JP2005250203A - ポジ型スペーサー用樹脂組成物および接着性スペーサーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アルカリ可溶性樹脂(a)、ジアゾナフトキノン化合物(b)および熱硬化剤(c)を含む、ポジ型スペーサー用樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
上記ポジ型スペーサー用樹脂組成物を第1の透明基材に塗布する塗布工程、
得られた塗膜を乾燥させてスペーサー形成塗膜を形成するプリベーク工程、
180〜500nmの波長を有する光をスペーサー形成塗膜に照射するパターン露光工程、
アルカリ溶液を用いて、パターン露光された塗膜を現像する現像工程、および
現像された塗膜と第2の透明基材とを貼り合せ、加熱接着する、貼り合わせ工程、
を包含する、製造方法が挙げられる。
本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂(a)は、フェノール性水酸基またはカルボキシル基などの酸基を有する樹脂である。フェノール性水酸基またはカルボキシル基を有する樹脂として、例えば、アルカリ可溶性のラジカル重合性モノマーの単独重合体あるいはこのようなラジカル重合性モノマーとそれ以外の他のラジカル重合性モノマーの共重合体を挙げることができる。これらのうち、(メタ)アクリル酸と他のラジカル重合性モノマーとが共重合した(メタ)アクリル酸共重合体が本発明において好ましく使用される。(メタ)アクリル酸共重合体は、酸価および熱軟化点が本発明における使用に望ましい範囲にあるからである。
本発明に用いられるジアゾナフトキノン化合物は、感光剤として作用する。ジアゾナフトキノン化合物(b)として、例えば、1,2−ジアゾナフトキノン−4−スルホン酸エステル、1,2−ジアゾナフトキノン−5−スルホン酸エステル、1,2−ジアゾナフトキノン−6−スルホン酸エステル、2,1−ジアゾナフトキノン−4−スルホン酸エステル、2,1−ジアゾナフトキノン−5−スルホン酸エステルなどを挙げることができる。これらのうち好ましい化合物は、1,2−ジアゾナフトキノン−4−スルホン酸エステル、1,2−ジアゾナフトキノン−5−スルホン酸エステル等である。
本発明に用いられる熱硬化剤(c)は、アルカリ可溶性樹脂(a)に含まれる水酸基、カルボキシル基またはフェノール基などと加熱により反応し、架橋反応を形成するものである。このような熱硬化剤(c)として、例えば、メラミン系硬化剤、エポキシ系硬化剤、イソシアネート系硬化剤等が挙げられる。この中で、メラミン系硬化剤、エポキシ系硬化剤およびイソシアネート系硬化剤が好ましく使用される。
本発明のポジ型スペーサー用樹脂組成物を用いて、接着性スペーサーを形成することができる。接着性スペーサーは、下記工程:
本発明のポジ型スペーサー用樹脂組成物を第1の透明基材に塗布する塗布工程、
得られた塗膜を乾燥させてスペーサー形成塗膜を形成するプリベーク工程、
180〜500nmの波長を有する光をスペーサー形成塗膜に照射するパターン露光工程、
アルカリ溶液を用いて、パターン露光された塗膜を現像する現像工程、
現像された塗膜と第2の透明基材とを貼り合せ、加熱接着する、貼り合わせ工程、
を包含する製造方法によって形成される。この方法において、現像工程と貼り合わせ工程との間にさらに、現像された塗膜を加熱するポストベーク工程、を包含してもよい。他の態様においては、現像工程と貼り合わせ工程との間にさらに、180〜500nmの波長を有する光を現像された塗膜に照射するポスト露光工程、を包含してもよい。また、他の態様においては、現像工程と貼り合わせ工程との間にさらに、現像された塗膜を加熱するポストベーク工程および180〜500nmの波長を有する光を現像された塗膜に照射するポスト露光工程の両工程、を包含してもよい。
プロピレングリコールモノメチルアセテート 180重量部を入れた撹拌羽、窒素導入管、冷却管及び滴下漏斗を備えた2Lのガラス反応容器を130℃に加温し、そこヘメチルメタクリレート 247重量部、スチレン8重量部、イソボロニルメタクリレート 20重量部、メタクリル酸 49重量部、グリシジルメチルメタクリレート−サリチル酸付加物 87重量部とターシャルブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート 15重量部を含むプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 60重量部の溶液とを同時に3時間かけて等速で滴下し、その後130℃で30分間反応させた。その後、ターシャルブチルペルオキシ―2−エチルヘキサノエート3重量部を含むプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 20重量部の溶液を130℃で30分間にて等速滴下した後、その温度にて1時間反応させた。数平均分子量6,600、重量平均分子量14,200のアクリル酸共重合体であるアルカリ可溶性樹脂(1)を得た。この樹脂の酸価は81、Tgは110℃であった。
メチルプロピレングリコール100重量部を入れた撹拌羽根、窒素導入管、冷却管及び滴下漏斗を備えた2Lのガラス反応容器を110℃に加温し、そこヘメチルメタクリレート 7重量部、イソボロニルメタクリレート 260重量部、メタクリル酸 260重量部とターシャルブチルパーオクトエート4重量部を含むメチルプロピレンジグリコール20重量部の溶液とを同時に3時間かけて等速滴下し、その後110℃で30分間反応させた。その後、ターシャルブチルパーオクトエート2重量部を含むメチルプロピレンジグリコール10重量部の溶液を110℃で30分間等速滴下した後、1時間反応させた。更に、テトラブチルアンモニウムクロライド4重量部とヒドロキシモノメチルエーテル0.7重量部を添加し、グリシジルメタクリレート 220重量部のメチルプロピレンジグリコール 100重量部を 120℃で5時間かけて空気バブリングしながら等速滴下させて、数平均分子 12,000、重量平均分子量 84,000、酸価87の不飽和結合含有アクリル共重合体であるアルカリ可溶性樹脂(2)を得た。
撹拌機、還流管、温度計を取り付けた1Lのガラス製反応フラスコの中にトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(エポキシ当量150)105重量部、o−ヒドロキシベンゾイックアシッド58重量部(全エポキシ基に対し60モル%)、プロピオニックアシッド21重量部(全エポキシ基に対し40モル%)、ジオキサン46重量部をそれぞれ仕込み、温度を120℃まで上げ、触媒としてテトラメチルアンモニウムクロリド1.8重量部を添加後、5時間反応させた。反応溶液の酸価は6.5であった。次に内容物を10℃まで冷却し、1,2−ジアゾナフトキノン−ジ−5−スルホニルクロリド94重量部(残存するOH基に対し80モル%)、アセトン570重量部を添加後、触媒としてトリエチルアミン39重量部を滴下し、10℃で2時間反応させ、多量の2重量%希塩酸水溶液中に反応生成物を滴下し沈澱させた。水洗後、40℃で18時間真空乾燥させてジアゾナフトキノン化合物を得た。
冷却管、攪拌機および温度計を装着した1Lガラス製反応フラスコに、t−ブトキシスチレン176重量部およびアゾビスブチロニトリル5.8重量部を入れ、さらにプロピレングリコールモノメチルエーテル250重量部を加え、75℃で4時間撹拌し、重合させた。
調製例で得られた反応生成物を用い、表1に示す配合組成に従ってポジ型スペーサー用樹脂組成物を調製した。
パターン解像性
ガラス基板に上記で得たスペーサ用樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、80℃で20分間乾燥して揮発分を揮発させてスペーサ用樹脂層を形成した。冷却後、このスペーサ用樹脂層にフォトマスクを介して紫外線を照射して露光した。 紫外線の照射光量は150mJ/cm2とした。フォトマスクとしては、線幅20μmのライン&スペースのパターン画集を形成するためのフォトマスクを用いた。次いで露光後のガラス基板を現像液(2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)に1分間浸漬して現像し、純水で洗浄した。洗浄後、余分な水分をエアーブローで取り除いた。上記のようにして作成したパターンの形状が再現性良く形成されていれば○、形成されていなければ×の記号で表1に結果を記載した。
ガラス基板にスペーサ用樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、80℃で20分間乾燥して揮発分を揮発させてスペーサ用樹脂層を形成した。冷却後、ガラス基板を現像液(2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)に1分間浸潰し、純水で洗浄した。洗浄後、余分な水分をエアーブローで取り除いた。次に、ガラス基板を幅1cmの短冊状に切り出した。同様にスペーサ用樹脂組成物を塗布していないガラス基板も幅1cmの短冊状に切り出した。スペーサ用樹脂層が間に挟み込まれるように2つの短冊状のガラス基板を十字に重ね合わせ、150℃に加熱しているホットプレート上に置き、十字に重ね含わせたエリアの上に5kgのおもりを載せ1時間加熱加圧した。その後、十字に貫ね合わせた短冊を冷却し、ガラス基板を引き剥がした。引き剥がす際の力が大きくガラス基板自体が割れてしまえぱ○、引き剥がす際の力が大きくスペーサ用樹脂層の層破壊になっていれば○、引き剥がす際の力が小さくスペーサ用樹脂層とガラス基板の界面剥離になっていれば×の記号で表1に結果を記載した。
ガラス基板にスペーサ用樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、80℃で20分間乾燥して揮発分を揮発させて、塗膜を形成した。得られた塗膜の熱軟化点を、セイコーインスツルメンツ株式会社製、TMA/SS6100を用いて、JIS K7197に準拠して測定した。測定により得られた値を表1に記載する。
製造例2で得られた反応生成物を用い、表1に示す配合組成に従ってスペーサ用樹脂組成物を調製した。得られた組成物の評価は以下の方法で行った。
ガラス基板に上記で得たスペーサ用樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、80℃で20分間乾燥して揮発分を揮発させてスペーサ用樹脂層を形成した。冷却後、このスペーサ用樹脂層にフォトマスクを介して紫外線を照射して露光した。紫外線の照射光量は150mJ/cm2とした。フォトマスクとしては、線幅20μmのライン&スペースのパターン画素を形成するためのフォトマスクを用いた。次いで露光後のガラス基板を現像液(1%炭酸ナトリウム水溶液)に1分間浸漬して現像し、純水で洗浄した。洗浄後、余分な水分をエアーブローで取り除いた。上記のようにして作成したパターンの形状が再現性良く形成されていれば○、形成されていなければ×の記号で表1に結果を記載した。
ガラス基板にスペーサ用樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、8O℃で20分間乾燥して揮発分を揮発させてスペーサ用樹脂層を形成した。冷却後、このスペーサ用樹脂層に紫外線を全面照射して露光した。紫外線の照射光量は150mJ/cm2とした。次いで、ガラス基板を現像液(1%の炭酸ナトリウム水溶液)に1分間浸漬し、純水で洗浄した。洗浄後、余分な水分をエアーブローで取り除いた。次に、ガラス基板を幅1cmの短冊状に切り出した。同様にスペーサ用樹脂組成物を塗布していないガラス基板も幅1cmの短冊状に切り出した。スペーサ用樹脂層が間に挟み込まれるように2つの短冊状のガラス基板を十字に重ね合わせ、150℃に加熱しているホットプレート上に置き、十字に重ね合わせたエリアの上に5kgのおもりを載せ1時間加熱加圧した。その後、十字に重ね含わせた短冊を冷却し、ガラス基板を引き剥がした。引き剥がす際の力が大きくガラス基板自体が割れてしまえば◎、引き剥がす際の力が大きくスペーサ用樹脂層の層破壊になっていれば○、引き剥がす際の力が小さくスペーサ用樹脂層とガラス基板の界面剥離になっていれば×の記号で表1に結果を記載した。
製造例4で得られた反応生成物を用い、表1に示す配合組成に従ってスペーサ用樹脂組成物を調製した。得られた組成物の評価は比較例1に記載した方法と同様の方法で行った。
クレゾール−ノボラック樹脂:住友ベークライト社製、重量平均分子量11,000、酸価67、熱軟化点164℃のフェノール樹脂、
B1358:デグザ・ヒュルス社製、イソシアネート系硬化剤、
C701:Cytec Industries社製、メラミン系硬化剤、
C300:三井サイアナミッド社製、メラミン系硬化剤、
YDCN−703:東都化成社製、エポキシ系硬化剤、
エピコート152:油化シェルエポキシ社製、エポキシ系硬化剤、
M350:東亜合成社製、アクリルモノマー、
イルガキュア365:チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製、光重合開始剤、
メガファックR−8:大日本インキ化学工業社製、フッ素系界面活性剤、
メガファックF172:大日本インキ社製、フッ素系界面活性剤、
である。
Claims (10)
- アルカリ可溶性樹脂(a)、ジアゾナフトキノン化合物(b)および熱硬化剤(c)を含む、ポジ型スペーサー用樹脂組成物。
- 前記アルカリ可溶性樹脂(a)が、(メタ)アクリル酸共重合体またはフェノール樹脂である、請求項1記載のポジ型スペーサー用樹脂組成物。
- 前記熱硬化剤(c)が、メラミン系硬化剤、エポキシ系硬化剤およびイソシアネート系硬化剤からなる群から選択される1種以上を含む、請求項1または2記載のポジ型スペーサー用樹脂組成物。
- 前記アルカリ可溶性樹脂(a)の重量平均分子量が500〜100,000である、請求項1〜3いずれかに記載のポジ型スペーサー用樹脂組成物。
- 請求項1〜4いずれかに記載のポジ型スペーサー用樹脂組成物から得られた塗膜の熱軟化点が70〜180℃である、ポジ型スペーサー用樹脂組成物。
- 請求項1〜5いずれかに記載のポジ型スペーサー用樹脂組成物を第1の透明基材に塗布する塗布工程、
得られた塗膜を乾燥させてスペーサー形成塗膜を形成するプリベーク工程、
180〜500nmの波長を有する光をスペーサー形成塗膜に照射するパターン露光工程、
アルカリ溶液を用いて、パターン露光された塗膜を現像する現像工程、および
現像された塗膜と第2の透明基材とを貼り合せ、加熱接着する、貼り合わせ工程、
を包含する、接着性スペーサーの製造方法。 - 現像工程と貼り合わせ工程との間にさらに、現像された塗膜を加熱するポストベーク工程、を包含する、請求項6記載の接着性スペーサーの製造方法。
- 現像工程と貼り合わせ工程との間にさらに、180〜500nmの波長を有する光を現像された塗膜に照射するポスト露光工程、を包含する、請求項6記載の接着性スペーサーの製造方法。
- 現像工程と貼り合わせ工程との間にさらに、現像された塗膜を加熱するポストベーク工程および180〜500nmの波長を有する光を現像された塗膜に照射するポスト露光工程の両工程、を包含する、請求項6記載の接着性スペーサーの製造方法。
- 請求項6〜9いずれかに記載の製造方法により得られる接着性スペーサーを有する液晶パネル。
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