JP2013054125A - アレイ基板、液晶表示素子およびアレイ基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
有機材料からなる絶縁膜にコンタクトホールを形成する場合、フォトリソグラフィ技術の利用が有効である。その場合、絶縁膜の形成材料としては、特許文献2に記載されるように、感放射線性の樹脂組成物(以下、感放射線性樹脂組成物と言う。)の使用が好ましい。そして特に、感放射線性樹脂組成物は、所謂ポジ型が広く使用されている。
すなわち、従来の感放射線性樹脂組成物を用いてコンタクトホールを備えた絶縁膜の製造を行う場合、放射線の照射(以下、「露光」と言う。)と現像の後に、230℃〜260℃程度という高温での加熱を行って絶縁膜の硬化を行う必要がある。したがって、フォトリソグラフィ技術を利用した従来の絶縁膜では、製造工程の中で熱的な膨張または収縮等のサイズの変動が生じる懸念がある。絶縁膜中のコンタクトホールは、配置位置とサイズの管理が厳しく求められており、絶縁膜のサイズの変動が許容範囲を超えた場合に、コンタクトホールの形成に不都合を生じることがある。
そのスイッチング能動素子上に配置された絶縁膜と、
その絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、
そのコンタクトホールを介してスイッチング能動素子と電気的に接続された画素電極と、
前記画素電極上に形成された配向膜とを有する液晶表示素子用のアレイ基板であって、
絶縁膜は、
[A]同一または異なる重合体分子中に下記式(1)で表される基を含む構造単位とエポキシ基含有構造単位とを有する重合体、および
[B]光酸発生体
を含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜であり、
配向膜は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて得られた配向膜であることを特徴とするアレイ基板に関する。
[1][A]同一または異なる重合体分子中に下記式(1)で表される基を含む構造単位とエポキシ基含有構造単位とを有する重合体、および
[B]光酸発生体
を含有する感放射線性樹脂組成物の塗膜を、スイッチング能動素子の形成された基板上に形成する工程、
[2]前記感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
[3][2]工程で放射線が照射された塗膜を現像してコンタクトホールの形成された塗膜を得る工程、並びに
[4][3]工程で得られた塗膜を硬化して絶縁膜を形成する工程
を有することを特徴とするアレイ基板の製造方法に関する。
本実施の形態の液晶表示素子は、本実施の形態のアレイ基板を用いて構成されたカラー液晶表示素子である。以下、本実施の形態のアレイ基板の構造および本実施の形態の液晶表示素子の構造について、図面を用いて説明する。
次に、本実施の形態のアレイ基板を用いた本実施の形態の液晶表示素子について説明する。
アレイ基板1とカラーフィルタ基板22において、液晶層23に接する側と反対の側には、それぞれ偏光板28が配置されている。
本実施形態のアレイ基板の絶縁膜の製造に用いられる感放射線性樹脂組成物は、[A]特定の重合体(以下、単に「[A]重合体」とも言う。)および[B]光酸発生体を含有する。そしてさらに、後に詳述する[C]化合物を含有することができる。また、[A]成分([A]重合体)および[B]成分([B]光酸発生体)、さらに含有可能な[C]成分([C]化合物)に加え、本発明の効果を損なわない限りその他の任意成分を含有してもよい。以上の組成を有する本実施の形態の感放射線性樹脂組成物は、ポジ型の感放射線性樹脂組成物としての使用が可能である。以下、本実施の形態の感放射線性樹脂組成物に含有される各成分について説明する。
[A]重合体は、同一または異なる重合体分子中に、下記式(1)で表される基を含む構造単位(以下、単に「構造単位(1)」ともいう。)とエポキシ基含有構造単位とを有しており、必要に応じてその他の構造単位を有していてもよい。[A]重合体の態様としては特に限定されず、
(i)同一の重合体分子中に構造単位(1)およびエポキシ基含有構造単位の両方を有しており、[A]重合体中に1種の重合体分子が存在する場合;
(ii)一の重合体分子中に構造単位(1)を有し、それとは異なる重合体分子中にエポキシ基含有構造単位の両方を有しており、[A]重合体中に2種の重合体分子が存在する場合;
(iii)一の重合体分子中に構造単位(1)およびエポキシ基含有構造単位の両方を有し、それとは異なる重合体分子中に構造単位(1)を有し、これらとはさらに異なる重合体分子中にエポキシ基含有構造単位を有しており、[A]重合体中に3種の重合体分子が存在する場合;
(iv)(i)〜(iii)に規定の重合体分子に加え、[A]重合体中にさらに別の1種または2種以上の重合体分子を含む場合等が挙げられる。
構造単位(1)は、上記式(1)で表される基を含む。上記式(1)で表される基は、アセタール構造またはケタール構造を有しており、アルカリに対しては比較的安定である一方、酸の存在下で解離して極性基を生じる基(以下、単に「酸解離性基」とも言う。)となる。そのため、構造単位(1)では、放射線の照射によって、後述する[B]光酸発生体から生じた酸により酸解離性基が解離する。その結果、構造単位(1)を有し、アルカリ不溶性であった[A]重合体はアルカリ可溶性となる。以下、構造単位(1)に含まれる上記式(1)で表される基について、より詳細に説明する。
1−アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、1−(シクロアルキルオキシ)アルキル(メタ)アクリレート、1−(ハロアルコキシ)アルキル(メタ)アクリレート、1−(アラルキルオキシ)アルキル(メタ)アクリレート、テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系アセタール構造含有単量体;
2,3−ジ(1−(トリアルキルシラニルオキシ)アルコキシ)カルボニル)−5−ノルボルネン、2,3−ジ(1−(トリアルキルゲルミルオキシ)アルコキシ)カルボニル)−5−ノルボルネン、2,3−ジ(1−アルコキシアルコキシカルボニル)−5−ノルボルネン、2,3−ジ(1−(シクロアルキルオキシ)アルコキシカルボニル)−5−ノルボルネン、2,3−ジ(1−(アラルキルオキシ)アルコキシカルボニル)−5−ノルボルネン等のノルボルネン系アセタール構造含有単量体;
1−アルコキシアルコキシスチレン、1−(ハロアルコキシ)アルコキシスチレン、1−(アラルキルオキシ)アルコキシスチレン、テトラヒドロピラニルオキシスチレン等のスチレン系アセタール構造含有単量体が挙げられる。
1−エトキシエチルメタクリレート、1−メトキシエチルメタクリレート、1−n−ブトキシエチルメタクリレート、1−イソブトキシエチルメタクリレート、1−t−ブトキシエチルメタクリレート、1−(2−クロルエトキシ)エチルメタクリレート、1−(2−エチルヘキシルオキシ)エチルメタクリレート、1−n−プロポキシエチルメタクリレート、1−シクロヘキシルオキシエチルメタクリレート、1−(2−シクロヘキシルエトキシ)エチルメタクリレート、1−ベンジルオキシエチルメタクリレート、2−テトラヒドロピラニルメタクリレート、
上記構造単位(1)は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[A]重合体は、上述の構造単位(1)と共に、エポキシ基含有構造単位を有する。エポキシ基含有構造単位は、ラジカル重合性を有するエポキシ基含有単量体に由来する構造単位であり、エポキシ基を含有する。このエポキシ基としては、オキシラニル基(1,2−エポキシ構造)、オキセタニル基(1,3−エポキシ構造)が挙げられる。[A]重合体が分子中にオキシラニル基またはオキセタニル基等を含む構造単位を有することで、本実施形態の感放射線性樹脂組成物から得られる絶縁膜の硬度を向上させて耐熱性をさらに高めることができる。
アクリル酸グリシジル、メタ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−3−メチル−3,4−エポキシブチル、メタクリル酸−3−エチル−3,4−エポキシブチル、アクリル酸−5,6−エポキシヘキシル、メタクリル酸−5,6−エポキシヘキシル、メタクリル酸−5−メチル−5,6−エポキシヘキシル、メタクリル酸−5−エチル−5,6−エポキシヘキシル、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、
o−ビニルフェニルグリシジルエーテル、m−ビニルフェニルグリシジルエーテル、p−ビニルフェニルグリシジルエーテル等のビニルフェニルグリシジルエーテル類;
その他の構造単位を与えるラジカル重合性単量体としては、カルボキシル基またはその誘導体、水酸基を有するラジカル重合性単量体等が挙げられる。
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸;
上記ジカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
アクリル酸−2−ヒドロキシエチルエステル、アクリル酸−3−ヒドロキシプロピルエステル、アクリル酸−4−ヒドロキシブチルエステル、アクリル酸−4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルエステル等のアクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;
メタクリル酸−2−ヒドロキシエチルエステル、メタクリル酸−3−ヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸−4−ヒドロキシブチルエステル、メタクリル酸−5−ヒドロキシペンチルエステル、メタクリル酸−6−ヒドロキシヘキシルエステル、メタクリル酸−4−ヒドロキシメチル−シクロヘキシルメチルエステル等のメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル等が挙げられる。
アクリル酸メチル、アクリル酸i−プロピル等のアクリル酸アルキルエステル;
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸t−ブチル等のメタクリル酸アルキルエステル;
アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−2−メチルシクロヘキシル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル、アクリル酸−2−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシ)エチル、アクリル酸イソボルニル等のアクリル酸脂環式アルキルエステル;
メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸−2−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル、メタクリル酸−2−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシ)エチル、メタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸脂環式アルキルエステル;
アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸のアリールエステルおよびアクリル酸のアラルキルエステル;
メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸のアリールエステルおよびメタクリル酸のアラルキルエステル;
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アルキルエステル;
メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸テトラヒドロフリル、メタクリル酸テトラヒドロピラン−2−メチル等の酸素1原子を含む不飽和複素五員環メタクリル酸エステルおよび不飽和複素六員環メタクリル酸エステル;
4−アクリロイルオキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2、2−ジエチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−シクロペンチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−シクロヘキシル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシエチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシプロピル−2−メチル
−2−エチル−1,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシブチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン等の酸素2原子を含む不飽和複素五員環アクリル酸エス
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、p−メトキシスチレン、4−イソプロペニルフェノール等のビニル芳香族化合物;
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−スクシンイミジル−3−マレイミドベンゾエート、N−スクシンイミジル−4−マレイミドブチレート、N−スクシンイミジル−6−マレイミドカプロエート、N−スクシンイミジル−3−マレイミドプロピオネート、N−(9−アクリジニル)マレイミド等のN位置換マレイミド;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル等のその他の不飽和化合物が挙げられる。
これらのその他のラジカル重合性単量体のうち、スチレン、4−イソプロペニルフェノール、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、1,3−ブタジエン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、メタクリル酸ベンジル等が、上記の反応官能基を有するラジカル重合性単量体との共重合反応性、および感放射線性樹脂組成物の現像性を良好なものとする点で好ましい。
[A]重合体は、アセタール構造含有単量体、エポキシ基含有単量体、その他の構造単位を与える単量体のラジカル共重合により製造できる。同一の重合体分子に構造単位(1)およびエポキシ基含有構造単位の両方を含む[A]重合体を製造する場合は、少なくともアセタール構造含有単量体とエポキシ基含有単量体とを含む混合物を用いて共重合させればよい。一方、一の重合体分子に構造単位(1)を有し、かつそれとは異なる重合体分子にエポキシ基含有構造単位を有する[A]重合体を製造する場合は、少なくともアセタール構造含有単量体を含む重合性溶液をラジカル重合させて構造単位(1)を有する重合体分子を得ておき、別途少なくともエポキシ基含有単量体を含む重合性溶液をラジカル重合させてエポキシ基含有構造単位を有する重合体分子を得て、最後に両者を混合して[A]重合体とすればよい。
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオン酸メチル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;
ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物;
および、過酸化水素が挙げられる。
[B]光酸発生体は、放射線の照射によって酸を発生する化合物である。放射線としては、上述したように、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を使用することができる。本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、[B]光酸発生体を含むことで、ポジ型の感放射線特性を発揮し、ポジ型の感放射線性樹脂組成物として使用することができる。[B]光酸発生体は、放射線の照射によって酸(例えば、カルボン酸、スルホン酸等)を発生させる化合物である限り、特に限定されない。[B]光酸発生体の感放射線性樹脂組成物における含有形態としては、後述するような化合物である光酸発生剤(以下、「[B]光酸発生剤」とも言う。)の形態でも、[A]重合体または他の重合体の一部として組み込まれた光酸発生基の形態でも、これらの両方の形態でもよい。
上述のオキシムスルホネート化合物としては、下記式(2)で表されるオキシムスルホネート基を含有する化合物が好ましい。
[B]光酸発生剤として好ましいスルホンイミド化合物としては、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(フェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(ノナフルオロブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(フェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ペンタフルオロエチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ヘプタフルオロプロピルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ノナフルオロブチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(エチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(プロピルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ブチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ペンチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ヘキシルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ヘプチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(オクチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(ノニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド等が挙げられる。
本実施の形態のアレイ基板の絶縁膜の製造に用いられる、本実施の形態の感放射線性樹脂組成物は、[C]化合物を含有することができる。[C]化合物は、感放射線性樹脂組成物から形成される塗膜の硬化を促進する、硬化剤として機能する化合物である。したがって、便宜上、[C]化合物(硬化剤)や[C]硬化剤等と称することもある。[C]化合物は、下記式(C−1)で表される化合物、ホスホニウム塩、チオール化合物およびブロックイソシアネート化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物である。感放射線性樹脂組成物が、その特定の化合物群から選択される[C]化合物を含有することで、絶縁膜の硬化温度をより効果的に低下させることができる。本実施の形態の感放射線性樹脂組成物は、[C]化合物を含有することにより、例えば、180℃〜200℃等、200℃以下の硬化温度により絶縁膜を製造することが可能となる。以下、[C]化合物である各化合物を詳述する。
[C]化合物としては、下記式(C−1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。[C]化合物として、アミノ基と電子欠乏基とを有する、上述の特定化合物を選択することで、絶縁膜の硬化温度をより効果的に低下させることができる。
2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3−ビス(4−アミノフェニル)スクシノニトリル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノフェニルベンゾエート、4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが好ましく、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンがより好ましい。
ホスホニウム塩としては、下記式(4)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することができる。
上記式(4)中のR21〜R24が示す炭素数7〜30のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
チオール化合物としては、1分子中に2個以上のメルカプト基を有する化合物である。チオール化合物は、1分子中に2個以上のメルカプト基を有する限り特に限定されるものではないが、下記式(5)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することができる。
上記式(8)中、R43〜R46は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基または下記式(9)で表される基である。但し、R43〜R46の少なくとも1つは下記式(9)で表される基である。
ブロックポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基を活性水素基含有化合物(ブロック剤)と反応させて常温で不活性としたものであり、これを加熱するとブロック剤が解離してイソシアネート基が再生されるという性質を持つものである。感放射線性樹脂組成物がブロックポリイソシアネートを含有することで、効果的な架橋剤としてイソシアネート−水酸基架橋反応が進行し、感放射線性樹脂組成物の硬化促進を実現することができる。
ブロックポリイソシアネート化合物は、脂肪族または脂環族ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートと活性水素とを有する化合物(ブロック剤)との公知の反応によって得られる。
イソシアネート基をメチルエチルケトンのオキシムでブロックしたものとして、デュラネート(登録商標)TPA−B80E、同TPA−B80X、同E402−B80T、同MF−B60XN、同MF−B60X、同MF−B80M(以上、旭化成工業社);
イソシアネート基を活性メチレンでブロックしたものとして、デュラネート(登録商標)MF−K60X(旭化成工業社);
(メタ)アクリロイル基を有するイソシアネート化合物のブロック体として、カレンズ(登録商標)MOI−BP、カレンズ(登録商標)MOI−BM(以上、昭和電工社)が挙げられる。
フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、スチレン化フェノール、ヒドロキシ安息香酸エステル等;
活性メチレン系化合物としては、例えば、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等;
メルカプタン系化合物としては、例えば、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等;
酸イミド系化合物としては、例えば、コハク酸イミド、マレイン酸イミド等;
イミダゾール系化合物としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール等;
ピラゾール系化合物としては、例えば、3−メチルピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3,5−エチルピラゾール等;
尿素系化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、エチレン尿素等;
オキシム系化合物としては、例えば、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等;
アミン系化合物としては、例えば、ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール等;
イミン系化合物としては、例えば、エチレンイミン、ポリエチレンイミン等;
ピリジン系化合物としては、例えば、2−ヒドロキシピリジン、2−ヒドロキシキノリン等が挙げられる。
本実施の形態のアレイ基板の絶縁膜の形成に用いられる、本実施の形態の感放射線性樹脂組成物は、上述の[A]重合体および[B]光酸発生体に加え、[C]化合物(硬化剤)の他、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて酸化防止剤、界面活性剤、密着助剤、塩基性化合物、キノンジアジド化合物、可塑剤等その他の任意成分を含有することができる。こうした任意成分は、1種類を単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
本実施の形態のアレイ基板の絶縁膜の形成に用いられる、本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、上記[A]重合体および[B]光酸発生体の他、さらに[C]化合物(硬化剤)、および必要に応じて添加される任意成分を混合することによって調製される。そして、本実施形態の感放射線性樹脂組成物は、ポジ型の感放射線性樹脂組成物として使用することができる。本実施の形態の感放射線性樹脂組成物は、好ましくは適当な溶媒に溶解または分散させた状態に調製され、使用される。例えば、溶媒中で、[A]成分([A]重合体)、[B]成分([B]光酸発生体)、[C]成分([C]化合物)および任意成分である[D]成分を所定の割合で混合することにより、感放射線性樹脂組成物を調製することができる。
本実施形態の感放射線性樹脂組成物の調製に用いることができる溶媒としては、上述したように、各成分を均一に溶解または分散し、各成分と反応しないものが好適に用いられる。このような溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、ジエチレングリコールアルキルエーテル類、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類等が挙げられる。
アルコール類として、例えば、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等;
エーテル類として、例えば、テトラヒドロフランや、ジイソプロピルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジn−ペンチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジn−ヘキシルエーテル等のジアルキルエーテル等;
ジエチレングリコールアルキルエーテル類として、例えば、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、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル等;
エチレングリコールアルキルエーテルアセテート類として、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等;
プロピレングリコールモノアルキルエーテル類として、例えば、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等;
プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート類として、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート等;
ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン等;
エステル類として、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸プロチル、3−ヒドロキシプロピオン酸ブチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸ブチル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル等をそれぞれ挙げられる。
本実施の形態のアレイ基板上に配向膜を形成する、本実施の形態の液晶配向剤は、光配向性基を有する[L]感放射線性重合体、または光配向性基を有さない[M]ポリイミドを主要な成分として含有する液晶配向剤である。これらはいずれも、例えば、200℃以下等、低温の加熱温度で配向膜を形成することが可能である。特に、光配向性基を有する[L]感放射線性重合体を含有する液晶配向剤は、さらなる低温での配向膜形成が可能であり、より好ましい液晶配向剤である。このように本実施の形態の液晶配向剤は、低温の加熱工程による配向膜の形成が可能であるため、下層に設けられた絶縁膜を高温加熱の状態に晒すことなく配向膜の形成を行うことができる。
本実施の形態の液晶配向剤に含有される[L]感放射線性重合体は、光配向性基を有する重合体である。この[L]感放射線性重合体が有する光配向性基は、光照射により膜に異方性を付与する官能基であり、本実施の形態では、特に、光異性化反応および光二量化反応の少なくともいずれかを生じることにより膜に異方性を与える基である。
本実施の形態の液晶配向剤に含有される[M]ポリイミドは、光配向性基を有さないポリイミドである。
このような光配向性基を有さない[M]ポリイミドは、光配向性基を有さないポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。光配向性基を有さないポリアミック酸は、例えば、テトラカルボン酸二無水物と、ジアミンとを反応させることにより得ることができ、特開2010−97188号公報に記載される方法に従い得ることができる。
本実施の形態の液晶配向剤は、光配向性基を有する感放射線性重合体および光配向性基を有さないポリイミド以外の[N]その他の成分を含有することができる。[N]その他の成分としては、例えば、光配向性基を有する[L]感放射線性重合体および光配向性基を有さない[M]ポリイミド以外の重合体、硬化剤、硬化触媒、硬化促進剤、エポキシ化合物、官能性シラン化合物、界面活性剤、光増感剤等を挙げることができる。
以上、本実施の形態のアレイ基板の主要な構成要素について説明したが、次に、本実施の形態のアレイ基板の製造方法について説明する。
本実施の形態のアレイ基板の製造においては、上述した本実施の形態の感放射線性樹脂組成物から絶縁膜を製造する工程が主要な工程として含まれる。この絶縁膜の製造工程によって、コンタクトホールが形成された絶縁膜が形成される。そして、本実施の形態のアレイ基板上に配向膜を形成するために、上述の本実施の形態の液晶配向剤から配向膜を形成する工程が製造工程として含まれる。以下、絶縁膜と配向膜とを有する本実施の形態のアレイ基板の製造方法について説明する。
[2][1]工程で形成された感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程(以下、「[2]工程」と称することがある。)。
[3][2]工程で放射線が照射された塗膜を現像する工程(以下、「[3]工程」と称することがある。)。
[4][3]工程で現像された塗膜を加熱硬化して絶縁膜を形成する工程(以下、「[4]工程」と称することがある。)。
[5]液晶配向剤の塗膜を[4]工程で硬化された絶縁膜を有する基板に形成し、その塗膜を200℃以下で加熱して配向膜を形成する工程(以下、「[5]工程」と称することがある。)。
以下、各工程について詳述する。
本工程では本実施の形態の感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する。この基板には、スイッチング能動素子、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、ソース配線、およびゲート配線等が形成されている。これらスイッチング能動素子等は、基板上、通常の半導体膜成膜と、公知の絶縁層形成と、フォトリソグラフィ法によるエッチングを繰り返すなどして公知の方法により形成されたものである。
この基板のスイッチング能動素子等の形成面に、感放射線性樹脂組成物を塗布した後、好ましくは加熱(プレベークとも言う。)を行って溶媒を除去し、塗膜を形成する。
上述のプレベークの条件としては、各成分の種類、配合割合等によって異なるが、70℃〜120℃が好ましく、1分間〜10分間程度とすることができる。
次いで、[2]工程では、[1]工程で形成された塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する。このとき、塗膜の一部にのみ照射する際には、例えば、所望のコンタクトホールの形成に対応するマスクパターンのフォトマスクを介して照射する方法によることができる。
照射に使用される放射線としては、光酸発生体に対して用いる放射線が好適である。これらの放射線の中でも、波長が190nm〜450nmの範囲にある放射線が好ましく、特に365nmの紫外線を含む放射線が好ましい。
次に、[3]工程では、放射線照射後の塗膜を現像することにより、不要な部分(放射線の照射部分)を除去し、所定の形状を有し、所望のコンタクトホールの形成された塗膜を得る。
現像に使用される現像液としては、アルカリ性の水溶液が好ましい。含有されれるアルカリの例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。
次に、[4]工程では、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用い、パターニングされた薄膜を加熱(ポストベークとも言う。)することで、感放射線性樹脂組成物に含有された[A]重合体の硬化反応を促進し、所望とする特性を備えた硬化膜として絶縁膜を得ることができる。本工程における加熱温度は、例えば、120℃〜220℃とすることが好ましい。そして、上述した[C]成分を含有して構成された本実施形態の感放射線性樹脂組成物を用いた場合では、本工程における加熱温度を、例えば、120℃〜200℃とすることが好ましく、さらに低温となる120℃〜180℃とすることがより好ましい。
以上の工程に従うことにより、本実施の形態の感放射線性樹脂組成物は、コンタクトホールを有する絶縁膜の形成材料として好適に用いられ、本実施の形態のアレイ基板の絶縁膜を形成できる。
[4]工程で得られた絶縁膜付きの基板を用い、上述のように絶縁膜上に透明電極を形成した後、透明電極上に、本実施の形態の液晶配向剤を塗布する。塗布法方としては、例えば、ロールコーター法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等の適宜の塗布方法を用いることができる。次いで、液晶配向剤の塗布された基板をプレベークし、その後、ポストベークすることにより塗膜を形成し、アレイ基板を製造する。プレベーク条件としては、例えば、40℃〜120℃で0.1分間〜5分間である。ポストベーク条件としては120℃〜230℃、好ましくは150℃〜200℃、より好ましくは150℃〜180℃で、好ましくは5分間〜200分間、より好ましくは10分間〜100分間である。ポストベーク後の塗膜の膜厚は、好ましくは0.001μm〜1μmであり、より好ましくは0.005μm〜0.5μmである。
放射線の照射量としては、好ましくは1J/m2以上10,000J/m2未満であり、より好ましくは10J/m2〜3,000J/m2である。
以上のように、アレイ基板上に配向膜を形成する場合、上述の液晶配向剤を使用し、200℃以下の加熱温度、さらに、180℃以下の加熱温度で配向膜を形成することが可能である。したがって、上述した[1]工程〜[4]工程で形成された絶縁膜が、配向膜の形成工程で高温の状態に晒されることを避けることができる。そして、本実施の形態のアレイ基板は、所望の配置とサイズのコンタクトホールを備えた絶縁膜と配向膜とを有することができ、従来に比べて低温での加熱による製造が可能である。
装置:GPC−101(昭和電工(株)製)
カラム:GPC−KF−801、GPC−KF−802、GPC−KF−803およびGPC−KF−804を結合
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
[合成例1]
冷却管および攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7質量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル200質量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸5質量部、2−テトラヒドロピラニルメタクリレート40質量部、スチレン5質量部、メタクリル酸グリシジル40質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10質量部およびα−メチルスチレンダイマー3質量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持して共重合体(A−1)を含む重合体溶液を得た。共重合体(A−1)のポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)は9,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、31.3質量%であった。
冷却管および攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオン酸メチル)7質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200質量部を仕込んだ。引き続き2−テトラヒドロピラニルメタクリレート85質量部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル7質量部、メタクリル酸8質量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度を6時間保持して共重合体(a−1)を含む重合体溶液を得た。共重合体(a−1)のポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)は10,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、29.2質量%であった。
冷却管および攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7質量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル200質量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸グリシジル52質量部、メタクリル酸ベンジル48質量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度を6時間保持して共重合体(aa−1)を含む重合体溶液を得た。共重合体(aa−1)のポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)は10,000であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、32.3質量%であった。
[実施例1]
合成例1で得られた共重合体(A−1)を含む溶液(共重合体(A−1)100質量部(固形分)に相当する量)に、[B]成分として[(カンファースルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル](BASF社製の「CGI1380」)4質量部、[D]成分として酸化防止剤となるトリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト(ADEKA社製の「アデカスタブAO−20」)1質量部、[D]成分としてシリコーン系界面活性剤((株)東レ・ダウコーニング製の「SH 8400 FLUID」)0.20質量部、[D]成分としてγ−グリシドキプロピルトリメトキシシラン3.0質量部を混合し、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物(S−1)を調製した。
合成例2と合成例3で得られた共重合体(a−1)と共重合体(aa−1)を含む溶液(共重合体(a−1)と共重合体(aa−1)それぞれ50質量部(固形分)を1対1の割合で混合した合計100質量部に相当する量)に、[B]成分として[(5−プロピルスルフォニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)アセトニトリル](BASF社製の「IRGACURE PAG 103」)4質量部、[C]成分として4,4’−ジアミノジフェニルスルホン0.5質量部、[D]成分として酸化防止剤となるトリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト(ADEKA社製の「アデカスタブAO−20」)1質量部、[D]成分としてシリコーン系界面活性剤((株)東レ・ダウコーニング製の「SH 8400 FLUID」)0.20質量部、[D]成分としてγ−グリシドキプロピルトリメトキシシラン3.0質量部を混合し、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物(S−2)を調製した。
[実施例3]
実施例1および実施例2により調製された感放射線性樹脂組成物(S−1、S−2)を用い、以下のように特性を評価するとともに、それら感放射線性樹脂組成物から形成された塗膜やその硬化膜として得られた絶縁膜について各種特性を評価した。
550mm×650mmのクロム成膜ガラス上に、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を塗布し、60℃にて1分間加熱した(以下、「HMDS処理」ともいう。)。このHMDS処理後のクロム成膜ガラス上に、実施例1で調製した感放射線性樹脂組成物S−1をスリットダイコーター「TR632105−CL」を用いて塗布し、到達圧力を100Paに設定して真空下で溶媒を除去した。その後、さらに90℃において2分間プレベークすることによって、膜厚3.0μmの塗膜を形成した。続いて、キヤノン(株)製のMPA−600FA露光機を用い、60μmのライン・アンド・スペース(10対1)のマスクパターンを有するマスクを介して、塗膜に対し露光量を変量として放射線を照射した後、0.40質量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃において液盛り法で現像した。ここで現像時間は80秒間とした。次いで、超純水で1分間流水洗浄を行い、その後乾燥することにより、HMDS処理後のクロム成膜ガラス基板上にパターンを形成した。このとき、6μmのスペース・パターンが完全に溶解するために必要な露光量を調べ、評価した。この値が500J/m2以下の場合に感度が良好であると判断できる。感放射線性樹脂組成物S−1を用いて形成されたパターンでは、その値が500J/m2以下となり、感放射線性樹脂組成物S−1は放射線感度が良好であることが分かった。
ガラス基板上に、スピンナを用いて、実施例1で調製した感放射線性樹脂組成物S−1を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。このガラス基板をクリーンオーブン内にて220℃で1時間ポストベークし、硬化膜として絶縁膜を得た。この絶縁膜に、UV照射装置(ウシオ社製の「UVX−02516S1JS01」)にて130mWの照度で800,000J/m2照射した。照射前の膜厚と比較して、照射後の膜厚の膜減り量が2%以下であれば膜の耐光性が良好であると判断できる。感放射線性樹脂組成物S−1を用いて形成された絶縁膜では、膜減り量が2%以下となり、良好な耐光性を有することが分かった。
尚、以上の耐光性の評価においては、形成する膜のパターニングは不要のため現像工程は省略し、塗膜形成工程、耐光性試験および加熱工程のみ行い評価を行った。
上記した耐光性の評価と同様に、実施例1で調製した感放射線性樹脂組成物S−1を用い、シリコン基板上に塗膜を形成した。このシリコン基板をクリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱し、硬化膜として絶縁膜を得た。次に、得られた絶縁膜の膜厚(T1)を測定した。次いで、この絶縁膜が形成されたシリコン基板を、クリーンオーブン内にて240℃で1時間追加ベークした後、追加ベーク後の絶縁膜の膜厚(t1)を測定し、追加ベークによる膜厚変化率{|t1−T1|/T1}×100〔%〕を算出した。膜厚変化率が3%以下のとき、耐熱性は良好であると判断できる。感放射線性樹脂組成物S−1を用いて形成された絶縁膜では、膜厚変化率が3%以下となり、良好な耐熱性を有することが分かった。
上記耐光性の評価と同様に、実施例1で調製した感放射線性樹脂組成物S−1を用い、シリコン基板上に塗膜を形成した。このシリコン基板をクリーンオーブン内にて220℃で1時間加熱し、硬化膜として絶縁膜を得た。波長400nmにおける透過率を、分光光度計(日立製作所社製の「150−20型ダブルビーム」)を用いて測定して評価した。このとき、波長400nmにおける透過率が90%未満の場合に透明性が不良と判断できる。感放射線性樹脂組成物S−1を用いて形成された絶縁膜では、波長400nmにおける透過率が90%以上となり、透明性に優れ、良好な透過率特性を有することが分かった。
実施例1で調製した感放射線性樹脂組成物S−1を用い、表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2膜が形成され、さらにITO電極を所定形状に蒸着したソーダガラス基板上に、スピンコートした。次いで、90℃のクリーンオーブン内で10分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。
次に、実施例2で調製した感放射線性樹脂組成物S−2を用い、クリーンオーブン内で行うポストベークの温度を180℃とした以外は上記と同様の方法に従って絶縁膜を形成し、その絶縁膜が形成された液晶セルを作製して電圧保持率の評価を行った。感放射線性樹脂組成物S−2を用いて形成された絶縁膜を有する液晶セルは、電圧保持率が90%を超え、良好な電圧保持率特性を有することが分かった。
[実施例4]
実施例1により得られた感放射線性樹脂組成物S−1を使用し、スイッチング能動素子や電極等の形成された基板上にスピンナを用いて塗布した。この基板には、スイッチング能動素子、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、ソース配線、およびゲート配線等が形成されている。これらスイッチング能動素子等は、基板上、通常の半導体膜の成膜と、公知の絶縁層形成と、フォトリソグラフィ法によるエッチングを繰り返すなどして公知の方法により形成されたものである。
以上のようにして、本実施例のアレイ基板を製造した。得られた本実施例のアレイ基板では、絶縁膜の所望の位置に所望のサイズのコンタクトホールが形成されており、透明電極とドレイン電極との電気的な接続が実現されていた。
実施例2で調製した感放射線性樹脂組成物S−2を用い、オーブン中で行うポストベーク処理の温度を180℃とした以外は実施例4と同様の方法に従い基板上に絶縁膜を形成し、透明電極を形成してアレイ基板の製造を行った。得られた本実施例のアレイ基板では、絶縁膜の所望の位置に所望のサイズのコンタクトホールが形成されており、画素電極である透明電極とドレイン電極との間の電気的な接続が実現されていた。
(光配向膜を有するアレイ基板の製造)
本実施例においては、実施例4で得られたアレイ基板を用い、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤を用いて光配向膜を形成する。
はじめに、実施例4のアレイ基板の透明電極の上に、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤として、国際公開(WO)2009/025386号パンフレットの実施例6に記載の液晶配向剤A−1をスピンナにより塗布する。次いで、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、内部を窒素置換したオーブン中、180℃で1時間加熱して膜厚80nmの塗膜を形成した。次いで、この塗膜表面に、Hg−Xeランプ及びグランテーラープリズムを用いて313nmの輝線を含む偏光紫外線200J/m2を、基板表面に垂直な方向に対して40°傾いた方向から照射し、光配向膜を有するアレイ基板を製造した。
(光配向膜を有するアレイ基板の製造)
本実施例においては、実施例5で得られたアレイ基板を用い、実施例6と同様に、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤を用いて光配向膜を形成し、光配向膜を有するアレイ基板を製造した。
(垂直配向膜を有するアレイ基板の製造)
本実施例においては、実施例4で得られたアレイ基板を用い、光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤を用いて垂直配向膜を形成する。
はじめに、実施例4のアレイ基板の透明電極の上に、光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤として、垂直配向膜形成用のAL60101(ジェイエスアール(株)製)をスピンナにより塗布した。次いで、80℃のホットプレートで1分間プレベークを行った後、内部を窒素置換したオーブン中、180℃で1時間加熱して膜厚80nmの塗膜を形成し、垂直配向膜を有するアレイ基板を製造した。
(垂直配向膜を有するアレイ基板の製造)
本実施例においては、実施例5で得られたアレイ基板を用い、実施例8と同様に、光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤を用いて垂直配向膜を形成し、垂直配向膜を有するアレイ基板を製造した。
[実施例10]
実施例7で得られたアレイ基板を用いた。そして、公知の方法により製造されたカラーフィルタ基板を準備した。このカラーフィルタ基板は、透明基板上に赤色、緑色および青色の3色の微小な着色パターンとブラックマトリクスとが格子状に配置され、着色パターン上には透明な共通電極が配置されている。そして、カラーフィルタ基板の共通電極の上に実施例6でアレイ基板上に形成したのと同様の光配向膜を形成して、配向膜の形成された対向基板とした。これら一対の基板を用い、シール剤で貼り合わせたのち、TN液晶を注入して基板間に液晶層を挟持し、カラー液晶表示素子を製造した。本実施例の液晶表示素子は、上述した図3に示す液晶表示素子と同様の構造を有する。本実施例の液晶表示素子は、優れた動作特性と表示特性と信頼性を示した。
4、11 基板
5 ソース電極
6 ドレイン電極
7 ゲート電極
8 スイッチング能動素子
9 透明電極
10 配向膜
12 絶縁膜
13 ブラックマトリクス
14 共通電極
15 着色パターン
17 コンタクトホール
18 ソース配線
19 ゲート配線
21 液晶表示素子
22 カラーフィルタ基板
23 液晶層
27 バックライト光
28 偏光板
Claims (10)
- スイッチング能動素子と、
前記スイッチング能動素子上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、
前記コンタクトホールを介して前記スイッチング能動素子と電気的に接続された画素電極と、
前記画素電極上に形成された配向膜とを有する液晶表示素子用のアレイ基板であって、
前記絶縁膜は、
[A]同一または異なる重合体分子中に下記式(1)で表される基を含む構造単位とエポキシ基含有構造単位とを有する重合体、および
[B]光酸発生体
を含有する感放射線性樹脂組成物から形成された絶縁膜であり、
前記配向膜は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて得られた配向膜であることを特徴とするアレイ基板。
- 前記感放射線性樹脂組成物は、[C]下記式(C−1)で表される化合物、ホスホニウム塩、チオール化合物およびブロックイソシアネート化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のアレイ基板。
- 前記配向膜は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤を用いて得られた配向膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアレイ基板。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアレイ基板を有することを特徴とする液晶表示素子。
- [1][A]同一または異なる重合体分子中に下記式(1)で表される基を含む構造単位とエポキシ基含有構造単位とを有する重合体、および
[B]光酸発生体
を含有する感放射線性樹脂組成物の塗膜を、スイッチング能動素子の形成された基板上に形成する工程、
[2]前記感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
[3][2]工程で放射線が照射された前記塗膜を現像してコンタクトホールの形成された塗膜を得る工程、並びに
[4][3]工程で得られた塗膜を硬化して絶縁膜を形成する工程
を有することを特徴とするアレイ基板の製造方法。
- 前記感放射線性樹脂組成物は、[C]下記式(C−1)で表される化合物、ホスホニウム塩、チオール化合物およびブロックイソシアネート化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することを特徴とする請求項6または7に記載のアレイ基板の製造方法。
- 配向膜を200℃以下で形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のアレイ基板の製造方法。
- 前記配向膜を200℃以下で形成する工程は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて前記配向膜を形成することを特徴とする請求項9に記載のアレイ基板の製造方法。
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