JP2009098445A - 感光性樹脂組成物、それを用いた液晶表示装置用基板並びにその製造方法、及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 透明基板上に高さの異なる液晶表示装置用スペーサーと配向制御用突起を形成するための感光性樹脂組成物であって、不飽和二重結合を有する化合物及び開始剤を含み、前記開始剤が波長280〜330nmに吸収ピークを有する感光性重合開始剤Aと、波長350〜410nmに吸収ピークを持つ感光性材料Bとを含むことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本実施形態に係る液晶表示装置用基板に対向する基板、あるいは向かい合う両方の基板の内側の面に、配向制御用突起とは別に配向膜層を設けても良い。配向膜層には、ネガ型液晶化合物を垂直配向させ、かつ透明で絶縁性の物質が用いられる。通常ポリイミド樹脂が用いられる。ポリイミド樹脂用液、ポリアミック酸溶液などを公知の塗布方法あるいは印刷方法にて形成し、その後焼成することにより形成される。
実施例1
まず、0.7mm厚の無アルカリガラス(OA−2:日本電気硝子(株)製)からなる透明基板11aにアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂を回転型の塗布装置にて塗布し、黒色感光性樹脂組成物層を形成し、露光・現像等のパターニング処理、加熱処理を行って幅14μm、高さ1.3μmの遮光層12を形成した。
クレゾールノボラック系エポキシ樹脂の無水フタル酸付加体 100重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 100重量部
イルガキュア907
(チバスペシャリティケミカルズ製λmax305nm) 12重量部
クロルチオキサントン(λmax383nm) 5重量部
レベリング剤FZ2122(日本ユニカ社製) 0.2重量部
シクロヘキサノン 506重量部
上記感光性樹脂組成物1の硬化物の誘電正接は、液晶表示装置の駆動周波数範囲で0.007であった。また、上記感光性樹脂組成物1を膜厚4.2μmとなるようにコートし、高圧水銀ランプを用いて波長365nmのバンドパスフィルタ(半値幅15nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は1.6μmであり、波長314nmのバンドパスフィルタ(半値幅10nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は3.2μmであった。
実施例1の感光性樹脂組成物1において開始剤又は増感剤Bとしてクロルチオキサンソンの代わりにベンゾインイソブチルエーテル(λmax360nm)を使用した感光性樹脂組成物2を作成した。
フォトマスクとして、スペーサー形成部がマスク開口10μmφの光完全透過部、配向制御用突起形成部がITO薄膜からなるマスク開口15μmの半透過部、その他の部分が完全遮光部となっている波長選択性マスクにおいて、上記半透過部の365nmにおける透過率が10%、335nmにおける透過率が3%、314nmにおける透過率が0.1%であるものを使用した以外は、感光性樹脂組成物1を用いて、実施例1と同様の方法で液晶表示装置用カラーフィルタ10を作成した。
感光性樹脂組成物の開始剤Aをイルガキュア907とし、感光性材料Bをクロルチオキサンソンとし、これらの組成比を種々変化させた以外は、実施例1と同様にして配向制御用突起及びスペーサーを形成した。得られた配向制御用突起及びスペーサーの寸法・形状を下記表2に示した。
開始剤Aと感光性材料Bの組合せを種々変えたことを除いて、実施例1と同様にして配向制御用突起及びスペーサーを形成した。得られた配向制御用突起及びスペーサーの寸法・形状を下記表2に示した。
実施例1の感光性樹脂組成物1において開始剤B(クロルチオキサンソン)を除いた組成の感光性樹脂組成物3を作成した。この感光性樹脂組成物3の硬化物の誘電正接は、液晶表示装置の駆動周波数範囲で0.007であった。また、上記感光性樹脂組成物3を膜厚4.2μmとなるようにコートし、高圧水銀ランプを用いて波長365nmのバンドパス干渉フィルタ(半値幅15nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は0.4μmであり、波長314nmのバンドパス干渉フィルタ(半値幅10nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は3.2μmであった。
実施例1の感光性樹脂組成物1において、開始剤A(イルガキュア907)を除いた組成の感光性樹脂組成物4を作製した。この感光性樹脂組成物4の硬化物の誘電正接は、液晶表示装置の駆動周波数範囲で0.007であった。また、上記感光性樹脂組成物4を膜厚4.2μmとなるようにコートし、高圧水銀ランプを用いて波長365nmのバンドパス干渉フィルタ(半値幅15nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は1.2μmであり、波長314nmのバンドパス干渉フィルタ(半値幅10nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は0.4μmであった。
実施例1の感光性樹脂組成物1において樹脂をスチレン/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体に変更した感光性樹脂組成物5を作成した。
実施例1の感光性樹脂組成物1において樹脂の配合量を140重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの配合量を60重量部に変更した感光性樹脂組成物6を作成した。感光性樹脂組成物6の硬化物について誘電正接を測定したところ、0.006であった。また、上記感光性樹脂組成物6を膜厚4.2μmとなるようにコートし、高圧水銀ランプを用いて波長365nmのバンドパス干渉フィルタ(半値幅15nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は1.2μmであり、波長314nmのバンドパス干渉フィルタ(半値幅10nm)を通して200mJの露光量で露光、現像した時の膜厚は3.1μmであった。
マスクとしてスペーサー形成部がマスク開口10μmφの光完全透過部、配向制御用突起形成部がITO薄膜からなるマスク開口15μmの半透過部、その他の部分が完全遮光部となっている波長選択性マスクにおいて、上記半透過部の365nmにおける透過率が65%、335nmにおける透過率が40%、314nmにおける透過率が20%であるものを使用する以外は感光性樹脂組成物1を用いて実施例1と同様の方法で液晶表示装置用カラーフィルタ20を作成した。得られたパターンの形状を観察したところ、スペーサーは13μmφ、高さ3.5μm、台形状の断面であり、一方、配向制御用突起は幅10μmのストライプ形状、高さ3.2μm、台形状の断面であり、要求特性を満たすものではなかった。
マスクとしてスペーサー形成部がマスク開口10μmφの光完全透過部、配向制御用突起形成部がITO薄膜からなるマスク開口15μmの半透過部、その他の部分が完全遮光部となっている波長選択性マスクにおいて、上記半透過部の365nmにおける透過率が30%、335nmにおける透過率が23%、314nmにおける透過率が12%であるものを使用する以外は感光性樹脂組成物1を用いて実施例1と同様の方法で液晶表示装置用カラーフィルタ20を作成した。得られたパターンの形状を観察したところ、スペーサーは13μmφ、高さ3.5μm、台形状の断面であり、一方、配向制御用突起は幅10μmのストライプ形状、高さ2.5μm、お椀型の半円形状断面で配向制御用突起が高すぎ、要求特性を満たすものではなかった。
マスクとしてスペーサー形成部がマスク開口10μmφの光完全透過部、配向制御用突起形成部がITO薄膜からなるマスク開口15μmの半透過部、その他の部分が完全遮光部となっている波長選択性マスクにおいて、上記半透過部の365nmにおける透過率が4%、335nmにおける透過率が0.04%、314nmにおける透過率が0.001%であるものを使用する以外は感光性樹脂組成物1を用いて実施例1と同様の方法で液晶表示装置用カラーフィルタ20を作成したが、配向制御用突起のパターンが現像時に剥れてしまった。液晶表示装置用カラーフィルタ20及び透明基板21B上に液晶駆動素子アレイ24Bが形成されたアレイ基板30の双方に配向膜を形成し、周辺部をシールして貼り合わせ、液晶セルを作製したが、配向制御不良となり良好な視野角が得られなかった。
実施例1の感光性樹脂組成物1を用い、波長選択性マスクの半透過部の透過率、半透過部の開口径が異なるものを使用する事で配向制御用突起の高さを変更した場合の液晶パネル視野角の良否を下記表7に示す。
マスクとして、半透過部の365nmにおける透過率及び314nmにおける透過率を種々変化させたことを除いて、実施例1と同様の方法で液晶表示装置用カラーフィルタ20を作成した。得られたパターンの寸法・形状を、実施例1、比較例5〜7の値とともに、下記表8に示す。
Claims (7)
- 透明基板上に高さの異なる液晶表示装置用スペーサーと配向制御用突起を形成するための感光性樹脂組成物であって、不飽和二重結合を有する化合物及び開始剤を含み、前記開始剤が波長280〜330nmに吸収ピークを有する感光性重合開始剤Aと、波長350〜410nmに吸収ピークを持つ感光性材料Bとを含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。
- 透明基板と、この透明基板上に形成された所定のパターンを有する遮光層と、この遮光層により区画された領域に配置された複数色の着色画素層と、前記遮光層上に積層された、前記基板間のギャップを一定に保持するためのセルギャップ調整用スペーサと、前記着色画素層上に形成された配向制御用突起とを具備し、
前記スペーサ及び配向制御用突起は、請求項1に記載の感光性樹脂組成物の硬化物からなり、前記配向制御用突起の高さが前記スペーサーの高さの2/3以下であることを特徴とする液晶表示装置用基板。 - 前記配向制御用突起と前記スペーサーが、1回のフォトリソグラフィの工程で形成されてなることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記配向制御用突起の誘電正接が、液晶の駆動周波数範囲で0.01以下であることを特徴とする請求項2又は3に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記スペーサーの高さ方向に40mNの圧縮荷重を負荷し、荷重を除去した時の弾性復元率が50%以上であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
- 請求項2〜5のいずれかに記載の液晶表示装置用基板を備えることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項2〜5のいずれかに記載の液晶表示装置用基板を製造する方法であって、請求項1に記載の感光性樹脂組成物の層を形成する工程、365nmにおける透過率が5〜60%の範囲である第1の波長透過性パターンと、314nmにおける透過率が365nmにおける透過率の1/5以下である第2の波長透過性パターンを有するフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物層を露光する工程、前記露光された感光性樹脂組成物層を現像して、スペーサー及び配向制御用突起を形成する工程を具備することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
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