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irg907」) 1.75部
光重合性モノマー(東亞合成社製「アロニックスM402」:ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート) 3.49部
シクロヘキサノン 24.15部
<Comparative Example 3>
A mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.5 μm filter to obtain a
SBN Blue701 (Triarylmethane dye manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.8 parts Transparent resin (N.V20%) 69.82 parts Photoinitiator (“Irg907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.75 parts Photopolymerizable Monomer (“Aronix M402” manufactured by Toagosei Co., Ltd .: dipentaerythritol penta and hexaacrylate) 3.49 parts cyclohexanone 24.15 parts
〈比較例4〉
感光性組成物8
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.5μmのフィルタで濾過して、感光性組成物8を得た。
SBN Blue701(保土ヶ谷化学社製トリアリールメタン染料)0.8部
透明樹脂(N.V20%) 17.45部
光開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Irg907」) 5.24部
光重合性モノマー(東亞合成社製「アロニックスM402」:ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート) 10.47部
シクロヘキサノン 66.04部
<Comparative example 4>
A mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.5 μm filter to obtain a
SBN Blue701 (Triarylmethane dye manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.8 part Transparent resin (N.V20%) 17.45 parts Photoinitiator (“Irg907” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 5.24 parts Photopolymerizable Monomer (“Aronix M402” manufactured by Toagosei Co., Ltd .: dipentaerythritol penta and hexaacrylate) 10.47 parts cyclohexanone 66.04 parts
カラーフィルタ作製用感光性組成物として、感光性組成物1〜4を実施例1〜4、
感光性組成物5〜8を実施例5〜8または比較例1〜4とした。
As photosensitive compositions for color filter production,
The photosensitive compositions 5-8 were made into Examples 5-8 or Comparative Examples 1-4.
[評価項目]
(感度)
上記各実施例及び比較例で調製した各感光性組成物について、その感度を、以下のようにして評価を行った。
まず、ガラス基板上に、上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物1〜8の各々を膜厚2μmになるようにスピンコート法により塗布した後乾燥させ、次に、70℃で20分間のプリベークを行なった後、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式で、50μmの細線パターンを備えたフォトマスクを介して紫外線露光を行なった。露光量は10、20、30、50、80、100、150、200、300、400、500mJ/cm2の11水準とした。
次に、1.25質量%の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、パターニングを完了した。得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分の膜厚で割ってその残膜率を算出した。そして、横軸を露光量の常用対数、縦軸を現像後残膜率として露光感度曲線をプロットした。得られた露光感度曲線から、現像後残膜率が85%以上に達する最小露光量を飽和露光量、すなわち感光性組成物の感度とし、300mJ/cm2未満のものを良好(〇)とし、300mJ/cm2以上のものを不良(×)判定とした。
(パターン形状)
ガラス基板上に、上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物1〜8の各々を膜厚2μmになるようにスピンコート法により塗布した後乾燥させ、その後、70℃で20分間のプリベークを行なった後、プロキシミティーアライナーによる近接露光方式により、各感光性組成物の飽和露光量で露光した。次に、1.25質量%の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、パターニングを完了した後、クリーンオーブン中で180℃で20分間焼成を行ない評価用基板とした。
得られたパターンの形状をSEM観察し、剥がれが無く、形状が順テーパー形状のものを○、また、パターンが剥がれたり、オーバーハング形状となったものを×とした。
(透過率)
上記実施例及び比較例で得られた感光性組成物をパターニングした基板の分光透過率を
オリンパス社製「OSP−2000」にて測定した。450nmの透過率が96.0%以上のものを〇、96.0%未満のものを×判定とした。
(耐光性)
感光性組成物をパターニングした基板を耐光性評価装置(アトラス社製「ウェザーメータ
Ci35A」)にて100時間、光暴露し、耐光性評価前後の色差ΔEabを測定した
。
ΔEabが5以下の場合を〇、5を越えるものを×判定とした。
[Evaluation item]
(sensitivity)
About each photosensitive composition prepared by each said Example and comparative example, the sensitivity was evaluated as follows.
First, each of the photosensitive compositions 1-8 obtained in the above Examples and Comparative Examples was applied on a glass substrate by spin coating so as to have a film thickness of 2 μm, and then dried, and then at 70 ° C. After pre-baking for 20 minutes, UV exposure was performed through a photomask having a 50 μm fine line pattern by a proximity exposure method using a proximity aligner. The exposure amount was set to 11 levels of 10, 20, 30, 50, 80, 100, 150, 200 , 300, 400, and 500 mJ / cm 2 .
Next, shower development was performed using a 1.25% by mass sodium carbonate solution, followed by washing with water to complete patterning. The film thickness of the obtained filter segment was divided by the film thickness of the unexposed / undeveloped portion to calculate the remaining film ratio. Then, the exposure sensitivity curve was plotted with the horizontal axis representing the common logarithm of the exposure dose and the vertical axis representing the remaining film ratio after development. From the obtained exposure sensitivity curve, the minimum exposure amount at which the post-development residual film ratio reaches 85% or more is the saturation exposure amount, that is, the sensitivity of the photosensitive composition, and the one less than 300 mJ / cm 2 is good (◯) The thing of 300 mJ / cm < 2 > or more was made into defect (x) determination.
(Pattern shape)
On the glass substrate, each of the
The shape of the obtained pattern was observed with an SEM, and the case where there was no peeling and the shape was a forward taper shape was marked with ◯, and the shape where the pattern was peeled or overhanged was marked with ×.
(Transmittance)
The spectral transmittance of the substrate patterned with the photosensitive compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples was measured with “OSP-2000” manufactured by Olympus Corporation. A sample having a transmittance of 450 nm of 96.0% or more was evaluated as ◯, and a sample having a transmittance of less than 96.0% was evaluated as x.
(Light resistance)
The substrate on which the photosensitive composition was patterned was exposed to light with a light resistance evaluation apparatus (“Weather Meter Ci35A” manufactured by Atlas) for 100 hours, and the color difference ΔEab before and after the light resistance evaluation was measured.
A case where ΔEab was 5 or less was marked as “◯”, and a case where ΔEab was over “5”.
[評価結果]
実施例1〜4、比較例1〜4の結果を表1に示す。
The results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 1.
表1の結果から、以下のことが明らかである。即ち、少なくとも(A)透明樹脂、(B)光重合性モノマー(C)染料、(D)光開始剤、(E)溶剤を含有する感光性組成物において、前記(B)光重合性モノマーの官能基数が4〜6である場合において耐光性試験での色差が小さくなり、且つ感度、パターン形状、透過率の良好なものが得られることが分かる。光重合性モノマーの官能基数が4より小さいと耐光性改善効果が十分でなく、また6を越えると透過率の低下が見られる。
また、光重合性モノマーの固形分中の割合が20%より小さいと露光感度が低下してしまい、50%を越えるとパターン形状がオーバーハングとなり、カラーフィルタ基板の作製が困難となる。
From the results in Table 1, the following is clear. That is, in a photosensitive composition containing at least (A) a transparent resin, (B) a photopolymerizable monomer (C) dye, (D) a photoinitiator, and (E) a solvent, the photopolymerizable monomer (B) It can be seen that when the number of functional groups is 4 to 6, the color difference in the light resistance test is reduced, and a product with good sensitivity, pattern shape, and transmittance can be obtained. When the number of functional groups of the photopolymerizable monomer is smaller than 4, the light resistance improving effect is not sufficient, and when it exceeds 6, the transmittance is decreased.
If the ratio of the photopolymerizable monomer in the solid content is less than 20%, the exposure sensitivity is lowered, and if it exceeds 50%, the pattern shape is overhanged, making it difficult to produce a color filter substrate.
カラーフィルタの着色材料に染料を用いることで、透過率が高く、即ちカラー表示時の効率が高く、且つ耐光性に優れることから、低消費電力、長寿命で明るく鮮明なカラー画像を有するカラーディスプレイ装置を得ることができる。 By using a dye as the coloring material of the color filter, it has high transmittance, that is, high efficiency in color display and excellent light resistance, so that it has a low power consumption, long life, and a bright and clear color image. A device can be obtained.
1…… カラーフィルタ
2…… 液晶
3…… TFTアレイ
4…… バックライト
5…… 透明基板
6a……赤色着色層
6b……緑色着色層
6c……青色着色層
7… ブラックマトリクス
8…… オーバーコート層
9…… TFT
10……透明電極
11……偏光板
12 配向膜
21……有機EL層
23……バリア層
24a……赤色発光層
24b……緑色発光層
24c……青色発光層
25……反射陰極
26… 封止剤
27 有機EL層基板
1 ...
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