JP2007009164A - カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、カラムスペーサ及び液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた現像性及び溶解性を有し、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、優れた現像性及び溶解性を有し、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるとともに、低温発泡を生ずることなく、重力不良による色ムラの発生を効果的に抑制できる液晶表示素子を得ることができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、該カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサ及び液晶表示素子に関する。
一般に、液晶表示素子は、2枚のガラス基板の間隙を一定に維持するためのスペーサを具備し、これらの他に透明電極や偏光板及び液晶物質を配向させる配向層等から構成されている。現在スペーサとしては、主に粒子径が数μm程度の微粒子スペーサが用いられている。しかし、従来の液晶表示素子の製造方法では、ガラス基板上に微粒子スペーサをランダムに散布していたことから、画素部内に微粒子スペーサが配置されてしまうことがあった。画素部内に微粒子スペーサがあると、スペーサ周辺の液晶配向の乱れから光が漏れて画像のコントラストが低下したりする等、画像品質を低下させることがあるという問題がある。これに対して、微粒子スペーサが画素部に配置されないような微粒子スペーサの配置方法が種々検討されているが、いずれも操作が煩雑であり実用性に乏しいものであった。
また、近年、液晶表示素子の生産性を上げるために、ワンドロップフィル法(One Drop Fill Technology:ODF法)が提案されている。この方法は、ガラス基板の液晶封入面上に、所定量の液晶を滴下し、もう一方の液晶パネル用基板を真空下で所定のセルギャップを維持できる状態で対峙させ、貼り合わせることにより液晶表示素子を製造する方法である。この方法によれば、従来の方法に比べて液晶表示素子が大面積化し、セルギャップが狭小化しても、液晶の封入が容易であることから、今後はODF法が液晶表示素子の製造方法の主流になると考えられる。
しかし、ODF法において微粒子スペーサを用いると、液晶の滴下時、又は、対向基板の貼り合わせ時に散布した微粒子スペーサが液晶の流動とともに流されて、基板上における微粒子スペーサの分布が不均一となる問題が生じる。微粒子スペーサの分布が不均一になると、液晶セルのセルギャップにバラツキが生じ、液晶表示に色ムラが発生してしまうという問題があった。
しかし、ODF法において微粒子スペーサを用いると、液晶の滴下時、又は、対向基板の貼り合わせ時に散布した微粒子スペーサが液晶の流動とともに流されて、基板上における微粒子スペーサの分布が不均一となる問題が生じる。微粒子スペーサの分布が不均一になると、液晶セルのセルギャップにバラツキが生じ、液晶表示に色ムラが発生してしまうという問題があった。
これに対して、従来の微粒子スペーサに代って、液晶基板上にフォトリソグラフの手法によってセルギャップを均一保持するための凸型パターンを形成したカラムスペーサが提案され、実用化されるようになってきている(例えば、特許文献1、特許文献2等)。
このようなカラムスペーサを用いれば、画素部内にスペーサが配置されてしまう問題や、ODF法においてスペーサムラが生じてしまう問題を解決することができる。
このようなカラムスペーサを用いれば、画素部内にスペーサが配置されてしまう問題や、ODF法においてスペーサムラが生じてしまう問題を解決することができる。
また、従来のカラムスペーサ用樹脂組成物からなるカラムスペーサを用いてODF法により製造した大型液晶表示素子においては、表示装置の使用中に液晶セル内の液晶が下方へ流動することにより、表示パネルの上半面と下半面において色ムラが生じる「重力不良」と呼ばれる欠陥が発生することがあり、大きな問題となっていた。この「重力不良」の現象は、バックライトより発生する熱によって液晶セル内の液晶が膨張してセルギャップを押し広げ、その際にカラムスペーサから基板が浮き上がってしまい、このスペーサによって保持されなくなった体積分の液晶が重力によって下方への流動することにより生じると考えられる。
このような「重力不良」を解消するためには、バックライトより発生する熱によって液晶セル内の液晶が膨張してセルギャップを押し広げる際に、いったん圧縮されていたカラムスペーサを圧縮変形からの弾性回復によりセルギャップの変化に追随できるようにし、基板とカラムスペーサとの間に隙間が生じないようにすれば解決可能であると考えられる。
このような「重力不良」を解消するためには、バックライトより発生する熱によって液晶セル内の液晶が膨張してセルギャップを押し広げる際に、いったん圧縮されていたカラムスペーサを圧縮変形からの弾性回復によりセルギャップの変化に追随できるようにし、基板とカラムスペーサとの間に隙間が生じないようにすれば解決可能であると考えられる。
しかし、従来の方法では、カラムスペーサに高い変形回復力を持たせるためには、カラムスペーサを形成する樹脂を高度に架橋し圧縮時に塑性変形を起こりにくくする必要があるところ、このような高度な架橋構造を有する樹脂は一般的に圧縮弾性率が高く、硬くなってしまう傾向にある。このような硬い樹脂によりカラムスペーサを形成した場合には、カラムスペーサを圧縮変形させる課程において、大きな圧力が必要であり、得られた液晶表示素子においては、圧縮されたカラムスペーサによる液晶セルを押し広げようとする大きな力を内包することになる。このようなカラムスペーサが液晶セルを押し広げようとする力が大きい場合、低温時に液晶セル内の液晶の体積収縮が起こると液晶セル内の内圧が急激に低下して気泡が発生する「低温発泡」という現象を生じてしまうという問題があった。
特開2001−91954号公報
特開2002−251007号公報
本発明は、上記現状に鑑み、優れた現像性及び溶解性を有し、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるとともに、低温発泡を生ずることなく、重力不良による色ムラの発生を効果的に抑制できる液晶表示素子を得ることができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、該カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサ及び液晶表示素子を提供することを目的とする。
本発明1は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
また、本発明2は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
また、本発明3は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
また、本発明4は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
また、本発明5は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、鋭意検討した結果、カラムスペーサ用硬化性樹脂として、特定の構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物とを併用することにより、カラムスペーサのパターン形成時の解像性に優れ、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるとともに、優れた柔軟性と高い圧縮回復特性とを有するカラムスペーサを得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。このような本発明のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサによれば、加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、シャープな解像性を得ることができる。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有する。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂において、上記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物である。
上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(以下、本発明1に係る重合性化合物ともいう)としては特に限定されないが、例えば、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート化合物(以下、本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートともいう)であることが好適である。
なお、本明細書において、「エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性」とは、上記本発明1に係る重合性化合物が上記本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートである場合、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイル基との間に、エチレンオキサイドセグメント及び/又はプロピレンオキサイドセグメントが導入されることを意味する。また、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂において、上記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物である。
上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(以下、本発明1に係る重合性化合物ともいう)としては特に限定されないが、例えば、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート化合物(以下、本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートともいう)であることが好適である。
なお、本明細書において、「エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性」とは、上記本発明1に係る重合性化合物が上記本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートである場合、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイル基との間に、エチレンオキサイドセグメント及び/又はプロピレンオキサイドセグメントが導入されることを意味する。また、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
上記本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物等が挙げられる。なかでも、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物は、重合反応の進行が速く、露光感度を向上させやすいことから特に好適である。
これらの本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
これらの本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートのエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、多官能(メタ)アクリレート化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は10nモルである。0.5nモル未満であると、現像時の解像性、溶解性が不充分となることがあり、10nモルを超えると、アルカリ現像液への親和性が高くなり、膨潤による解像性の低下が起こりやすくなる。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は5nモルである。
上記多官能(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性して本発明1に係る多官能(メタ)アクリレートを合成する具体的な方法としては特に限定されず、例えば、多価アルコールとエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとを反応させ、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性アルコールを合成した後、このエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性アルコールと(メタ)アクリル酸とをエステル化反応させる方法;(メタ)アクリル酸とエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとを反応させ、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性(メタ)アクリル酸を合成した後、アルコールとエステル化反応させる方法;(メタ)アクリル酸、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド、並びに、多価アルコールを一括反応させる方法等が挙げられる。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記本発明1に係る重合性化合物の含有量としては特に限定されないが、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の固形分に対し、好ましい下限は20重量%であり、好ましい上限は90重量%である。20重量%未満であると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがあり、90重量%を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがある。より好ましい下限は40重量%であり、より好ましい上限は80重量%である。
また、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上記本発明1に係る重合性化合物に加えて、反応性、現像性等を調整するために、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性されていない重合性不飽和結合を有する化合物(以下、単に重合性不飽和結合含有化合物ともいう)を、製造するカラムスペーサの柔軟性を損なわない範囲で併用してもよい。
上記重合性不飽和結合含有化合物としては特に限定されず、例えば、2官能のものとしては、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、3官能以上のものとしては、例えば、トリメチロールエタントリ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が上記重合性不飽和結合含有化合物を含有する場合、その配合量としては特に限定されないが、上記本発明1に係る重合性化合物との合計量の40重量%未満であることが好ましい。40重量%を超えると、製造するカラムスペーサの柔軟性が損なわれ、重力不良及び低温発泡の抑制効果が低下することがある。より好ましい上限は30重量%である。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、アルカリ可溶性高分子化合物を含有する。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては特に限定されないが、カルボキシル基を含有するアルカリ可溶性カルボキシル基含有高分子化合物であることが好ましい。上記アルカリ可溶性カルボキシル基含有高分子化合物としては、例えば、カルボキシル基含有単官能不飽和化合物と不飽和二重結合やエポキシ基のような反応性の官能基を有する単官能化合物とを共重合した共重合体(以下、単に共重合体ともいう)等が挙げられる。また、例えば、ダイセル化学社製「サイクロマーP」等の市販のものを用いてもよい。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては特に限定されないが、カルボキシル基を含有するアルカリ可溶性カルボキシル基含有高分子化合物であることが好ましい。上記アルカリ可溶性カルボキシル基含有高分子化合物としては、例えば、カルボキシル基含有単官能不飽和化合物と不飽和二重結合やエポキシ基のような反応性の官能基を有する単官能化合物とを共重合した共重合体(以下、単に共重合体ともいう)等が挙げられる。また、例えば、ダイセル化学社製「サイクロマーP」等の市販のものを用いてもよい。
上記カルボキシル基含有単官能不飽和化合物としては特に限定されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
また、上記不飽和二重結合を有する単官能化合物としては特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。
また、上記不飽和二重結合を有する単官能化合物としては特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。
上記エポキシ基を有する単官能化合物としては特に限定されず、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3,4−エポキシブチル、メタクリル酸−3,4−エポキシブチル、アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル、下記一般式(1)で表される化合物等が挙げられる。なかでも、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル及びp−ビニルベンジルグリシジルエーテルは、共重合反応性及び得られるカラムスペーサの強度を高める点から好ましく用いられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
また、上記共重合体としては特に限定されず、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル;メチルアクリレート、イソプロピルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル;シクロヘキシルメタクリレート、2−メチルシクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチルメタクリレート、イソボロニルメタクリレート等のメタクリル酸環状アルキルエステル;シクロヘキシルアクリレート、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレート等のアクリル酸環状アルキルエステル;フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸アリールエステル;フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル酸アリールエステル;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のヒドロキシアルキルエステル;スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等が挙げられる。なかでも、スチレン、t−ブチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、p−メトキシスチレン、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、1,3−ブタジエン等が共重合反応性及びアルカリ水溶液に対する溶解性の点から好適である。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記共重合体において、カルボキシル基含有単官能不飽和化合物に起因する成分の比の好ましい下限は10重量%、好ましい上限は40重量%である。10重量%未満であると、アルカリ可溶性を付与することが困難であり、40重量%を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際の現像時の膨潤が著しく、カラムスペーサパターンの形成が困難となることがある。より好ましい下限は15重量%、より好ましい上限は30重量%である。
上記共重合体の重量平均分子量としては特に限定されないが、好ましい下限は3000、好ましい上限は10万である。3000未満であると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際の現像性が低下することがあり、10万を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際の解像度が低下することがある。より好ましい下限は5000、より好ましい上限は5万である。
上記カルボキシル基含有単官能不飽和化合物と不飽和二重結合やエポキシ基のような反応性の官能基を有する単官能化合物とを共重合する方法としては特に限定されず、例えば、ラジカル重合開始剤及び必要に応じて分子量調節剤を用いて、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、乳化重合等の従来公知の方法により重合する方法が挙げられる。なかでも、溶液重合が好適である。
溶液重合法により上記共重合体を製造する場合の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、グリコール等の脂肪族アルコール類;セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類;酢酸セロソルブ、酢酸カルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の極性を有する有機溶剤等を用いることができる。
また、懸濁重合、分散重合、乳化重合等の非水系の分散重合により上記共重合体を製造する場合の媒体としては、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン等の液状の炭化水素や、その他の非極性の有機溶剤等を用いることができる。
上記共重合体を製造する場合に用いるラジカル重合開始剤としては特に限定されず、例えば、過酸化物、アゾ開始剤等の従来公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。
上記ラジカル重合開始剤の使用量としては特に限定されないが、例えば、上記共重合体の全単量体成分100重量部に対して好ましい下限は0.001重量部、好ましい上限は5.0重量部であり、より好ましい下限は0.5重量部、より好ましい上限は3.0重量部である。
上記ラジカル重合開始剤の使用量としては特に限定されないが、例えば、上記共重合体の全単量体成分100重量部に対して好ましい下限は0.001重量部、好ましい上限は5.0重量部であり、より好ましい下限は0.5重量部、より好ましい上限は3.0重量部である。
上記分子量調節剤としては、例えば、α−メチルスチレンダイマー、メルカプタン系の連鎖移動剤等を用いることができる。なかでも、炭素数8以上の長鎖アルキルメルカプタンが、臭気や着色の少なさの点で好ましい。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記アルカリ可溶性高分子化合物の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は80重量%である。10重量%未満であると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがあり、80重量%を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがある。より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は60重量%である。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、光反応開始剤を含有する。
上記光反応開始剤としては特に限定されず、例えば、ベンゾイン、ベンゾフェノン、ベンジル、チオキサントン及びこれらの誘導体等、従来公知の光反応開始剤が挙げられる。具体的には、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ミヒラーケトン、(4−(メチルフェニルチオ)フェニル)フェイルメタノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1(4−メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォ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−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらの光反応開始剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光反応開始剤としては特に限定されず、例えば、ベンゾイン、ベンゾフェノン、ベンジル、チオキサントン及びこれらの誘導体等、従来公知の光反応開始剤が挙げられる。具体的には、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ミヒラーケトン、(4−(メチルフェニルチオ)フェニル)フェイルメタノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−メチル−1(4−メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォ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−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらの光反応開始剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記光反応開始剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は1重量%、好ましい上限は20重量%である。1重量%未満であると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が光硬化しないことがあり、20重量%を超えると、フォトリソグラフィーにおいてアルカリ現像できないことがある。より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は15重量%である。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物である。このようなエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物(以下、本発明2に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、カラムスペーサの製造に用いた際にパターン形成時の現像性及び溶解性をより向上させることができ、現像残滓の発生をより抑制でき、シャープな解像性を得ることができる。
上記本発明2に係る重合性化合物としては特に限定されないが、例えば、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物(以下、本発明2に係る多官能(メタ)アクリレートともいう)であることが好適である。
上記本発明2に係る多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物等が挙げられる。なかでも、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物は、重合反応の進行が速く、露光感度を向上させやすいことから特に好適である。これらの本発明2に係る多官能(メタ)アクリレート化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記本発明2に係る多官能(メタ)アクリレートのエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、多官能(メタ)アクリレート化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は10nモルである。0.5nモル未満であると、現像時の解像性、溶解性が不充分となることがあり、10nモルを超えると、アルカリ現像液への親和性が高くなり、膨潤による解像性の低下が起こりやすくなる。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は5nモルである。
このような本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂において、上記本発明2に係る重合性化合物は、例えば、(メタ)アクリレート化合物をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物と多価アルコールとを反応させる方法;エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させる方法;エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した多価アルコールと(メタ)アクリレート化合物とを反応させる方法等により好適に得ることができる。
上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物としては特に限定されず、例えば、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(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等をエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物等が挙げられる。
上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物としては特に限定されず、例えば、モノエタノールアミン、n−プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等が挙げられる。
上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させて本発明2に係る重合性化合物を製造する場合、いわゆるマイケル付加反応により、上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物の不飽和2重結合部分に、上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物のアミノ基が付加する。
上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物とのマイケル付加反応においては、無溶媒若しくは溶媒で希釈した水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を、上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物中に攪拌しながらゆっくり滴下する方法が好適に用いられる。
上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を希釈する溶媒としては特に限定されず、例えば、該水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物とは反応せず、かつ、上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物、及び、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物と相溶性があるものが適宜選択される。好ましくは、沸点が64〜200℃の水溶性の溶媒である。
また、上記上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物中に滴下する際の溶媒における上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物の濃度としては特に限定されないが、好ましい下限が5重量%、好ましい上限が30重量%であり、より好ましい下限は10重量%、より好ましい上限は20重量%である。
また、上記上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物中に滴下する際の溶媒における上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物の濃度としては特に限定されないが、好ましい下限が5重量%、好ましい上限が30重量%であり、より好ましい下限は10重量%、より好ましい上限は20重量%である。
上記マイケル付加反応は、常温、無触媒の条件下でも速やかに進行するが、必要に応じて触媒を用いて行ってもよく、常温から80℃程度の温度範囲で加熱して行ってもよい。
上記触媒としては特に限定されず、例えば、アルカリ金属のアルコラート、スズやチタン等の有機金属化合物、金属水酸化物、三級アミン等が挙げられる。
上記触媒としては特に限定されず、例えば、アルカリ金属のアルコラート、スズやチタン等の有機金属化合物、金属水酸化物、三級アミン等が挙げられる。
また、上記マイケル付加反応の反応時間としては特に限定されないが、好ましい下限は1時間、好ましい上限は10時間程度であり、より好ましい下限は3時間、より好ましい上限は7時間程度である。
上記マイケル付加反応に用いる反応溶媒としては特に限定されないが、上記エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物、並びに、水酸基と1級又は2級アミノ基と反応せず、これら原料を均一に溶解できる水溶性の溶媒であることが好ましい。
具体的は、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール、N−メチルピロリドン、ε−カプロラクタム、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−イソペンチルオキシエタノール、2−ブトキシエタノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、グリセリンエーテル類、グリセリンモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロピラン、トリオキサン、ジオキサン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2,3−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、プロパギルアルコール、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−エチルモルホリン、乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。
具体的は、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、tert−ブチルアルコール、N−メチルピロリドン、ε−カプロラクタム、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−イソプロポキシエタノール、2−イソペンチルオキシエタノール、2−ブトキシエタノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、グリセリンエーテル類、グリセリンモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロピラン、トリオキサン、ジオキサン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、2,3−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、プロパギルアルコール、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−エチルモルホリン、乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。
また、上記マイケル付加反応においては、重合禁止剤を用いることが好ましい。
上記重合禁止剤としては特に限定されず、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、p−ベンゾキノン等のキノン誘導体、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール等のフェノール誘導体等、従来公知のものが挙げられる。
上記重合禁止剤としては特に限定されず、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、p−ベンゾキノン等のキノン誘導体、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール等のフェノール誘導体等、従来公知のものが挙げられる。
上記本発明2に係る重合性化合物の水酸基量としては特に限定されないが、好ましい下限は5mgKOH/g、好ましい上限は200mgKOH/gである。5mgKOH/g未満であると、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の現像性等に充分な効果が得られないことがあり、200mgKOH/gを超えると、ゲル化等の問題が発生しやすくなる。より好ましい下限は10mgKOH/g、より好ましい上限は50mgKOH/gである。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記本発明2に係る重合性化合物の含有量としては特に限定されないが、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の固形分に対し、好ましい下限は20重量%であり、好ましい上限は90重量%である。20重量%未満であると、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがあり、90重量%を超えると、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがある。より好ましい下限は40重量%であり、より好ましい上限は80重量%である。
また、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物と同様に、上記本発明2に係る重合性化合物に加えて重合性不飽和結合含有化合物を含有していてもよい。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、アルカリ可溶性高分子化合物を含有する。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記アルカリ可溶性高分子化合物の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は80重量%である。10重量%未満であると、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがあり、80重量%を超えると、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがある。より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は60重量%である。
また、本発明の2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、光反応開始剤を含有する。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記光反応開始剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は1重量%、好ましい上限は20重量%である。1重量%未満であると、本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が光硬化しないことがあり、20重量%を超えると、フォトリソグラフィーにおいてアルカリ現像できないことがある。より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は15重量%である。
本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
本発明2のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物である。
このようなカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(以下、本発明3に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、該カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサが圧縮変形からの回復性に優れたものとなり、このようなカラムスペーサを用いて製造した液晶表示素子に加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、シャープな解像性を得ることができる。
このようなカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(以下、本発明3に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、該カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサが圧縮変形からの回復性に優れたものとなり、このようなカラムスペーサを用いて製造した液晶表示素子に加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、シャープな解像性を得ることができる。
上記本発明3に係る重合性化合物としては特に限定されないが、例えば、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート化合物(以下、本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートともいう)であることが好適である。
なお、本明細書において、カプロラクトン変性とは、上記本発明3に係る重合性化合物が上記本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートである場合、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイル基との間に、カプロラクトンの開環体又は開環重合体が導入されることを意味する。
なお、本明細書において、カプロラクトン変性とは、上記本発明3に係る重合性化合物が上記本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートである場合、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイル基との間に、カプロラクトンの開環体又は開環重合体が導入されることを意味する。
上記本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において説明した2官能(メタ)アクリレート化合物や、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物等が挙げられる。なかでも、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物は、重合反応の進行が速く、露光感度を向上させやすいことから特に好適である。
上記本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートのカプロラクトン変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は5nモルである。0.5nモル未満であると、製造するカラムスペーサの柔軟性が不充分となることがあり、5nモルを超えると、カラムスペーサを製造する際の露光時の反応性が低下し、製造するカラムスペーサのパターニングが困難となることがある。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は3nモルである。
また、上記本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートのエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、多官能(メタ)アクリレート化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は4nモルである。0.5nモル未満であると、現像時の解像性、溶解性が不充分となることがあり、5nモルを超えると、カラムスペーサを製造する際の露光時の反応性が低下し、製造するカラムスペーサのパターニングが困難となることがある。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は3nモルである。
上記多官能(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性して本発明3に係る多官能(メタ)アクリレートを合成する具体的な方法としては特に限定されず、例えば、多価アルコールとカプロラクトン、並びに、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとを反応させ、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性アルコールを合成した後、このカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性アルコールと(メタ)アクリル酸とをエステル化反応させる方法;(メタ)アクリル酸とカプロラクトン、並びに、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとを反応させ、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性(メタ)アクリル酸を合成した後、アルコールとエステル化反応させる方法;(メタ)アクリル酸、カプロラクトン、並びに、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド、並びに、多価アルコールを一括反応させる方法等が挙げられる。
本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記本発明3に係る重合性化合物の含有量としては特に限定されないが、本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の固形分に対し、好ましい下限は20重量%であり、好ましい上限は90重量%である。20重量%未満であると、本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがあり、90重量%を超えると、本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがある。より好ましい下限は40重量%であり、より好ましい上限は80重量%である。
また、本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物と同様に、上記本発明3に係る重合性化合物に加えて、重合性不飽和結合含有化合物を含有していてもよい。
本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、アルカリ可溶性高分子化合物を含有する。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記アルカリ可溶性高分子化合物の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は80重量%である。10重量%未満であると、本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがあり、80重量%を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがある。より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は60重量%である。
また、本発明の3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、光反応開始剤を含有する。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記光反応開始剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は1重量%、好ましい上限は20重量%である。1重量%未満であると、本発明3のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が光硬化しないことがあり、20重量%を超えると、フォトリソグラフィーにおいてアルカリ現像できないことがある。より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は15重量%である。
本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物である。
このようなカプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物(以下、本発明4に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、カラムスペーサの製造に用いたときに、加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、シャープな解像性を得ることができる。
このようなカプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物(以下、本発明4に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、カラムスペーサの製造に用いたときに、加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、シャープな解像性を得ることができる。
上記本発明4に係る重合性化合物としては特に限定されないが、例えば、カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物(以下、本発明4に係る多官能(メタ)アクリレートともいう)であることが好適である。
上記本発明4に係る多官能(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性した化合物;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性した化合物等が挙げられる。なかでも、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性させた化合物は、重合反応の進行が速く、露光感度を向上させやすいことから特に好適である。
これらの本発明4に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
これらの本発明4に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記本発明4に係る多官能(メタ)アクリレートのカプロラクトン変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は5nモルである。0.5nモル未満であると、製造するカラムスペーサの柔軟性が不充分となることがあり、5nモルを超えると、カラムスペーサを製造する際の露光時の反応性が低下し、製造するカラムスペーサのパターニングが困難となることがある。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は3nモルである。
このような本発明4に係る重合性化合物は、例えば、(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性した化合物と多価アルコールとを反応させる方法;カプロラクトン変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させる方法;エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した多価アルコールと(メタ)アクリレート化合物とを反応させる方法等により好適に得ることができる。
上記カプロラクトン変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物としては特に限定されず、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等をカプロラトン変性した化合物等が挙げられる。
上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物は、上述した本発明2に係る重合性化合物において説明したものと同様のものが挙げられる。
上記カプロラクトン変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させて本発明4に係る重合性化合物を製造する場合、いわゆるマイケル付加反応により、上記カプロラクトン変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物の不飽和2重結合に、上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物のアミノ基が付加する。
上記マイケル付加反応の方法、条件等については、本発明2に係る重合性化合物において説明したマイケル付加反応と同様の方法、条件が挙げられる。
上記カプロラクトン変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させて本発明4に係る重合性化合物を製造する場合、いわゆるマイケル付加反応により、上記カプロラクトン変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物の不飽和2重結合に、上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物のアミノ基が付加する。
上記マイケル付加反応の方法、条件等については、本発明2に係る重合性化合物において説明したマイケル付加反応と同様の方法、条件が挙げられる。
上記本発明4に係る重合性化合物の水酸基量としては特に限定されないが、好ましい下限は5mgKOH/g、好ましい上限は200mgKOH/gである。5mgKOH/g未満であると、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の現像性等に充分な効果が得られないことがあり、200mgKOH/gを超えると、ゲル化等の問題が発生しやすくなる。より好ましい下限は10mgKOH/g、より好ましい上限は50mgKOH/gである。
本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記本発明4に係る重合性化合物の含有量としては特に限定されないが、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の固形分に対し、好ましい下限は20重量%であり、好ましい上限は90重量%である。20重量%未満であると、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがあり、90重量%を超えると、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがある。より好ましい下限は40重量%であり、より好ましい上限は80重量%である。
また、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物と同様に、上記本発明4に係る重合性化合物に加えて、重合性不飽和結合含有化合物を含有していてもよい。
本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、アルカリ可溶性高分子化合物を含有する。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記アルカリ可溶性高分子化合物の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は80重量%である。10重量%未満であると、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがあり、80重量%を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがある。より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は60重量%である。
また、本発明の4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、光反応開始剤を含有する。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記光反応開始剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は1重量%、好ましい上限は20重量%である。1重量%未満であると、本発明4のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が光硬化しないことがあり、20重量%を超えると、フォトリソグラフィーにおいてアルカリ現像できないことがある。より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は15重量%である。
本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物であるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物である。
本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物である。
このようなカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物(以下、本発明5に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、カラムスペーサの製造に用いたときに、加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時により好適に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、よりシャープな解像性を得ることができる。
このようなカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物(以下、本発明5に係る重合性化合物ともいう)を含有する本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、カラムスペーサの製造に用いたときに、加熱時の液晶膨張による「重力不良」と、低温時の液晶の収縮による「低温発泡」とを同時により好適に抑制可能であり、また、フォトリソグラフの手法によりカラムスペーサとなるパターン形成する際に、現像残滓を生ずることなく、よりシャープな解像性を得ることができる。
上記本発明5に係る重合性化合物としては特に限定されないが、例えば、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する多官能(メタ)アクリレート化合物(以下、本発明5に係る多官能(メタ)アクリレートともいう)であることが好適である。
上記本発明5に係る多官能(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、例えば、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物等が挙げられる。なかでも、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性させた化合物は、重合反応の進行が速く、露光感度を向上させやすいことから特に好適である。
これらの本発明5に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
これらの本発明5に係る多官能(メタ)アクリレートは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記本発明5に係る多官能(メタ)アクリレートのカプロラクトン変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は5nモルである。0.5nモル未満であると、製造するカラムスペーサの柔軟性が不充分となることがあり、5nモルを超えると、カラムスペーサを製造する際の露光時の反応性が低下し、製造するカラムスペーサのパターニングが困難となることがある。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は3nモルである。
また、上記本発明5に係る多官能(メタ)アクリレートのエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性の変性度としては、ベースとなる多官能(メタ)アクリレート化合物の官能基数をnとした場合、多官能(メタ)アクリレート化合物1モルに対して好ましい下限は0.5nモル、好ましい上限は4nモルである。0.5nモル未満であると、現像時の解像性、溶解性が不充分となることがあり、5nモルを超えると、カラムスペーサを製造する際の露光時の反応性が低下し、製造するカラムスペーサのパターニングが困難となることがある。より好ましい下限は1nモル、より好ましい上限は3nモルである。
このような本発明5に係る重合性化合物は、例えば、(メタ)アクリレート化合物をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物と多価アルコールとを反応させる方法;カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させる方法;エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した多価アルコールと(メタ)アクリレート化合物とを反応させる方法等により好適に得ることができる。
上記カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物としては特に限定されず、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等をカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物等が挙げられる。
上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物は、上述した本発明2に係る重合性化合物において説明したものと同様のものが挙げられる。
上記カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させて本発明5に係る重合性化合物を製造する場合、いわゆるマイケル付加反応により、上記カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物の不飽和2重結合に、上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物のアミノ基が付加する。
上記マイケル付加反応の方法、条件等については、本発明2に係る重合性化合物において説明したマイケル付加反応と同様の方法、条件が挙げられる。
上記カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物に、水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物を反応させて本発明5に係る重合性化合物を製造する場合、いわゆるマイケル付加反応により、上記カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した分子内に3以上の重合性不飽和結合を有する化合物の不飽和2重結合に、上記水酸基と1級又は2級アミノ基とを有する化合物のアミノ基が付加する。
上記マイケル付加反応の方法、条件等については、本発明2に係る重合性化合物において説明したマイケル付加反応と同様の方法、条件が挙げられる。
上記本発明5に係る重合性化合物の水酸基量としては特に限定されないが、好ましい下限は5mgKOH/g、好ましい上限は200mgKOH/gである。5mgKOH/g未満であると、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の現像性等に充分な効果が得られないことがあり、200mgKOH/gを超えると、ゲル化等の問題が発生しやすくなる。より好ましい下限は10mgKOH/g、より好ましい上限は50mgKOH/gである。
本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記本発明5に係る重合性化合物の含有量としては特に限定されないが、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の固形分に対し、好ましい下限は20重量%であり、好ましい上限は90重量%である。20重量%未満であると、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがあり、90重量%を超えると、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがある。より好ましい下限は40重量%であり、より好ましい上限は80重量%である。
また、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物と同様に、上記本発明5に係る重合性化合物に加えて、重合性不飽和結合含有化合物を含有していてもよい。
本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、アルカリ可溶性高分子化合物を含有する。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
上記アルカリ可溶性高分子化合物としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明したアルカリ可溶性高分子化合物と同様のものが挙げられる。
本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記アルカリ可溶性高分子化合物の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は80重量%である。10重量%未満であると、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する際に使用するアルカリ現像液への溶解性が不足し、製造するカラムスペーサのパターンの現像性が不充分となることがあり、80重量%を超えると、本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に光硬化せずにフォトリソグラフィーによりカラムスペーサのパターンを形成することができないことがある。より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は60重量%である。
また、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、光反応開始剤を含有する。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
上記光反応開始剤としては、上述した本発明1のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物で説明した光反応開始剤と同様のものが挙げられる。
本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物において、上記光反応開始剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は1重量%、好ましい上限は20重量%である。1重量%未満であると、本発明5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が光硬化しないことがあり、20重量%を超えると、フォトリソグラフィーにおいてアルカリ現像できないことがある。より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は15重量%である。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、酸素による反応障害を軽減するために反応助剤を含有してもよい。このような反応助剤と水素引き抜き型の光反応開始剤とを併用することにより光照射したときの硬化速度を向上させることができる。
上記反応助剤としては、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリエチレンテトラミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等のアミン系;トリ−n−ブチルホスフィン等のホスフィン系;s−ベンジルイソチウロニウム−p−トルエンスルフィネート等のスルホン酸のもの等を用いることができる。これらの反応助剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、更に、2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物を含有することが好ましい。上記2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物は、熱架橋剤として働き、このような2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物を含有することで、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物に熱硬化性を付与することができる。
上記2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物としては特に限定されず、例えば、トリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、及び、これらのオリゴマーからなる多官能イソシアネートを、活性メチレン系、オキシム系、ラクタム系、アルコ−ル系等のブロック剤化合物によりブロック化することにより得られるもの等が挙げられる。これらの2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
また、このような2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物のうち市販されているものとしては、例えば、デュラネート17B−60PX、デュラネートE−402−B80T(以上、旭化成ケミカルズ社製)等が挙げられる。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物に上記2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物が含有されている場合、その配合量としては、上記アルカリ可溶性高分子化合物100重量部に対して好ましい下限が0.01重量部、好ましい上限が50重量部である。0.01重量部未満であると、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が充分に熱硬化しないことがあり、50重量部を超えると、得られる硬化物の架橋度が高くなりすぎて後述する弾性特性を満たさないことがある。より好ましい下限は0.05重量部、より好ましい上限は20重量部である。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、粘度を調整するために希釈剤により希釈されてもよい。
上記希釈剤としては、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組との相溶性、塗工方法、乾燥時の膜均一性、乾燥効率等を考慮して選択すればよく特に限定されないが、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組をスピンコーター、スリットコーターを用いて塗工する場合には、例えば、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、エチルセルソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、イソプロピルアルコール等の有機溶媒が好適である。これらの希釈剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記希釈剤としては、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組との相溶性、塗工方法、乾燥時の膜均一性、乾燥効率等を考慮して選択すればよく特に限定されないが、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組をスピンコーター、スリットコーターを用いて塗工する場合には、例えば、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、エチルセルソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、イソプロピルアルコール等の有機溶媒が好適である。これらの希釈剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、基板との密着性を向上するためのシランカップリング剤等、従来公知の添加剤が含有されていてもよい。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いれば、光硬化(及び熱硬化)させることにより圧縮変形からの高い回復性と、柔軟で低弾性率であることとを両立したカラムスペーサを製造することができ、また、パターン形成時に現像残滓を生じることがなくシャープな解像性を得ることができる。また、このようなカラムスペーサを用いれば、低温発泡を生ずることなく、重力不良による色ムラの発生を効果的に抑制した液晶表示素子を得ることができる。
このような本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用光熱硬化性樹脂組成物は、光照射(及び加熱)により硬化させたときの硬化物の25℃における15%圧縮時の弾性係数の好ましい下限が0.2GPa、好ましい上限が1.0GPaである。0.2GPa未満であると、軟らかすぎてセルギャップの保持が困難となることがあり、1.0GPaを超えると、硬すぎて基板貼り合わせ時にカラーフィルター層に突入してしまったり、回復に必要な充分な弾性変形が得られなかったりすることがある。より好ましい下限は0.3GPa、より好ましい上限は0.9GPaであり、更に好ましい下限は0.5GPa、更に好ましい上限は0.7GPaである。
なお、本明細書において硬化物とは、光照射(及び加熱)により本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用光熱硬化性樹脂組成物をほぼ完全に硬化させたときの硬化物を意味する。ほぼ完全に硬化させる条件は、少なくとも、50mJ/cm2の紫外線を照射し、更に、加熱する場合は、200〜250℃の温度で20分程度熱処理を加えることによりほぼ完全に硬化させることができる。
また、本明細書において15%圧縮とは、カラムスペーサの高さの変形率が15%となるように圧縮することを意味する。更に、弾性係数及び回復率は、以下の方法により測定したものである。
即ち、まず、基板上に形成したカラムスペーサを10mN/sの荷重印加速度で圧縮し、初期高さH0の85%に相当する高さになるまで圧縮する。ここで1mNの荷重を印加した際のカラムスペーサ高さをH1、H0の85%に相当するカラムスペーサ高さをH2、H2に達した時点での荷重をFとする。次いで、この荷重Fを5秒間保持し、定荷重での変形を与えた後、10mN/秒の荷重印加速度で負荷を取り除き弾性回復によるカラムスペーサ高さの回復変形を測定する。この間の圧縮変形が最大となった時点のカラムスペーサ高さをH3とし、カラムスペーサの変形を回復する過程における1mNの荷重印可時のカラムスペーサ高さをH4とする。弾性計数及び回復率は、下記式(1)及び下記式(2)により算出することができる。
また、本明細書において15%圧縮とは、カラムスペーサの高さの変形率が15%となるように圧縮することを意味する。更に、弾性係数及び回復率は、以下の方法により測定したものである。
即ち、まず、基板上に形成したカラムスペーサを10mN/sの荷重印加速度で圧縮し、初期高さH0の85%に相当する高さになるまで圧縮する。ここで1mNの荷重を印加した際のカラムスペーサ高さをH1、H0の85%に相当するカラムスペーサ高さをH2、H2に達した時点での荷重をFとする。次いで、この荷重Fを5秒間保持し、定荷重での変形を与えた後、10mN/秒の荷重印加速度で負荷を取り除き弾性回復によるカラムスペーサ高さの回復変形を測定する。この間の圧縮変形が最大となった時点のカラムスペーサ高さをH3とし、カラムスペーサの変形を回復する過程における1mNの荷重印可時のカラムスペーサ高さをH4とする。弾性計数及び回復率は、下記式(1)及び下記式(2)により算出することができる。
弾性係数E=F/(D×S) (1)
回復率R=(H4−H3)/(H1−H3)×100 (2)
回復率R=(H4−H3)/(H1−H3)×100 (2)
式(1)中、Fは荷重(N)を表し、Dはカラムスペーサの高さの変形率を表し、Sはカラムスペーサの断面積(m2)を表す。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上述した分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物、アルカリ可溶性高分子化合物、光反応性開始剤、及び、必要に応じて添加される重合性不飽和結合含有化合物、2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物、希釈剤等を従来公知の方法により混合する方法が挙げられる。
次に、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する方法を説明する。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する場合には、まず、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を所定の厚さになるように基板上に塗工して被膜を形成する。
上記塗工の方法としては特に限定されず、例えば、スピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、バーコート等の従来公知の塗工法を用いることができる。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてカラムスペーサを製造する場合には、まず、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を所定の厚さになるように基板上に塗工して被膜を形成する。
上記塗工の方法としては特に限定されず、例えば、スピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、バーコート等の従来公知の塗工法を用いることができる。
次いで、形成した被膜上に、所定のパターンが形成されたマスクを介して、紫外線等の活性光線を照射する。これにより、光照射部においては、本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物中に含まれる分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と光反応開始剤とが反応して光硬化する。
上記活性光線の照射量としては特に限定されないが、紫外線の場合で100mJ/cm2以上であることが好ましい。100mJ/cm2未満であると、光硬化が不充分で続くアルカリ処理を行ったときに露光部まで溶解しパターンが形成されないことがある。
上記活性光線の照射量としては特に限定されないが、紫外線の場合で100mJ/cm2以上であることが好ましい。100mJ/cm2未満であると、光硬化が不充分で続くアルカリ処理を行ったときに露光部まで溶解しパターンが形成されないことがある。
次いで、光硬化後の光硬化物をアルカリ現像して基板上に本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の光硬化物からなる所定のパターンのカラムスペーサを形成する。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上述した特定の構造を有する分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物を含有するため、本工程で所定のパターンを形成した際に殆ど残滓が生じることがなく、解像性に優れるシャープなパターンのカラムスペーサを形成することができる。また、本発明3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いて形成したカラムスペーサは、更に圧縮変形からの高い回復性と、柔軟で低弾性率とを有するものとなる。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物は、上述した特定の構造を有する分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物を含有するため、本工程で所定のパターンを形成した際に殆ど残滓が生じることがなく、解像性に優れるシャープなパターンのカラムスペーサを形成することができる。また、本発明3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いて形成したカラムスペーサは、更に圧縮変形からの高い回復性と、柔軟で低弾性率とを有するものとなる。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物が2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物を含有する場合には、更に、現像処理後のパターン化された光硬化物を加熱することにより、含有されるアルカリ可溶性高分子化合物と2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物とが反応する。
上記加熱の条件としては、上記パターンの大きさや厚さ等を考慮して適宜決定すればよいが、少なくとも、200℃、20分間以上であることが好ましい。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサもまた、本発明の1つである。
上記加熱の条件としては、上記パターンの大きさや厚さ等を考慮して適宜決定すればよいが、少なくとも、200℃、20分間以上であることが好ましい。
本発明1、2、3、4又は5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサもまた、本発明の1つである。
本発明のカラムスペーサは、25℃における15%圧縮時の弾性係数の好ましい下限が0.2GPa、好ましい上限が1.0GPaである。0.2GPa未満であると、軟らかすぎてセルギャップの保持が困難となることがあり、1.0GPaを超えると、硬すぎて基板貼り合わせ時にカラーフィルター層に突入してしまったり、回復に必要な充分な弾性変形が得られなかったりすることがある。より好ましい下限は0.3GPa、より好ましい上限は0.9GPaであり、更に好ましい下限は0.5GPa、更に好ましい上限は0.7GPaである。
本発明のカラムスペーサは、その高さをセルギャップより若干高くなるように設計して、ODF法等の従来公知の方法により製造することにより、低温発泡を生ずることなく重力不良による色ムラの発生を効果的に抑制することができる液晶表示素子を得ることができる。
本発明1、2、3、4若しくは5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、又は、本発明のカラムスペーサを用いてなる液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
本発明1、2、3、4若しくは5のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、又は、本発明のカラムスペーサを用いてなる液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
本発明によれば、優れた現像性及び溶解性を有し、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるとともに、低温発泡を生ずることなく、重力不良による色ムラの発生を効果的に抑制できる液晶表示素子を得ることができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、該カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサ及び液晶表示素子を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
(1)アルカリ可溶性高分子化合物の合成
3L容のセパラブルフラスコに、溶媒としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した後、メタクリル酸メチル10重量部、メタクリル酸8重量部、メタクリル酸n−ブチル12重量部、アクリル酸2−エチルヘキシル10重量部、アゾビスバレロニトリル0.4重量部、及び、n−ドデシルメルカプタン0.8重量部を3時間かけて連続的に滴下した。
その後、90℃にて30分間保持した後、温度を105℃に昇温し、3時間重合を継続し、アルカリ可溶性高分子化合物溶液を得た。
得られたアルカリ可溶性高分子化合物をサンプリングし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は約2万であった。
(1)アルカリ可溶性高分子化合物の合成
3L容のセパラブルフラスコに、溶媒としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を仕込み、窒素雰囲気下にて90℃に昇温した後、メタクリル酸メチル10重量部、メタクリル酸8重量部、メタクリル酸n−ブチル12重量部、アクリル酸2−エチルヘキシル10重量部、アゾビスバレロニトリル0.4重量部、及び、n−ドデシルメルカプタン0.8重量部を3時間かけて連続的に滴下した。
その後、90℃にて30分間保持した後、温度を105℃に昇温し、3時間重合を継続し、アルカリ可溶性高分子化合物溶液を得た。
得られたアルカリ可溶性高分子化合物をサンプリングし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は約2万であった。
(2)カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物の調製
得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド35モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸4モルをエステル化により反応させた化合物、新中村化学社製)60重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド35モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸4モルをエステル化により反応させた化合物、新中村化学社製)60重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例2)
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(トリメチロールプロパン1モルにプロピレンオキサイド20モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸3モルをエステル化により反応させた化合物、新中村化学社製)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(トリメチロールプロパン1モルにプロピレンオキサイド20モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸3モルをエステル化により反応させた化合物、新中村化学社製)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例3)
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド30モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸3モルをエステル化により反応させた化合物)60重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド30モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸3モルをエステル化により反応させた化合物)60重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例4)
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド/カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド12モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物6モルをエステル化により反応させた化合物)60重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド/カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド12モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物6モルをエステル化により反応させた化合物)60重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部及びDETX−S(日本化薬製)10重量部、並びに、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例5)
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部、プロピレンオキサイド/カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルにプロピレンオキサイド6モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物6モルをエステル化により反応させた化合物)120重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、熱架橋剤(旭化成ケミカルズ社製、デュラネートE−402−B80T)8重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部、プロピレンオキサイド/カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルにプロピレンオキサイド6モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物6モルをエステル化により反応させた化合物)120重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、熱架橋剤(旭化成ケミカルズ社製、デュラネートE−402−B80T)8重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例6)
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド/カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド8モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物4モルをエステル化により反応させた化合物)80重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド/カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド8モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物4モルをエステル化により反応させた化合物)80重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例7)
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ペンタエリスリトール1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物3モルをエステル化により反応させた化合物)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ペンタエリスリトール1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物3モルをエステル化により反応させた化合物)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例8)
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物5モルをエステル化により反応させた化合物)120重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物5モルをエステル化により反応させた化合物)120重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例9)
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド/カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド12モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物5モルをエステル化により反応させた化合物)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬社製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
アルカリ可溶性高分子化合物として、サイクロマーP ACA−230AA(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、エチレンオキサイド/カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(ジペンタエリスリトール1モルにエチレンオキサイド12モルを反応させてなる化合物1モルに、アクリル酸1モルにカプロラクトン2モルを反応させてなる化合物5モルをエステル化により反応させた化合物)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬社製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例10)
原料モノマー(1)として下記化学式(2)に示す構造のカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製)50重量部(26mmol)、重合禁止剤としてヒドロキノン0.025重量部、及び、溶媒としてメタノール40重量部をフラスコに仕込み、40℃に加熱、攪拌してモノマー溶液を調製した。
原料モノマー(1)として下記化学式(2)に示す構造のカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製)50重量部(26mmol)、重合禁止剤としてヒドロキノン0.025重量部、及び、溶媒としてメタノール40重量部をフラスコに仕込み、40℃に加熱、攪拌してモノマー溶液を調製した。
次に、調製したモノマー溶液に、ジエタノールアミン2.70重量部(26mmol)、及び、メタノール10重量部の混合液を15分かけて滴下し、40℃で3時間反応させた後、室温まで放冷した。
そして、50℃水浴で、30分〜1時間エバポレータにかけて、下記一般式(3)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(A)を得た。なお、得られた化合物(A)のNMR測定を行った結果を図1に示す。また、原料モノマー(1)のNMR測定も行い、その結果を図5に示す。
そして、50℃水浴で、30分〜1時間エバポレータにかけて、下記一般式(3)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(A)を得た。なお、得られた化合物(A)のNMR測定を行った結果を図1に示す。また、原料モノマー(1)のNMR測定も行い、その結果を図5に示す。
その後、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートに代えて、得られた化合物(A)を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例11)
ジエタノールアミンの配合量を5.40重量部(51mmol)とした以外は、実施例10と同様にして下記一般式(4)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(B)を得た。なお、得られた化合物(B)のNMR測定を行った結果を図2に示す。
ジエタノールアミンの配合量を5.40重量部(51mmol)とした以外は、実施例10と同様にして下記一般式(4)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(B)を得た。なお、得られた化合物(B)のNMR測定を行った結果を図2に示す。
その後、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートに代えて、得られた化合物(B)を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例12)
ジエタノールアミンの配合量を8.09重量部(77mmol)とした以外は、実施例10と同様にして下記一般式(5)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(C)を得た。なお、得られた化合物(C)のNMR測定を行った結果を図3に示す。
ジエタノールアミンの配合量を8.09重量部(77mmol)とした以外は、実施例10と同様にして下記一般式(5)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(C)を得た。なお、得られた化合物(C)のNMR測定を行った結果を図3に示す。
その後、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートに代えて、得られた化合物(C)を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例13)
原料モノマー(2)として下記化学式(6)に示す構造のカプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ペンタエリスリトール1molにカプロラクトン8mol、アクリル酸3molを反応させた化合物、新中村化学社製)50重量部(41mmol)、重合禁止剤としてヒドロキノン0.025重量部、及び、溶媒としてメタノール40重量部をフラスコに仕込み、40℃に加熱、攪拌してモノマー溶液を調製した。
原料モノマー(2)として下記化学式(6)に示す構造のカプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリアクリレート(ペンタエリスリトール1molにカプロラクトン8mol、アクリル酸3molを反応させた化合物、新中村化学社製)50重量部(41mmol)、重合禁止剤としてヒドロキノン0.025重量部、及び、溶媒としてメタノール40重量部をフラスコに仕込み、40℃に加熱、攪拌してモノマー溶液を調製した。
次に、調製したモノマー溶液に、ジエタノールアミン4.34重量部(41mmol)、及び、メタノール10重量部の混合液を15分かけて滴下し、40℃で3時間反応させた後、室温まで放冷した。
そして、50℃水浴で、30分〜1時間エバポレータにかけて、下記一般式(7)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(D)を得た。なお、得られた化合物(D)のNMR測定を行った結果を図4に示す。また、原料モノマー(2)のNMR測定も行い、その結果を図6に示す。
そして、50℃水浴で、30分〜1時間エバポレータにかけて、下記一般式(7)に示す構造の分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物(D)を得た。なお、得られた化合物(D)のNMR測定を行った結果を図4に示す。また、原料モノマー(2)のNMR測定も行い、その結果を図6に示す。
その後、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートに代えて、得られた化合物(D)を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(比較例1)
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、DPCA−120)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、DPCA−120)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(比較例2)
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、DPHA)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1で得られたアルカリ可溶性高分子化合物溶液100重量部(固形分率40wt%)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、DPHA)80重量部、光反応開始剤としてイルガキュアー907(チバスペシャリティケミカルズ社製)10重量部とDETX−S(日本化薬製)10重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル70重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(比較例3)
「サイクロマーP ACA−200」(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(共栄社化学社製、PET−30)13.7重量部、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、DPCA−60)3.4重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
「サイクロマーP ACA−200」(ダイセル化学社製)100重量部(固形分率40wt%)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(共栄社化学社製、PET−30)13.7重量部、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製、DPCA−60)3.4重量部、光反応開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガキュアー369)15重量部、及び、溶剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル60重量部を混合してカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を調製した。
(評価)
実施例1〜13及び比較例1〜3で得られたカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物について以下の方法により評価を行った。それぞれの結果を表1に示した。
実施例1〜13及び比較例1〜3で得られたカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物について以下の方法により評価を行った。それぞれの結果を表1に示した。
(1)カラムスペーサの作製
透明導電膜が形成されたガラス基板上に、各実施例及び比較例で得られたカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、80℃、3分間乾燥して塗膜を得た。得られた塗膜に、30μm角のドットパターンマスクを介して200mJ/cm2の紫外線を照射した後、0.04%KOH溶液により60秒間現像し、純水にて30秒間洗浄してカラムスペーサのパターンを形成した。
その後、220℃、1時間のベーキング処理を行った後、カラムスペーサの断面積は30μm×30μm(900μm2)、高さは4.5μmであった。
透明導電膜が形成されたガラス基板上に、各実施例及び比較例で得られたカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、80℃、3分間乾燥して塗膜を得た。得られた塗膜に、30μm角のドットパターンマスクを介して200mJ/cm2の紫外線を照射した後、0.04%KOH溶液により60秒間現像し、純水にて30秒間洗浄してカラムスペーサのパターンを形成した。
その後、220℃、1時間のベーキング処理を行った後、カラムスペーサの断面積は30μm×30μm(900μm2)、高さは4.5μmであった。
(カラムスペーサの評価)
(解像性)
光学顕微鏡により、カラムスペーサパターンのエッジのシャープさ(解像性)、及び、パターン表面の荒れ(パターン形成状態)を観察し、以下の基準により評価した。
解像性の評価
○:シャープな状態
×:不均一な状態
パターン形成状態
○:均一な状態
×:荒れた状態
(解像性)
光学顕微鏡により、カラムスペーサパターンのエッジのシャープさ(解像性)、及び、パターン表面の荒れ(パターン形成状態)を観察し、以下の基準により評価した。
解像性の評価
○:シャープな状態
×:不均一な状態
パターン形成状態
○:均一な状態
×:荒れた状態
(圧縮特性)
温度25℃に調整した室内において、カラムスペーサを10mN/sの荷重印加速度で圧縮し、初期高さH0の85%に相当する高さになるまで圧縮した。ここで1mNの荷重を印加した際のカラムスペーサ高さをH1、H0の85%に相当するカラムスペーサ高さをH2、H2に達した時点での荷重をFとした。
次いで、この荷重Fを5秒間保持し、定荷重での変形を与えた後、10mN/秒の荷重印加速度で負荷を取り除き弾性回復によるカラムスペーサ高さの回復変形を測定した。この間の圧縮変形が最大となった時点のカラムスペーサ高さをH3とし、カラムスペーサの変形を回復する過程における1mNの荷重印可時のカラムスペーサ高さをH4とした。得られた各値を用いて、下記式(1)及び下記式(2)により15%圧縮時の圧縮弾性係数E及び15%圧縮変形したときの回復率Rを算出した。なお、式(1)中、Eは圧縮弾性係数(Pa)を表し、Fは、荷重(N)を表し、Dは、カラムスペーサの高さ変形率=(H0−H2)/H0を表し、Sは、カラムスペーサの断面積(m2)を表す。
温度25℃に調整した室内において、カラムスペーサを10mN/sの荷重印加速度で圧縮し、初期高さH0の85%に相当する高さになるまで圧縮した。ここで1mNの荷重を印加した際のカラムスペーサ高さをH1、H0の85%に相当するカラムスペーサ高さをH2、H2に達した時点での荷重をFとした。
次いで、この荷重Fを5秒間保持し、定荷重での変形を与えた後、10mN/秒の荷重印加速度で負荷を取り除き弾性回復によるカラムスペーサ高さの回復変形を測定した。この間の圧縮変形が最大となった時点のカラムスペーサ高さをH3とし、カラムスペーサの変形を回復する過程における1mNの荷重印可時のカラムスペーサ高さをH4とした。得られた各値を用いて、下記式(1)及び下記式(2)により15%圧縮時の圧縮弾性係数E及び15%圧縮変形したときの回復率Rを算出した。なお、式(1)中、Eは圧縮弾性係数(Pa)を表し、Fは、荷重(N)を表し、Dは、カラムスペーサの高さ変形率=(H0−H2)/H0を表し、Sは、カラムスペーサの断面積(m2)を表す。
E=F/(D×S) (1)
R=(H4−H3)/(H1−H3)×100 (2)
R=(H4−H3)/(H1−H3)×100 (2)
(2)液晶表示素子の製造
得られたカラムスペーサが形成されたガラス基板上に、シール剤(積水化学工業社製)を長方形の枠を描く様にディスペンサーで塗布した。
続いて、液晶(チッソ社製、JC−5004LA)の微小滴をガラス基板の枠内全面に滴下塗布し、すぐに他方のガラス基板を重ねあわせてシール部に高圧水銀ランプを用い紫外線を50mW/cm2で60秒照射した。
その後、液晶アニールを120℃にて1時間行い熱硬化させ、液晶表示素子を作製した。
得られたカラムスペーサが形成されたガラス基板上に、シール剤(積水化学工業社製)を長方形の枠を描く様にディスペンサーで塗布した。
続いて、液晶(チッソ社製、JC−5004LA)の微小滴をガラス基板の枠内全面に滴下塗布し、すぐに他方のガラス基板を重ねあわせてシール部に高圧水銀ランプを用い紫外線を50mW/cm2で60秒照射した。
その後、液晶アニールを120℃にて1時間行い熱硬化させ、液晶表示素子を作製した。
(液晶表示素子の評価)
液晶表示素子を点灯表示し、セルギャップの均一性を表示画面を目視にて観察して、以下の基準により評価した。
また、液晶表示素子を垂直に立てた状態で、60℃の条件下にて60時間放置した。放置後、クロスニコル間に液晶表示装置を設置し、目視により表示画像を観察し、重力不良の発生について以下の基準により評価した。
更に、液晶表示素子を−20℃の条件下にて24時間放置した。放置後、クロスニコル間に液晶表示装置を設置し、目視により観察し、低温発泡の発生について以下の基準により評価した。
セルギャップの評価
〇:均一
×:色ムラあり
重力不良の評価
〇:均一
×:色ムラあり
低温発泡の評価
〇:発泡なし
×:発泡あり
液晶表示素子を点灯表示し、セルギャップの均一性を表示画面を目視にて観察して、以下の基準により評価した。
また、液晶表示素子を垂直に立てた状態で、60℃の条件下にて60時間放置した。放置後、クロスニコル間に液晶表示装置を設置し、目視により表示画像を観察し、重力不良の発生について以下の基準により評価した。
更に、液晶表示素子を−20℃の条件下にて24時間放置した。放置後、クロスニコル間に液晶表示装置を設置し、目視により観察し、低温発泡の発生について以下の基準により評価した。
セルギャップの評価
〇:均一
×:色ムラあり
重力不良の評価
〇:均一
×:色ムラあり
低温発泡の評価
〇:発泡なし
×:発泡あり
本発明によれば、優れた現像性及び溶解性を有し、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、液晶表示素子の製造に使用するカラムスペーサのパターン形成時に現像残滓を生じることがなく、鮮明なパターンのカラムスペーサを形成することができるとともに、低温発泡を生ずることなく、重力不良による色ムラの発生を効果的に抑制できる液晶表示素子を得ることができるカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、該カラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなるカラムスペーサ及び液晶表示素子を提供することができる。
Claims (17)
- 分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、
前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物である
ことを特徴とするカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。 - エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする請求項1記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- 分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、
前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物である
ことを特徴とするカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。 - エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物は、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする請求項3記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、或いは、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートをエチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物であることを特徴とする請求項4記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- 分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、
前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物である
ことを特徴とするカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。 - カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする請求項6記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- 分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、
前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物である
ことを特徴とするカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。 - カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物は、カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする請求項8記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- カプロラクトン変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、又は、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートをカプロラクトン変性した化合物であることを特徴とする請求項9記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- 分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物と、アルカリ可溶性高分子化合物と、光反応開始剤とを含有するカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物であって、
前記分子内に2以上の重合性不飽和結合を有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物である
ことを特徴とするカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。 - カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基と2以上の重合性不飽和結合とを有する化合物は、カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物であることを特徴とする請求項11記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- カプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性された分子内に1以上の水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、或いは、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートをカプロラクトン変性、並びに、エチレンオキサイド変性及び/又はプロピレンオキサイド変性した化合物であることを特徴とする請求項12記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- 更に、2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物を含有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物を用いてなることを特徴とするカラムスペーサ。
- 25℃における15%圧縮時の弾性係数が0.2〜1.0GPaであることを特徴とする請求項15記載のカラムスペーサ。
- 請求項1、2、3、5、6、7、8、9、10、11、12、13若しくは14記載のカラムスペーサ用硬化性樹脂組成物、又は、請求項15若しくは16記載のカラムスペーサを用いてなることを特徴とする液晶表示素子。
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JP2012153874A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Chunghwa Picture Tubes Ltd | 親水性モノマー、それを含有する親水性フォトレジスト組成物、およびレジストパターン形成方法 |
JP7571516B2 (ja) | 2020-12-15 | 2024-10-23 | artience株式会社 | 活性エネルギー線重合性組成物、積層体、及びその製造方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100106925A (ko) | 2009-03-24 | 2010-10-04 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 표시 소자의 보호막 형성용 열경화성 수지 조성물 및, 표시 소자의 보호막과 그의 형성 방법 |
JP2010222503A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Jsr Corp | 保護膜形成用熱硬化性樹脂組成物、保護膜及び保護膜の形成方法 |
JP2012153874A (ja) * | 2011-01-25 | 2012-08-16 | Chunghwa Picture Tubes Ltd | 親水性モノマー、それを含有する親水性フォトレジスト組成物、およびレジストパターン形成方法 |
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