JP4539066B2 - Photosensitive resin composition for liquid crystal spacer and photosensitive element - Google Patents
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Description
本発明は、セグメント表示可能な液晶表示装置に使用される液晶スペーサー用感光性樹脂組成物及び感光性エレメントに関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer and a photosensitive element used in a liquid crystal display device capable of segment display.
近年、液晶カラーテレビ、液晶カラー表示のコンピューター等が実用化されているが、これらの液晶表示装置は、透明電極を設けたガラス等の透明な基板間に１〜１０μｍ程度の間隙(ギャップ)を設けて、その間隙に液晶物質を封入し、電極間に印加した電圧により液晶物質を配向させ、その濃淡により画像を表示する仕組になっている。このような液晶表示装置の中でも、セグメント表示型のものは、一方の基板に各表示画素に対応する形状の複数のセグメント電極を設け、該セグメント電極に対向する対向電極とを含んで構成される表示パネルである。
一方、このようなセグメント表示型液晶表示装置においても、液晶層のギャップが変化すると表示ムラやコントラスト異常となるため、均一な粒径分布を持つ球状のガラスビーズまたは樹脂ビーズを液晶層に配し、液晶層のギャップを一定に保持するためのスペーサーが必要とされていた。
しかしながら、このような球状のガラスビーズや樹脂ビーズのスペーサーは、一般に、対向する基板間の液晶層に散布されているだけで、基板に対して固定されていないため、スペーサーの分布にバラツキが生じて表示ムラが発生したり、液晶表示装置の振動によりスペーサーが移動して配向異常領域が大きくなったり、配向膜面にダメージを与える等の問題があった。
これらの問題を改良する方法として、特許文献１〜３には、一方の基板上に紫外線硬化型樹脂を塗布、乾燥後、露光・現像を行なうことでスペーサーを形成する方法が開示されている。また、特許文献４には、あらかじめ光硬化性樹脂塗液を塗布したフィルムを使用し、これを転写した後に、露光・現像でパターニングを行い、スペーサーを形成する方法が開示されている。
しかしながら、従来の材料及び方法では、形成したスペーサーが、円柱、円錐等の柱状の形状(ドット状)であること、スペーサーと基板との密着性が不十分であること等によって、スペーサー形成後の配向処理時に、形成したスペーサーが脱落したり、スペーサー周囲の配向膜面に十分な配向処理ができない等の問題があった。加えて、このような柱状スペーサーの機械的強度が不十分であると、液晶層のギャップが均一にならず、液晶表示装置としては表示品質が悪化し、表示ムラが顕著になる等の問題があった。
In recent years, liquid crystal color televisions, liquid crystal color display computers, etc. have been put into practical use. These liquid crystal display devices have a gap of about 1 to 10 μm between transparent substrates such as glass provided with transparent electrodes. The liquid crystal substance is sealed in the gap, the liquid crystal substance is aligned by the voltage applied between the electrodes, and the image is displayed by the light and shade. Among such liquid crystal display devices, the segment display type includes a plurality of segment electrodes having a shape corresponding to each display pixel on one substrate and a counter electrode facing the segment electrodes. It is a display panel.
On the other hand, even in such a segment display type liquid crystal display device, if the gap of the liquid crystal layer changes, display unevenness and contrast abnormalities occur, so spherical glass beads or resin beads having a uniform particle size distribution are arranged in the liquid crystal layer. A spacer for keeping the gap of the liquid crystal layer constant has been required.
However, the spacers of such spherical glass beads and resin beads are generally only dispersed in the liquid crystal layer between the opposing substrates and are not fixed to the substrates, so the spacer distribution varies. Thus, there are problems such as display unevenness, a spacer moving due to vibration of the liquid crystal display device, and an abnormal alignment region becomes larger, or the alignment film surface is damaged.
As a method for improving these problems, Patent Documents 1 to 3 disclose a method of forming a spacer by applying an ultraviolet curable resin on one substrate, drying, and then exposing and developing. Patent Document 4 discloses a method of forming a spacer by using a film coated with a photocurable resin coating liquid in advance and transferring the film, followed by patterning by exposure and development.
However, in the conventional materials and methods, the spacer formed after the spacer is formed due to the columnar shape (dot shape) such as a cylinder or a cone, the adhesion between the spacer and the substrate is insufficient, etc. At the time of the alignment treatment, there are problems that the formed spacers are dropped off, or that the alignment film surface around the spacer cannot be sufficiently aligned. In addition, if the mechanical strength of such a columnar spacer is insufficient, the gap of the liquid crystal layer is not uniform, and the display quality of the liquid crystal display device is deteriorated and display unevenness becomes remarkable. there were.
本発明の目的は、対向させて配設された基板間に液晶が封入されたセグメント表示可能な液晶表示装置において、液晶層のギャップを一定に保つためのスペーサーを形成した後、配向処理時のスペーサー脱落やスペーサー周囲での不十分な配向処理を防ぎ、さらに液晶層のギャップを一定に保つために、常時可視光線を透過させる部分にスペーサーを配置させ、該スペーサーの可視光透過率を８０％以上とすることによって、表示ムラのない良好な表示品質でかつ歩留まりのよい液晶表示装置の製造が可能な液晶スペーサー用感光性樹脂組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a segment displayable liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between substrates disposed to face each other, and after forming a spacer for keeping a gap of a liquid crystal layer constant, an alignment process is performed. In order to prevent the spacer from dropping off and insufficient alignment treatment around the spacer, and to keep the gap of the liquid crystal layer constant, a spacer is arranged in a portion that always transmits visible light, and the visible light transmittance of the spacer is 80%. Accordingly, an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer capable of producing a liquid crystal display device having good display quality without display unevenness and good yield.
本発明の他の目的は、上記の効果に加えて、さらにコスト低減に寄与し得る液晶スペーサー用感光性樹脂組成物を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer that can contribute to further cost reduction in addition to the above effects.
本発明の他の目的は、上記の効果に加えて、さらに作業性に優れた液晶スペーサー用感光性エレメントを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a photosensitive element for a liquid crystal spacer which is excellent in workability in addition to the above effects.
請求項１に記載の本発明は、対向させて配設された基板間に液晶が封入されたセグメント表示可能な液晶表示装置において、液晶層の厚さを一定に保ち、かつ、常時可視光線を透過させる部分に配置された液晶スペーサーであって、該液晶スペーサーは（ａ）バインダーポリマー、（ｂ）少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物、（ｃ）活性水素により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤、及び（ｄ）γ−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランを含有する感光性樹脂組成物から構成され、かつ、該液晶スペーサーの可視光透過率が、厚さ３．２μｍで波長４００ｎｍにおいて測定した時に、８０％以上であることを特徴とする液晶表示装置用スペーサーに関する。可視光透過率は可視光線透過率とも表現される。
また、請求項２に記載の本発明は、支持体フィルム上に、（ａ）バインダーポリマー、（ｂ）少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物、（ｃ）活性水素により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤、及び（ｄ）γ−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランを含有する感光性樹脂組成物の層を有する液晶スペーサー用感光性エレメントを用いて、ガラス基板上に前記感光性樹脂組成物を転写することによって製造されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用スペーサーに関する。
[発明の効果]
The present invention according to claim 1, in the liquid crystal display device capable segment display in which liquid crystal is sealed between the substrates arranged by pairs direction, maintaining the thickness of the liquid crystal layer constant and always visible A liquid crystal spacer disposed in a portion that transmits light , wherein the liquid crystal spacer is (a) a binder polymer, (b) a photopolymerizable unsaturated compound having at least one ethylenically unsaturated group, and (c) active hydrogen. And (d) a photosensitive resin composition containing γ-methacryloylpropyltrimethoxysilane, and the liquid crystal spacer has a visible light transmittance of a thickness of 3. The present invention relates to a spacer for a liquid crystal display device characterized by being 80% or more when measured at 2 μm and a wavelength of 400 nm. The visible light transmittance is also expressed as visible light transmittance.
Further, the present invention according to claim 2 comprises: (a) a binder polymer; (b) a photopolymerizable unsaturated compound having at least one ethylenically unsaturated group; and (c) active hydrogen. A photosensitive element for a liquid crystal spacer having a layer of a photosensitive resin composition containing (d) γ-methacryloylpropyltrimethoxysilane; The liquid crystal display device spacer according to claim 1, wherein the spacer is produced by transferring a conductive resin composition .
[The invention's effect]
請求項１に記載の液晶表示用スペーサーは、液晶層のギャップを一定に保つためのスペーサーを形成した後、配向処理時のスペーサー脱落やスペーサー周囲での不十分な配向処理を防ぎ、さらに、液晶層のギャップを一定に保つために、常時可視光線を透過させる部分にスペーサーを配置させたセグメント表示可能な液晶表示装置において、スペーサーの可視光透過率を、厚さ３．２μｍで波長４００ｎｍにおいて測定した時に、８０％以上とすることで、表示ムラのない良好な表示品質で、かつ、歩留まりよく液晶表示装置を製造できると共に、コスト低減に寄与し得る液晶表示装置を製造できるものである。 The spacer for liquid crystal display according to claim 1, after forming a spacer for keeping the gap of the liquid crystal layer constant, prevents the spacer from dropping off during the alignment treatment and insufficient alignment treatment around the spacer. In a liquid crystal display device capable of segment display in which a spacer is arranged in a portion that always transmits visible light in order to keep the gap between layers constant, the visible light transmittance of the spacer is measured at a thickness of 3.2 μm at a wavelength of 400 nm. In this case, by setting it to 80% or more, it is possible to manufacture a liquid crystal display device with good display quality without display unevenness and high yield, and a liquid crystal display device that can contribute to cost reduction .
請求項２に記載の液晶スペーサー用感光性エレメントは、前記の効果に加えて、さらに優れた作業性で液晶表示装置を製造できるものである。
[発明を実施するための最良の形態]
The photosensitive element for a liquid crystal spacer according to claim 2 can produce a liquid crystal display device with further excellent workability in addition to the above effects.
[Best Mode for Carrying Out the Invention]
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液晶スペーサー用感光性樹脂組成物は、対向させて配設された基板間に液晶が封入されたセグメント表示可能な液晶表示装置において、該液晶層の厚さを一定に保ち、かつ、常時可視光線を透過させる部分に配置された液晶スペーサーに用いられるものであって、該液晶スペーサーの可視光透過率が８０％以上であることを特徴とする。
本発明の液晶スペーサー用感光性樹脂組成物は、後述する方法で形成された液晶スペーサーの可視光線透過率が８０％以上であれば、特に制限はなく、８２％以上であれば好ましく、８５％以上であればさらに好ましく、８７％以上であれば特に好ましく、９０％以上であれば極めて好ましい。液晶スペーサーの可視光透過率が８０％未満であると、液晶表示装置とした場合に、液晶が存在する部分と液晶スペーサーが存在する部分とにコントラストが発生し、表示品質が低下する傾向がある。なお、この時の可視光線とは、一般的な可視光波長域の光線であり、具体的には、４００〜７００ｎｍの波長域における光線である。また、液晶スペーサーの可視光透過率は、紫外可視分光光度計を用いて測定し、液晶表示装置とした場合の液晶スペーサーの厚みで形成された感光性樹脂組成物層において、波長域４００〜７００ｎｍの透過率を百分率（％）で表すものとした。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer of the present invention is a liquid crystal display device capable of segment display in which liquid crystal is sealed between substrates disposed to face each other, and the thickness of the liquid crystal layer is kept constant, and The liquid crystal spacer is used in a liquid crystal spacer disposed in a portion that always transmits visible light, and the liquid crystal spacer has a visible light transmittance of 80% or more.
The photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer of the present invention is not particularly limited as long as the visible light transmittance of the liquid crystal spacer formed by the method described later is 80% or more, preferably 82% or more, and 85% The above is more preferable, 87% or more is particularly preferable, and 90% or more is very preferable. When the visible light transmittance of the liquid crystal spacer is less than 80%, in the case of a liquid crystal display device, a contrast is generated between a portion where the liquid crystal is present and a portion where the liquid crystal spacer is present, and the display quality tends to be deteriorated. . In addition, the visible light at this time is a light ray of a general visible light wavelength range, and specifically, is a light ray in a wavelength range of 400 to 700 nm. Further, the visible light transmittance of the liquid crystal spacer is measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer, and in the photosensitive resin composition layer formed with the thickness of the liquid crystal spacer in the case of a liquid crystal display device, the wavelength region is 400 to 700 nm. The transmittance was expressed as a percentage (%).
また、本発明の液晶スペーサー用感光性樹脂組成物は、後述する方法で形成された液晶スペーサーの可視光透過率が８０％以上であれば、その組成に特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系等が挙げられ、その中でも、可視光線の透過率が高く、材料が比較的安価であるとの観点から、(a)バインダポリマー、(b)少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物、(c)活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤を含有してしてなるもの等が好ましい。 The photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer of the present invention is not particularly limited in composition as long as the visible light transmittance of the liquid crystal spacer formed by the method described later is 80% or more. , Epoxy resin, polyimide resin, etc. Among them, (a) a binder polymer and (b) at least one ethylene from the viewpoint that the transmittance of visible light is high and the material is relatively inexpensive. A photopolymerizable unsaturated compound having a polymerizable unsaturated group, (c) a compound containing a photopolymerization initiator that generates a free radical by actinic rays, and the like are preferable.
本発明における(a)バインダポリマーとしては、特に制限はなく、例えば、ビニル共重合体が挙げられ、ビニル共重合体に用いられるビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸iso−プロピル、メタクリル酸iso−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸iso−ブチル、メタアクリル酸iso−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸２−クロロエチル、メタクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸２−フルオロエチル、メタクリル酸２−フルオロエチル、アクリル酸２−シアノエチル、メタクリル酸２−シアノエチル、スチレン、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。 The binder polymer (a) in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include vinyl copolymers. Examples of vinyl monomers used in the vinyl copolymers include acrylic acid, methacrylic acid, and maleic acid. , Fumaric acid, itaconic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl acrylate, iso-propyl methacrylate, n-acrylate -Butyl, n-butyl methacrylate, iso-butyl acrylate, iso-butyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, pentyl acrylate, Pentyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, acrylic acid Butyl, heptyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, nonyl acrylate, nonyl methacrylate, decyl acrylate, decyl methacrylate, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, Tetradecyl acrylate, tetradecyl methacrylate, hexadecyl acrylate, hexadecyl methacrylate, octadecyl acrylate, octadecyl methacrylate, eicosyl acrylate, eicosyl methacrylate, docosyl acrylate, docosyl methacrylate, cyclopentyl acrylate, cyclopentyl methacrylate, acrylic acid Cyclohexyl, cyclohexyl methacrylate, cycloheptyl acrylate, cycloheptyl methacrylate, benzoate Zyl, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, methoxyethyl acrylate, methoxyethyl methacrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, methoxydipropylene glycol acrylate, methoxydipropylene glycol methacrylate, acrylic acid Methoxytriethylene glycol, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, acrylic acid Dimethylaminopropyl, dimethylaminopropyl methacrylate, 2-chloroacrylate Chill, 2-chloroethyl methacrylate, 2-fluoroethyl acrylate, 2-fluoroethyl methacrylate, 2-cyanoethyl acrylate, 2-cyanoethyl methacrylate, styrene, α-methylstyrene, cyclohexylmaleimide, dicyclopentanyl acrylate , Dicyclopentanyl methacrylate, vinyl toluene, vinyl chloride, vinyl acetate, N-vinyl pyrrolidone, butadiene, isoprene, chloroprene, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明における(a)バインダポリマーとしては、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体に、少なくとも１個のエチレン性不飽和基と、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基等の１個の官能基を有する化合物を付加反応させて得られる側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体等を使用することもできる。 As the binder polymer (a) in the present invention, for example, a vinyl copolymer having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an isocyanate group, an oxirane ring, and an acid anhydride has at least one ethylenically unsaturated group. A radical polymerizable copolymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain obtained by addition reaction of a group and a compound having one functional group such as an oxirane ring, an isocyanate group, a hydroxyl group, and a carboxyl group You can also.
前記カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体の製造に用いられる必須のビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、イソシアン酸エチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等のカルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用される。 Examples of the essential vinyl monomer used in the production of the vinyl copolymer having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an oxirane ring, and an acid anhydride include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, Fumaric acid, itaconic acid, cinnamic acid, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, ethyl methacrylate methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, maleic anhydride and other carboxyl groups, hydroxyl groups, Examples thereof include vinyl monomers having a functional group such as an amino group, an oxirane ring, and an acid anhydride. These are used alone or in combination of two or more.
このような側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体の製造には必要に応じ、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体以外の前記ビニル単量体を共重合させることができ、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。 A vinyl monomer having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, an oxirane ring, or an acid anhydride is optionally produced for the production of such a radically polymerizable copolymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain. The vinyl monomers other than the body can be copolymerized, and these can be used alone or in combination of two or more.
また、側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体のエチレン性不飽和基濃度は、１．０×１０−４〜６．０×１０−３モル／ｇとすることが好ましく、２．０×１０−４〜５．０×１０−３モル／ｇとすることがより好ましく、３×１０−４〜４．０×１０−３モル／ｇとすることが特に好ましい。このエチレン性不飽和基濃度が１．０×１０−４モル／ｇ未満では、液晶スペーサーとした場合に、表示品質確保のための硬度向上効果が十分に得られない傾向があり、６．０×１０−３モル／ｇを超えると、側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体を製造する際にゲル化を起こす傾向がある。 In addition, the ethylenically unsaturated group concentration of the radically polymerizable copolymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain is preferably 1.0 × 10 −4 to 6.0 × 10 −3 mol / g. 2.0 × 10 −4 to 5.0 × 10 −3 mol / g, more preferably 3 × 10 −4 to 4.0 × 10 −3 mol / g. When this ethylenically unsaturated group concentration is less than 1.0 × 10 −4 mol / g, when it is used as a liquid crystal spacer, there is a tendency that a hardness improvement effect for ensuring display quality cannot be sufficiently obtained, and 6.0. If it exceeds × 10 −3 mol / g, gelation tends to occur when a radical polymerizable copolymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain is produced.
本発明における(a)バインダポリマーの重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値）は、耐熱性、塗布性、後述する液晶スペーサー用感光性エレメントとした場合のフィルム性（フィルム状の形態を保持する特性）、溶媒への溶解性及び後述する現像工程における現像液への溶解性等の観点から、１，０００〜３００，０００とすることが好ましく、５，０００〜１５０，０００とすることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the (a) binder polymer in the present invention (measured by gel permeation chromatography and converted to standard polystyrene) is heat resistance, coating properties, and film properties when used as a photosensitive element for a liquid crystal spacer described later. From the viewpoints of (characteristics for maintaining a film-like form), solubility in a solvent and solubility in a developing solution in the development step described below, it is preferably 1,000 to 300,000, preferably 5,000 to More preferably, it is 150,000.
本発明における(a)バインダポリマーは、後述する（III）現像により感光性樹脂組成物層を選択的に除去してパターンを形成する工程において、公知の各種現像液により現像可能となるように酸価を規定することができる。
例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン等のアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を５０〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇとすることが好ましい。この酸価が、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、現像が困難となる傾向があり、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、耐現像液性（現像により除去されずにパターンとなる部分が、現像液によって侵されない性質）が低下する傾向がある。
また、水又はアルカリ水溶液と１種以上の界面活性剤とからなるアルカリ水溶液を用いて現像する場合には、酸価を、１６〜２６０ｍｇＫＯＨ／ｇとすることが好ましい。この酸価が、１６ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、現像が困難となる傾向があり、２６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、耐現像液性が低下する傾向がある。
The binder polymer (a) in the present invention is an acid so that it can be developed with various known developing solutions in the step of forming a pattern by selectively removing the photosensitive resin composition layer by (III) development described later. The price can be specified.
For example, when the development is performed using an alkaline aqueous solution such as sodium carbonate, potassium carbonate, tetramethylammonium hydroxide, or triethanolamine, the acid value is preferably 50 to 260 mgKOH / g. If the acid value is less than 50 mgKOH / g, development tends to be difficult, and if it exceeds 260 mgKOH / g, the developer resistance (the portion that becomes a pattern without being removed by development is not affected by the developer). ) Tends to decrease.
Moreover, when developing using the aqueous alkali solution which consists of water or aqueous alkali solution and 1 or more types of surfactant, it is preferable that an acid value shall be 16-260 mgKOH / g. If the acid value is less than 16 mg KOH / g, development tends to be difficult, and if it exceeds 260 mg KOH / g, the developer resistance tends to be lowered.
本発明における(b)少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパン、グリシジル基含有化合物にα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン（メタ）アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β'−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β'−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β'−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。本発明における例えば(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及びそれに対応するメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリレートとはアクリレート及びそれに対応するメタクリレートを意味する(以下、同様)。 Examples of the photopolymerizable unsaturated compound (b) having at least one ethylenically unsaturated group in the present invention include compounds obtained by reacting a polyhydric alcohol with an α, β-unsaturated carboxylic acid, 2-bis (4- (di (meth) acryloxypolyethoxy) phenyl) propane, a compound obtained by reacting a glycidyl group-containing compound with an α, β-unsaturated carboxylic acid, a urethane monomer, nonylphenyldioxylene (meta ) Acrylate, γ-chloro-β-hydroxypropyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxyethyl-β ′-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, β-hydroxypropyl- β '-(meth) acryloyloxyethyl-o-phthalate, (meth) acrylic acid alkyl ester, etc. The In the present invention, for example, (meth) acrylic acid means acrylic acid and methacrylic acid corresponding thereto, and (meth) acrylate means acrylate and methacrylate corresponding thereto (hereinafter the same).
上記多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が２〜１４であるポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（メタ）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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（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）、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（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）アクリレート等が挙げられる。
上記α，β−不飽和カルボン酸としては、例えば、（メタ）アクリル酸等が拳げられる。
Examples of the compound obtained by reacting the polyhydric alcohol with an α, β-unsaturated carboxylic acid include, for example, polyethylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 14 ethylene groups and 2 to 2 propylene groups. 14 polypropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropane diethoxytri (meth) acrylate, Trimethylolpropane triethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropanetetraethoxytri (meth) acrylate, trimethylolpropane pentaethoxytri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetri (meta) ) Acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate), tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 14 propylene groups, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipenta Examples include erythritol hexa (meth) acrylate.
Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid.
上記２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパンとしては、例えば、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシジエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシトリエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシペンタエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシデカエトキシ）フェニル）プロパン等が挙げられる。 Examples of the 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxypolyethoxy) phenyl) propane include 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxydiethoxy) phenyl) propane, 2 , 2-bis (4- (di (meth) acryloxytriethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4- (di (meth) acryloxypentaethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4 -(Di (meth) acryloxydecaethoxy) phenyl) propane and the like.
上記グリシジル基含有化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシ−プロピルオキシ）フェニル等が拳げられる。 Examples of the glycidyl group-containing compound include trimethylolpropane triglycidyl ether tri (meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) acryloxy-2-hydroxy-propyloxy) phenyl, and the like.
上記ウレタンモノマーとしては、例えば、β位にＯＨ基を有する（メタ）アクリルモノマーとイソホロンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等との付加反応物、トリス（（メタ）アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート）ヘキサメチレンイソシアヌレート、エチレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド，プロピレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。 Examples of the urethane monomer include an addition reaction between a (meth) acrylic monomer having an OH group at the β-position and isophorone diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and the like. Products, tris ((meth) acryloxytetraethylene glycol isocyanate) hexamethylene isocyanurate, ethylene oxide-modified urethane di (meth) acrylate, ethylene oxide, propylene oxide-modified urethane di (meth) acrylate, and the like.
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチルエステル、（メタ）アクリル酸エチルエステル、（メタ）アクリル酸ブチルエステル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルエステル等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester, and the like. . These can be used alone or in combination of two or more.
本発明における(c)活性光線により遊離ラジカルを生成する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ'−テトラメチル−４，４'−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ'−テトラエチル−４，４'−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４'−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン（イルガキュア−３６９、チバスペシャリティーケミカルズ株式会社商品名）、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（イルガキュア−９０７、チバスペシャリティーケミカルズ株式会社商品名）等の芳香族ケトン、２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９'−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体、Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。また、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体において、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールに置換した置換基は同一でも相違していてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。また、フォトリソグラフィ工程における密着性及び感度の観点から、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体が好ましく、液晶スペーサーとした場合の可視光透過率の観点から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−オンがより好ましい。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the photopolymerization initiator (c) that generates free radicals by actinic rays in the present invention include benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler's ketone), N, N′-tetraethyl. -4,4'-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one (Irgacure-369, Ciba Specialty) Aromatics such as Tea Chemicals Co., Ltd., 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one (Irgacure-907, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) Ketone, 2-ethylanthraquinone, phenanthrenequinone, 2-tert-butyl Luanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-benzanthraquinone, 2-phenylanthraquinone, 2,3-diphenylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-methylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9 , 10-phenanthraquinone, 2-methyl-1,4-naphthoquinone, quinones such as 2,3-dimethylanthraquinone, benzoin ether compounds such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin phenyl ether, benzoin, methylbenzoin Benzoin compounds such as ethylbenzoin, benzyl derivatives such as benzyldimethyl ketal, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4 , 5-Di (methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer 2,4,5-triarylimidazole dimer such as 2- (p-methoxyphenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′- Acridinyl) heptane and other acridine derivatives, N-phenylglycine, N-phenylglycine derivatives, coumarin compounds and the like. In the 2,4,5-triarylimidazole dimer, the substituents substituted with two 2,4,5-triarylimidazoles may be the same or different. Moreover, you may combine a thioxanthone type compound and a tertiary amine compound like the combination of diethyl thioxanthone and dimethylaminobenzoic acid. Further, 2,4,5-triarylimidazole dimer is preferable from the viewpoint of adhesion and sensitivity in the photolithography process, and 2-methyl-1- [4 from the viewpoint of visible light transmittance when a liquid crystal spacer is used. More preferred is-(methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明における(a)バインダポリマーの使用量は、（a）及び（b）成分の総量１００重量部に対して、１０〜８０重量部とすることが好ましく、２０〜７５重量部とすることがより好ましく、２５〜７３重量部とすることが特に好ましく、３０〜７０重量部とすることが極めて好ましい。この使用量が１０重量部未満では、塗布性あるいは後述する液晶スペーサー用感光性エレメントとした場合のフィルム性が低下する傾向があり、８０重量部を超えると、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向がある。 In the present invention, the amount of the (a) binder polymer used is preferably 10 to 80 parts by weight and preferably 20 to 75 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the components (a) and (b). More preferably, it is 25 to 73 parts by weight, particularly preferably 30 to 70 parts by weight. If the amount used is less than 10 parts by weight, there is a tendency that the coating property or the film property in the case of a photosensitive element for a liquid crystal spacer described later tends to be reduced, and if it exceeds 80 parts by weight, the photocurability or heat resistance is lowered. Tend.
本発明における(b)少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物の使用量は、（a）及び（b)成分の総量１００重量部に対して、１０〜８０重量部とすることが好ましく、２０〜７５重量部とすることがより好ましく、２５〜７３重量部とすることが特に好ましく、３０〜７０重量部とすることが極めて好ましい。この使用量が１０重量部未満では、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向があり、８０重量部を超えると、塗膜性あるいは液晶スペーサー用感光性エレメントとした場合のフィルム性が低下する傾向がある。 The amount of the photopolymerizable unsaturated compound (b) having at least one ethylenically unsaturated group in the present invention is 10 to 80 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total amount of the components (a) and (b). Preferably, it is 20 to 75 parts by weight, more preferably 25 to 73 parts by weight, and particularly preferably 30 to 70 parts by weight. If the amount used is less than 10 parts by weight, the photocurability or heat resistance tends to decrease, and if it exceeds 80 parts by weight, the film properties when used as a photosensitive element for liquid crystal spacers or coating properties tend to decrease. There is.
本発明における(c)光重合開始剤の使用量は、（a）及び（b）成分の総量１００重量部に対して、０．０５〜２０重量部とすることが好ましく、０．１〜１５重量部とすることがより好ましく、０．１５〜１０重量部とすることが特に好ましい。この使用量が０．０５重量部未満では、光硬化が不十分となる傾向があり、２０重量部を超えると、後述する（II）感光性樹脂組成物層に活性光線を像的に照射する工程において、感光性樹脂組成物層の活性光線照射表面での活性光線の吸収が増大して、内部の光硬化が不十分となる傾向がある。 The amount of the (c) photopolymerization initiator used in the present invention is preferably 0.05 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the components (a) and (b). It is more preferable to set it as a weight part, and it is especially preferable to set it as 0.15-10 weight part. If the amount used is less than 0.05 parts by weight, the photocuring tends to be insufficient, and if it exceeds 20 parts by weight, the photosensitive resin composition layer (II) described later is irradiated with actinic rays imagewise. In the process, absorption of actinic rays on the actinic ray-irradiated surface of the photosensitive resin composition layer increases, and internal photocuring tends to be insufficient.
また、本発明の液晶スペーサー用感光性樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤などの密着性付与剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、重合禁止剤等を（a）、（b)成分の総量１００重量部に対して各々０．０１〜２０重量部程度含有することができる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。 In addition, the photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer of the present invention includes, if necessary, an adhesion imparting agent such as a silane coupling agent, a leveling agent, a plasticizer, a filler, an antifoaming agent, a flame retardant, and a stabilizer. In addition, an antioxidant, a fragrance, a thermal crosslinking agent, a polymerization inhibitor and the like can be contained in an amount of about 0.01 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the components (a) and (b). These are used alone or in combination of two or more.
本発明の液晶スペーサー用感光性エレメントは、支持体フィルム上に、前記感光性樹脂組成物の層を有してなる。
本発明の液晶スペーサー用感光性エレメントは、前記感光性樹脂組成物層を構成する各成分を溶媒に均一に溶解又は分散した溶液を、支持体フィルム上に塗布、乾燥し、液晶スペーサー用感光性樹脂組成物層を形成することにより得られる。
The photosensitive element for liquid crystal spacers of the present invention comprises a layer of the photosensitive resin composition on a support film.
The photosensitive element for a liquid crystal spacer of the present invention is a photosensitive element for a liquid crystal spacer, which is obtained by applying and drying a solution obtained by uniformly dissolving or dispersing each component constituting the photosensitive resin composition layer in a solvent on a support film. It is obtained by forming a resin composition layer.
本発明における支持体フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン等からなる厚さ５〜１００μｍ程度のフィルムが挙げられる。
本発明における感光性樹脂組成物層を前記支持体フィルムに形成する方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
As a support body film in this invention, the film about 5-100 micrometers in thickness which consists of a polyethylene terephthalate, a polycarbonate, polyethylene, a polypropylene, polyether sulfone etc. is mentioned, for example.
As a method for forming the photosensitive resin composition layer on the support film in the present invention, a known coating method can be used, for example, a doctor blade coating method, a wire bar coating method, a roll coating method, a screen coating method. , Spinner coating method, inkjet coating method, spray coating method, dip coating method, gravure coating method, curtain coating method, die coating method and the like.
本発明における感光性樹脂組成物層の厚さは、セグメント表示可能な液晶表示装置とした場合の電気的特性あるいは液晶の配向特性を考慮して、０．１〜２０μｍとすることが好ましく、０．３〜１５μｍとすることがより好ましく、０．５〜１０μｍとすることが特に好ましい。
また、本発明における感光性樹脂組成物層の粘度は、後述するロール状の液晶スペーサー用感光性エレメントとした場合に、感光性エレメントの端面から感光性樹脂組成物がしみ出すことを１カ月以上防止する点及び感光性エレメントを切断する際に、感光性樹脂組成物の破片が基板に付着して引き起こされる露光不良や現像残り等を防止する点から、３０℃において、１５〜１００ＭＰａ・ｓであることが好ましく、２０〜９０ＭＰａ・ｓであることがより好ましく、２５〜８０ＭＰａ・ｓであることが特に好ましい。
なお、粘度は、直径７ｍｍ、厚さ２ｍｍの該感光性樹脂組成物試料の厚さ方向に、３０℃及び８０℃で１．９６×１０−２Ｎの荷重を加えて厚さの変化速度を測定し、この変化速度からニュートン流体を仮定して粘度に換算した値である。
The thickness of the photosensitive resin composition layer in the present invention is preferably 0.1 to 20 μm in consideration of electrical characteristics or liquid crystal alignment characteristics when a liquid crystal display device capable of segment display is used. It is more preferable to set it as 3-15 micrometers, and it is especially preferable to set it as 0.5-10 micrometers.
The viscosity of the photosensitive resin composition layer in the present invention is such that the photosensitive resin composition oozes out from the end face of the photosensitive element when it is used as a roll-shaped photosensitive element for a liquid crystal spacer described later. From 30 points to 15 to 100 MPa · s at 30 ° C. from the point to prevent and the point of preventing exposure failure or development residue caused by the fragments of the photosensitive resin composition adhering to the substrate when cutting the photosensitive element. It is preferably 20 to 90 MPa · s, more preferably 25 to 80 MPa · s.
The viscosity is the rate of change of thickness by applying a load of 1.96 × 10 −2 N at 30 ° C. and 80 ° C. in the thickness direction of the photosensitive resin composition sample having a diameter of 7 mm and a thickness of 2 mm. It is a value measured and converted into viscosity from this rate of change, assuming Newtonian fluid.
本発明の液晶スペーサー用感光性エレメントは、感光性樹脂組成物層の上に、さらにカバーフィルムが積層されていてもよい。
カバーフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等からなる厚さ５〜１００μｍ程度のフィルムが挙げられる。
In the photosensitive element for liquid crystal spacer of the present invention, a cover film may be further laminated on the photosensitive resin composition layer.
Examples of the cover film include films having a thickness of about 5 to 100 μm made of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and the like.
このようにして得られる液晶スペーサー用感光性エレメントは、ロール状に巻いて保管し、あるいは使用できる。 The photosensitive element for a liquid crystal spacer thus obtained can be stored in a roll or stored.
以下、本発明の液晶スペーサー用感光性樹脂組成物あるいは液晶スペーサー用感光性エレメントを用いて、セグメント表示可能な液晶表示装置における液晶スペーサー製造方法の一例を説明する。 Hereinafter, an example of a method for producing a liquid crystal spacer in a liquid crystal display device capable of segment display using the photosensitive resin composition for liquid crystal spacer or the photosensitive element for liquid crystal spacer of the present invention will be described.
〔（I）基板上に、液晶スペーサー用感光性樹脂組成物の層を形成する工程〕
本発明で使用される基板は、特に制限はなく、例えば、セラミック板、プラスチック板、ガラス板等が挙げられる。この基板上には、絶縁層、ITO等の電極、TFT等が設けられていてもよい。
本発明において、基板上に、液晶スペーサー用感光性樹脂組成物の層を形成する方法としては、本発明の感光性樹脂組成物を構成する各成分を溶解又は分散可能な溶剤に、溶解又は混合させることにより、均一に分散した溶液とし、前記基板上に、塗布、乾燥する方法等が挙げられる。
本発明における塗布方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、前述の液晶スペーサー用感光性エレメントを製造する際に支持体フィルム上に前記感光性樹脂組成物層を塗布する方法を全て用いることができる。
乾燥温度は、６０〜１３０℃とすることが好ましく、乾燥時間は、１分〜１時間とすることが好ましい。
本発明における感光性樹脂組成物層の厚さは、液晶表示装置とした場合の電気的特性及び液晶の配向特性を考慮して、０．１〜２０μｍとすることが好ましく、０．３〜１５μｍとすることがより好ましく、０．５〜１０μｍとすることが特に好ましい。
[(I) Step of forming photosensitive resin composition layer for liquid crystal spacer on substrate]
There is no restriction | limiting in particular in the board | substrate used by this invention, For example, a ceramic plate, a plastic plate, a glass plate etc. are mentioned. On this substrate, an insulating layer, an electrode such as ITO, a TFT, or the like may be provided.
In the present invention, as a method of forming a photosensitive resin composition layer for a liquid crystal spacer on a substrate, each component constituting the photosensitive resin composition of the present invention is dissolved or mixed in a solvent capable of dissolving or dispersing. In this case, a uniformly dispersed solution is applied, and a method of coating and drying on the substrate is exemplified.
As a coating method in the present invention, a known coating method can be used, and all the methods for coating the photosensitive resin composition layer on the support film when the above-described photosensitive element for liquid crystal spacer is produced are used. be able to.
The drying temperature is preferably 60 to 130 ° C., and the drying time is preferably 1 minute to 1 hour.
In the present invention, the thickness of the photosensitive resin composition layer is preferably 0.1 to 20 μm, preferably 0.3 to 15 μm in consideration of electrical characteristics and liquid crystal alignment characteristics in a liquid crystal display device. More preferably, the thickness is more preferably 0.5 to 10 μm.
また、本発明において、基板上に液晶スペーサー用感光性樹脂組成物の層を形成するための他の方法としては、（Ｉ'）基板上に、感光性樹脂組成物の層が接するように前記液晶スペーサー用感光性エレメントを積層する工程等が挙げられる。 In the present invention, as another method for forming a photosensitive resin composition layer for a liquid crystal spacer on a substrate, (I ′) the photosensitive resin composition layer is in contact with the substrate. The process etc. which laminate | stack the photosensitive element for liquid crystal spacers are mentioned.
〔（I'）基板上に、感光性樹脂組成物の層が接するように前記液晶スペーサー用感光性エレメントを積層する工程〕
本発明において、基板上に、感光性樹脂組成物の層が接するように前記液晶スペーサー用感光性エレメントを積層する方法としては、感光性樹脂組成物層にカバーフィルムが接して存在しているときは、そのカバーフィルムを除去後、基板上に感光性樹脂組成物層が接するように、圧着ロールで圧着させること等により行うことができる。
[(I ′) Step of Laminating the Photosensitive Element for Liquid Crystal Spacer so that the Photosensitive Resin Composition Layer is in Contact with the Substrate]
In the present invention, as a method of laminating the photosensitive element for liquid crystal spacer so that the layer of the photosensitive resin composition is in contact with the substrate, the cover film is present in contact with the photosensitive resin composition layer. After removing the cover film, it can be performed by pressure bonding with a pressure-bonding roll so that the photosensitive resin composition layer is in contact with the substrate.
圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよく、加熱圧着する場合の加熱温度は、１０〜１８０℃とすることが好ましく、２０〜１６０℃とすることがより好ましく、３０〜１５０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１０℃未満では、感光性樹脂組成物層と基板との密着性が低下する傾向があり、１８０℃を超えると、感光性樹脂組成物層の構成成分が熱硬化あるいは熱分解する傾向がある。 The crimping roll may be provided with a heating means so that it can be thermocompression bonded. The heating temperature in the case of thermocompression bonding is preferably 10 to 180 ° C, more preferably 20 to 160 ° C. 30-150 ° C. is particularly preferable. If the heating temperature is less than 10 ° C., the adhesion between the photosensitive resin composition layer and the substrate tends to decrease. If the heating temperature exceeds 180 ° C., the constituent components of the photosensitive resin composition layer are thermoset or pyrolyzed. Tend to.
また、加熱圧着時の圧着圧力は、線圧で５０〜１×１０5Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．５×１０２〜５×１０４Ｎ／ｍとすることがより好ましく、５×１０２〜４×１０４Ｎ／ｍとすることが特に好ましい。この圧着圧力が、５０Ｎ／ｍ未満では、感光性樹脂組成物層と基板との密着性が低下する傾向があり、１×１０５Ｎ／ｍを超えると、基板が破壊される傾向がある。 Moreover, it is preferable to set it as 50-1 * 10 < 5 > N / m by linear pressure at the time of thermocompression bonding, and it is more preferable to set it as 2.5 * 10 < 2 > -5 * 10 < 4 > N / m. It is especially preferable to set it as * 10 < 2 > -4 * 10 < 4 > N / m. When this pressure bonding pressure is less than 50 N / m, the adhesion between the photosensitive resin composition layer and the substrate tends to decrease, and when it exceeds 1 × 10 5 N / m, the substrate tends to be destroyed.
液晶スペーサー用感光性エレメントを前記のように加熱すれば、基板を予熱処理することは必要ではないが、感光性樹脂組成物層と基板との密着性をさらに向上させる点から、基板を予熱処理することが好ましい。この時の予熱温度は、３０〜１８０℃とすることが好ましい。
このようにして、本発明の液晶スペーサー用感光性エレメントの感光性樹脂組成物層を基板上に積層することができる。
If the photosensitive element for the liquid crystal spacer is heated as described above, it is not necessary to preheat the substrate, but the substrate is preheated from the viewpoint of further improving the adhesion between the photosensitive resin composition layer and the substrate. It is preferable to do. The preheating temperature at this time is preferably 30 to 180 ° C.
Thus, the photosensitive resin composition layer of the photosensitive element for liquid crystal spacer of the present invention can be laminated on the substrate.
〔（II）感光性樹脂組成物層に活性光線を像的に照射する工程〕
本発明において、感光性樹脂組成物層に活性光線を像的に照射する方法としては、基板上に積層された前記感光性樹脂組成物層にフォトマスクを介して、公知の活性光線を照射する方法等が挙げられる。この時、前記感光性樹脂組成物層上の支持体フィルムを除去した後に、活性光線を像的に照射することもできるが、前記支持体フィルムが存在する場合には、この支持体フィルムも介して活性光線が照射されることとなる。
また、本発明における活性光線としては、公知の活性光源が使用でき、例えば、カーボンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等が挙げられ、紫外線を有効に放射するものであれば特に制限されない。
[(II) Step of imagewise irradiating the photosensitive resin composition layer with actinic rays]
In the present invention, as a method of imagewise irradiating the photosensitive resin composition layer with active light, the photosensitive resin composition layer laminated on the substrate is irradiated with known active light through a photomask. Methods and the like. At this time, after removing the support film on the photosensitive resin composition layer, actinic rays can be irradiated imagewise, but when the support film is present, the support film is also interposed. Thus, actinic rays are irradiated.
In addition, as the actinic ray in the present invention, a known actinic light source can be used, and examples thereof include a carbon arc lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, and the like. Not.
〔（III）現像により感光性樹脂組成物層を選択的に除去してパターンを形成する工程〕
本発明における現像方法としては、アルカリ水溶液、水系現像液、有機溶剤等の公知の現像液を用いて、スプレー、シャワー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像を行い、不要部を除去する方法等が挙げられ、中でも、環境、安全性の観点からアルカリ水溶液を用いることが好ましいものとして挙げられる。
[(III) Step of selectively removing the photosensitive resin composition layer by development to form a pattern]
As a developing method in the present invention, development is performed by a known method such as spraying, showering, rocking dipping, brushing, scraping, etc., using a known developing solution such as an alkaline aqueous solution, aqueous developer, organic solvent, etc. In particular, it is preferable to use an alkaline aqueous solution from the viewpoint of environment and safety.
アルカリ水溶液の塩基としては、水酸化アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等）、炭酸アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの炭酸塩若しくは重炭酸塩等）、アルカリ金属リン酸塩（リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等）、アルカリ金属ピロリン酸塩（ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等）、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミンなどが挙げられ、中でも、水酸化テトラメチルアンモニウム等が好ましいものとして挙げられる。
現像温度及び時間は、本発明における感光性樹脂組成物層の現像性に合わせて調整することができる。
また、アルカリ水溶液中には、界面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させることができる。
また、現像後、光硬化後の感光性樹脂組成物層に残存したアルカリ水溶液の塩基を、有機酸、無機酸又はこれらの酸水溶液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知方法により酸処理（中和処理）することができる。
さらに、酸処理（中和処理）の後、水洗する工程を行うこともできる。
Examples of the base of the alkaline aqueous solution include alkali hydroxide (lithium, sodium or potassium hydroxide, etc.), alkali carbonate (lithium, sodium or potassium carbonate or bicarbonate, etc.), alkali metal phosphate (potassium phosphate, etc.) , Sodium phosphate, etc.), alkali metal pyrophosphates (sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, etc.), tetramethylammonium hydroxide, triethanolamine, etc. Among them, tetramethylammonium hydroxide, etc. are preferred. It is done.
The development temperature and time can be adjusted according to the developability of the photosensitive resin composition layer in the present invention.
Further, a surfactant, an antifoaming agent, a small amount of an organic solvent for accelerating development, and the like can be mixed in the alkaline aqueous solution.
Further, the base of the alkaline aqueous solution remaining in the photosensitive resin composition layer after development and photocuring can be sprayed, rocking dipped, brushed, scraped, etc. using an organic acid, an inorganic acid or an aqueous acid thereof. Acid treatment (neutralization treatment) can be performed by a known method.
Furthermore, the water washing process can also be performed after an acid treatment (neutralization treatment).
〔（IV）パターンを形成した感光性樹脂組成物層を加熱する工程〕
本発明において、パターンを形成した感光性樹脂組成物層を加熱する方法としては、熱風放射、赤外線照射加熱等の公知の方法が挙げられ、基板上にパターンが形成された感光性樹脂組成物層が有効に加熱される方法であれば特に制限されない。
加熱時の温度は、１４０〜３００℃とすることが好ましく、１５０〜２９０℃とすることがより好ましく、１６０〜２８０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１４０℃未満では、熱硬化の効果が不十分となる傾向があり、３００℃を超えると、感光性樹脂組成物層の構成成分が熱分解する傾向がある。
[(IV) Step of heating the photosensitive resin composition layer on which the pattern is formed]
In the present invention, the method for heating the photosensitive resin composition layer on which the pattern is formed includes known methods such as hot air radiation and infrared irradiation heating, and the photosensitive resin composition layer on which the pattern is formed on the substrate. If it is the method of heating effectively, it will not restrict | limit in particular.
The temperature during heating is preferably 140 to 300 ° C, more preferably 150 to 290 ° C, and particularly preferably 160 to 280 ° C. If the heating temperature is less than 140 ° C, the thermosetting effect tends to be insufficient, and if it exceeds 300 ° C, the constituent components of the photosensitive resin composition layer tend to thermally decompose.
また本発明において、パターンを形成した感光性樹脂組成物層の基板密着性を向上させること、耐薬品性を向上させること等を目的に、前述の（III）工程後、パターンを形成した感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する工程を行うことができる。
本発明において、パターンを形成した感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する方法としては、基板上にパターンが形成された感光性樹脂組成物層に公知の活性光線が有効に照射される方法であれば特に制限されない。
また、本発明における活性光線としては、前述の（II）工程で使用できる公知の活性光源が挙げられ、紫外線等を有効に放射するものであれば特に制限されない。
この時の、活性光線の照射量は、通常、１×１０２〜１×１０５J／ｍ２であり、照射の際に、加熱を伴うこともできる。この活性光線照射量が、１×１０２J／ｍ２未満では、光硬化の効果が不十分となる傾向があり、１×１０５J／ｍ２を超えると、感光性樹脂組成物層が変色する傾向がある。
以上に挙げた方法により、セグメント表示可能な液晶表示装置に好適な液晶スペーサーを形成することができる。
本発明の液晶スペーサー用感光性樹脂組成物及び液晶スペーサー用感光性エレメントは、セグメント表示可能な液晶表示装置の用途に限定されるものではなく、例えば、マトリックス表示可能な液晶表示装置の柱状感光性スペーサー等の用途にも好適に使用することができる。
Further, in the present invention, for the purpose of improving the substrate adhesion of the photosensitive resin composition layer on which the pattern is formed and improving the chemical resistance, the photosensitive property on which the pattern is formed after the above-mentioned step (III). A step of irradiating the resin composition layer with actinic rays can be performed.
In the present invention, as a method of irradiating a photosensitive resin composition layer having a pattern formed thereon with an actinic ray, a method in which a known actinic ray is effectively irradiated to a photosensitive resin composition layer having a pattern formed on a substrate. If it is, it will not be restrict | limited in particular.
In addition, the actinic ray in the present invention includes a known actinic light source that can be used in the above-mentioned step (II), and is not particularly limited as long as it effectively emits ultraviolet rays or the like.
The irradiation amount of actinic rays at this time is usually 1 × 10 2 to 1 × 10 5 J / m 2 , and heating can be accompanied during irradiation. If the amount of active light irradiation is less than 1 × 10 2 J / m 2 , the effect of photocuring tends to be insufficient, and if it exceeds 1 × 10 5 J / m 2 , the photosensitive resin composition layer is There is a tendency to discolor.
By the method described above, a liquid crystal spacer suitable for a liquid crystal display device capable of segment display can be formed.
The photosensitive resin composition for a liquid crystal spacer and the photosensitive element for a liquid crystal spacer of the present invention are not limited to the use of a liquid crystal display device capable of segment display, for example, columnar photosensitivity of a liquid crystal display device capable of matrix display. It can also be suitably used for applications such as spacers.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
（製造例１）
〔バインダポリマー溶液（ｂ−１）の作製〕
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表１に示す（１）を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表１に示す（２）を４時間かけて均一に滴下した。
（２）の滴下後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続け、重量平均分子量が約３０，０００のバインダポリマーの溶液（固形分３５重量％）（ｂ−１）を得た。
(Production Example 1)
[Preparation of Binder Polymer Solution (b-1)]
A flask equipped with a stirrer, reflux condenser, inert gas inlet and thermometer was charged with (1) shown in Table 1, heated to 80 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and the reaction temperature was 80 ° C. ± 2 While maintaining the temperature, (2) shown in Table 1 was added dropwise uniformly over 4 hours.
After dropwise addition of (2), stirring was continued at 80 ° C. ± 2 ° C. for 6 hours to obtain a binder polymer solution (solid content 35% by weight) (b-1) having a weight average molecular weight of about 30,000.
（製造例２）
〔バインダポリマー溶液（ｂ−２）の作製〕
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表２に示す（１）を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表２に示す（２）を４時間かけて均一に滴下した。
(Production Example 2)
[Preparation of binder polymer solution (b-2)]
A flask equipped with a stirrer, reflux condenser, inert gas inlet and thermometer was charged with (1) shown in Table 2, heated to 80 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and the reaction temperature was 80 ° C. ± 2 While maintaining the temperature, (2) shown in Table 2 was uniformly added dropwise over 4 hours.
（２）の滴下後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続け、重量平均分子量が約３０，０００のバインダポリマーの溶液（固形分３５重量％）（ｂ−２）を得た。 After the dropwise addition of (2), stirring was continued at 80 ° C. ± 2 ° C. for 6 hours to obtain a binder polymer solution (solid content 35% by weight) (b-2) having a weight average molecular weight of about 30,000.
（実施例１）
〔液晶スペーサー用感光性樹脂組成物溶液（Ｖ-１）の作製〕
表３に示す材料を、攪拌機を用いて１５分間混合し、液晶スペーサー用感光性樹脂組成物溶液（Ｖ-１）を作製した。
Example 1
[Preparation of photosensitive resin composition solution for liquid crystal spacer (V-1)]
The materials shown in Table 3 were mixed for 15 minutes using a stirrer to prepare a photosensitive resin composition solution (V-1) for liquid crystal spacers.
〔液晶スペーサー用感光性樹脂組成物の可視光透過率の測定〕
得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ-１）を厚さ１ｍｍのガラス基板上に塗布し、スピンコーターを使用して、１５００回転/分で回転塗布して、ホットプレート上で９０℃、５分間乾燥して、溶剤を除去し、膜厚４μｍの感光性樹脂組成物層を形成した。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層に、平行光線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ１２０１）を使用して、感光性樹脂組成物層側上方より露光量５×１０２Ｊ／ｍ２で（ｉ線(波長365ｎｍ)における測定値）、紫外線を照射した後、２３０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で加熱し、感光性樹脂組成物層厚３．２μｍの透過率測定用試料を得た。
次いで、得られた試料を日立計測器サービス株式会社製、紫外可視分光光度計（Ｕ−３３１０）を使用して、測定波長域４００〜７００ｎｍで可視光線透過率を測定した。
得られた感光性樹脂組成物層の波長４００ｎｍにおける透過率は９４％であり、良好な透過率を確保できていた。
[Measurement of visible light transmittance of photosensitive resin composition for liquid crystal spacer]
The obtained photosensitive resin composition solution (V-1) was applied onto a glass substrate having a thickness of 1 mm, spin-coated at 1500 rpm using a spin coater, and heated at 90 ° C. on a hot plate. The solvent was removed by drying for 5 minutes to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 4 μm.
Next, the obtained photosensitive resin composition layer was exposed to 5 × 10 2 J / m 2 from above the photosensitive resin composition layer using a parallel light exposure machine (EXM1201 manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). (Measured value at i-line (wavelength 365 nm)), after irradiation with ultraviolet rays, heated at 230 ° C. for 30 minutes with a box-type dryer to prepare a sample for measuring transmittance with a photosensitive resin composition layer thickness of 3.2 μm. Obtained.
Next, the visible light transmittance of the obtained sample was measured in a measurement wavelength range of 400 to 700 nm using an ultraviolet-visible spectrophotometer (U-3310) manufactured by Hitachi Instrument Service Co., Ltd.
The transmittance of the obtained photosensitive resin composition layer at a wavelength of 400 nm was 94%, and good transmittance was secured.
〔セグメント表示可能な液晶表示装置における液晶スペーサーの製造〕
得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ-１）を厚さ１ｍｍのガラス基板上に塗布し、スピンコーターを使用して、１４００回転/分で回転塗布して、ホットプレート上で９０℃、５分間乾燥して、溶剤を除去し、膜厚４．５μｍの感光性樹脂組成物層を形成した。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層に、活性光線透過部と活性光線遮光部の境界線が不規則的な曲線でパターニングされ、かつ、セグメント表示可能な液晶表示装置において、常時可視光線を透過させる部分が活性光線透過部となるフォトマスクを用い、平行光線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ１２０１）を使用して、フォトマスクと感光性樹脂組成物層表面との間に１５０μｍのギャップを設けて、フォトマスク面垂直上方より露光量５×１０２Ｊ／ｍ２で（ｉ線(波長365ｎｍ)における測定値）、紫外線を像的に照射した。
次いで、０．５重量％の界面活性剤が含有した０．５重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、３０℃で４０秒間スプレー現像して、感光性樹脂組成物層を選択的に除去して液晶スペーサーのパターンを形成した。
得られた液晶スペーサーのパターンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、光硬化した感光性樹脂組成物からなる液晶スペーサーのパターンは基板から剥がれることなく、最小線幅で２５μｍのパターンが良好に形成されていた。
次いで、２３０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で加熱し、同様に液晶スペーサーのパターンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、厚さ３．２μｍパターンの形状は良好に保持されていた。
[Manufacture of liquid crystal spacers in liquid crystal display devices capable of segment display]
The obtained photosensitive resin composition solution (V-1) was applied onto a glass substrate having a thickness of 1 mm, spin-coated at 1400 rpm using a spin coater, and heated at 90 ° C. on a hot plate. The solvent was removed by drying for 5 minutes to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 4.5 μm.
Next, in the obtained photosensitive resin composition layer, a boundary line between the actinic ray transmitting portion and the actinic ray shielding portion is patterned with an irregular curve, and in a liquid crystal display device capable of segment display, visible light is always emitted. Using a photomask in which the part to be transmitted becomes an actinic ray transmitting part and using a parallel light exposure machine (EXM1201 manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.), a gap of 150 μm between the photomask and the photosensitive resin composition layer surface And was irradiated with ultraviolet rays imagewise at an exposure amount of 5 × 10 2 J / m 2 (measured value at i-line (wavelength 365 nm)) from vertically above the photomask surface.
Next, the photosensitive resin composition layer is selectively removed by spray development at 30 ° C. for 40 seconds using a 0.5 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution containing 0.5 wt% of a surfactant. Thus, a liquid crystal spacer pattern was formed.
When the pattern of the obtained liquid crystal spacer was observed with a scanning electron microscope, the pattern of the liquid crystal spacer made of the photocured photosensitive resin composition was satisfactorily formed with a minimum line width of 25 μm without peeling off from the substrate. It was.
Subsequently, heating was performed with a box-type dryer at 230 ° C. for 30 minutes. Similarly, when the pattern of the liquid crystal spacer was observed with a scanning electron microscope, the shape of the 3.2 μm-thick pattern was well maintained.
（実施例２）
〔液晶スペーサー用感光性エレメント（ｉ）の作製〕
支持体フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、実施例１で得られた液晶スペーサー用感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を支持体フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３分間乾燥して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成した。得られた感光性樹脂組成物層の厚さは４μｍであった。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層の上に、さらに、２５μｍの厚さのポリエチレンフィルムを、カバーフィルムとして張り合わせて、液晶スペーサー用感光性エレメント（ｉ）を作製した。
(Example 2)
[Production of photosensitive element (i) for liquid crystal spacer]
A polyethylene terephthalate film was used as the support film, and the photosensitive resin composition solution for liquid crystal spacer (V-1) obtained in Example 1 was uniformly applied on the support film using a comma coater, and 100 ° C. The solvent was removed by drying with a hot air convection dryer for 3 minutes to form a photosensitive resin composition layer. The thickness of the obtained photosensitive resin composition layer was 4 μm.
Next, a polyethylene film having a thickness of 25 μm was further laminated as a cover film on the obtained photosensitive resin composition layer to produce a photosensitive element (i) for liquid crystal spacers.
〔液晶スペーサー用感光性樹脂組成物の可視光透過率の測定〕
得られた液晶スペーサー用感光性エレメント（ｉ）のポリエチレンフィルムをはがしながら、厚さ１ｍｍのガラス基板上に、感光性樹脂組成物層が接するようにラミネータ（日立化成工業株式会社製、商品名ＨＬＭ−１５００型）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度１ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが１ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたため、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートして、ガラス基板上に、感光性樹脂組成物層及び支持体フィルムが積層された基板を作製した。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層に、平行光線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ１２０１）を使用して、感光性樹脂組成物層側上方より露光量５×１０２Ｊ／ｍ２で（ｉ線(波長365ｎｍ)における測定値）、紫外線を照射した後、支持体フィルムを除去し、２３０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で加熱し、感光性樹脂組成物層厚３．２μｍの透過率測定用試料を得た。
次いで、得られた試料を日立計測器サービス株式会社製、紫外可視分光光度計（Ｕ−３３１０）を使用して、測定波長域４００〜７００ｎｍで可視光線透過率を測定した。
得られた感光性樹脂組成物層の波長４００ｎｍにおける透過率は９４％であり、良好な透過率を確保できていた。
[Measurement of visible light transmittance of photosensitive resin composition for liquid crystal spacer]
Laminator (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name HLM) so that the photosensitive resin composition layer is in contact with a 1 mm thick glass substrate while peeling the polyethylene film of the photosensitive element (i) for the liquid crystal spacer obtained. -1500 type), a roll temperature of 120 ° C., a substrate feed rate of 1 m / min, and a pressure bonding pressure (cylinder pressure) of 4 × 10 5 Pa (thickness of 1 mm, length of 10 cm × width of 10 cm). Was laminated under the condition of 9.8 × 10 3 N / m) to prepare a substrate in which a photosensitive resin composition layer and a support film were laminated on a glass substrate.
Next, the obtained photosensitive resin composition layer was exposed to 5 × 10 2 J / m 2 from above the photosensitive resin composition layer using a parallel light exposure machine (EXM1201 manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). (Measured value at i-line (wavelength 365 nm)), after irradiating with ultraviolet rays, the support film was removed and heated at 230 ° C. for 30 minutes with a box-type dryer, and the photosensitive resin composition layer thickness 3.2 μm A sample for measuring transmittance was obtained.
Next, the visible light transmittance of the obtained sample was measured in a measurement wavelength range of 400 to 700 nm using an ultraviolet-visible spectrophotometer (U-3310) manufactured by Hitachi Instrument Service Co., Ltd.
The transmittance of the obtained photosensitive resin composition layer at a wavelength of 400 nm was 94%, and good transmittance was secured.
〔セグメント表示可能な液晶表示装置における液晶スペーサーの製造〕
得られた液晶スペーサー用感光性エレメント（ｉ）のポリエチレンフィルムをはがしながら、セグメント表示するための透明電極が形成された厚さ１ｍｍのガラス基板上に、感光性樹脂組成物層が接するようにラミネータ（日立化成工業株式会社製、商品名ＨＬＭ−１５００型）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度１ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが１ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたため、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートして、ガラス基板上に、感光性樹脂組成物層及び支持体フィルムが積層された基板を作製した。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層に、活性光線透過部と活性光線遮光部の境界線が不規則的な曲線でパターニングされ、かつセグメント表示可能な液晶表示装置において、常時可視光線を透過させる部分が活性光線透過部となるフォトマスクを用い、平行光線露光機（株式会社オーク製作所製、ＥＸＭ１２０１）を使用して、フォトマスクと感光性樹脂組成物層表面との間に１５０μｍのギャップを設けて、フォトマスク面垂直上方より露光量５×１０２Ｊ／ｍ２で（ｉ線(波長365ｎｍ)における測定値）、紫外線を像的に照射した。
次いで、感光性樹脂組成物層上に積層されている支持体フィルムを除去し、０．５重量％の界面活性剤が含有した０．５重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、３０℃で４０秒間スプレー現像して、感光性樹脂組成物層を選択的に除去して液晶スペーサーのパターンを形成した。
得られた液晶スペーサーのパターンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、光硬化した感光性樹脂組成物からなる液晶スペーサーのパターンは基板から剥がれることなく、最小線幅で２５μｍのパターンが良好に形成されていた。
次いで、２３０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で加熱し、同様に液晶スペーサーのパターンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、厚さ３．２μｍパターンの形状は良好に保持されていた。
[Manufacture of liquid crystal spacers in liquid crystal display devices capable of segment display]
While laminating the polyethylene film of the obtained photosensitive element for liquid crystal spacer (i), a laminator is provided so that the photosensitive resin composition layer is in contact with a 1 mm thick glass substrate on which transparent electrodes for segment display are formed. (Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name HLM-1500 type), roll temperature 120 ° C., substrate feed rate 1 m / min, pressure bonding pressure (cylinder pressure) 4 × 10 5 Pa (thickness 1 mm, length 10 cm) × Since a 10 cm wide substrate was used, the linear pressure at this time was laminated under the condition of 9.8 × 10 3 N / m), and the photosensitive resin composition layer and the support film were laminated on the glass substrate. A substrate was prepared.
Next, in the obtained photosensitive resin composition layer, the boundary line between the actinic ray transmitting portion and the actinic ray shielding portion is patterned with an irregular curve, and in a liquid crystal display device capable of segment display, it always transmits visible light. Using a photomask in which the portion to be actinic ray transmitting part is used, and using a parallel light exposure machine (EXM1201 manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.), a gap of 150 μm is formed between the photomask and the photosensitive resin composition layer surface. And an ultraviolet ray was imagewise irradiated from above the photomask surface vertically with an exposure amount of 5 × 10 2 J / m 2 (measured value at i-line (wavelength 365 nm)).
Subsequently, the support film laminated | stacked on the photosensitive resin composition layer is removed, 30 degreeC was used using 0.5 weight% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution which 0.5 weight% surfactant contained. For 40 seconds, the photosensitive resin composition layer was selectively removed to form a liquid crystal spacer pattern.
When the pattern of the obtained liquid crystal spacer was observed with a scanning electron microscope, the pattern of the liquid crystal spacer made of the photocured photosensitive resin composition was satisfactorily formed with a minimum line width of 25 μm without peeling off from the substrate. It was.
Subsequently, heating was performed with a box-type dryer at 230 ° C. for 30 minutes. Similarly, when the pattern of the liquid crystal spacer was observed with a scanning electron microscope, the shape of the 3.2 μm-thick pattern was well maintained.
（実施例３）
〔液晶スペーサー用感光性樹脂組成物溶液（Ｖ-２）の作製〕
表４に示す材料を、攪拌機を用いて１５分間混合し、液晶スペーサー用感光性樹脂組成物溶液（Ｖ-２）を作製した。
(Example 3)
[Preparation of photosensitive resin composition solution for liquid crystal spacer (V-2)]
The materials shown in Table 4 were mixed using a stirrer for 15 minutes to prepare a photosensitive resin composition solution (V-2) for liquid crystal spacers.
〔液晶スペーサー用感光性エレメント（ii）の作製〕
支持体フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、得られた液晶スペーサー用感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−２）を支持体フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３分間乾燥して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成した。得られた感光性樹脂組成物層の厚さは４μｍであった。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層の上に、さらに、２５μｍの厚さのポリエチレンフィルムを、カバーフィルムとして張り合わせて、液晶スペーサー用感光性エレメント（ii）を作製した。
[Production of photosensitive element (ii) for liquid crystal spacer]
A polyethylene terephthalate film is used as the support film, and the obtained photosensitive resin composition solution (V-2) for liquid crystal spacers is uniformly applied onto the support film using a comma coater, and a hot air convection type at 100 ° C. The solvent was removed by drying with a dryer for 3 minutes to form a photosensitive resin composition layer. The thickness of the obtained photosensitive resin composition layer was 4 μm.
Next, a polyethylene film having a thickness of 25 μm was further laminated as a cover film on the obtained photosensitive resin composition layer to produce a photosensitive element (ii) for liquid crystal spacers.
〔液晶スペーサー用感光性樹脂組成物の可視光透過率の測定〕
実施例２における液晶スペーサー用感光性エレメント（ｉ）をここで得られた液晶スペーサー用感光性エレメント（ii）に代えた以外は、実施例２と同様にして、感光性樹脂組成物層厚３．２μｍの透過率測定用試料を得た。
次いで、実施例２と同様にして、測定波長域４００〜７００ｎｍで可視光線透過率を測定した。
得られた感光性樹脂組成物層の波長４００ｎｍにおける透過率は９２％であり、良好な透過率を確保できていた。
[Measurement of visible light transmittance of photosensitive resin composition for liquid crystal spacer]
Photosensitive resin composition layer thickness 3 in the same manner as in Example 2 except that the photosensitive element for liquid crystal spacer (i) in Example 2 was replaced with the photosensitive element for liquid crystal spacer (ii) obtained here. A sample for measuring transmittance of 2 μm was obtained.
Subsequently, the visible light transmittance was measured in the measurement wavelength range of 400 to 700 nm in the same manner as in Example 2.
The transmittance of the obtained photosensitive resin composition layer at a wavelength of 400 nm was 92%, and good transmittance was secured.
〔セグメント表示可能な液晶表示装置における液晶スペーサーの製造〕
実施例２における液晶スペーサー用感光性エレメント（ｉ）をここで得られた液晶スペーサー用感光性エレメント（ii）に代えた以外は、実施例２と同様にして、液晶スペーサーのパターンを形成した。
得られた液晶スペーサーのパターンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、光硬化した感光性樹脂組成物からなる液晶スペーサーのパターンは基板から剥がれることなく、最小線幅で２５μｍのパターンが良好に形成されていた。
次いで、２３０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で加熱し、同様に液晶スペーサーのパターンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、厚さ３．２μｍパターンの形状は良好に保持されていた。
[Manufacture of liquid crystal spacers in segment displayable liquid crystal display devices]
A liquid crystal spacer pattern was formed in the same manner as in Example 2 except that the photosensitive element for liquid crystal spacer (i) in Example 2 was replaced with the photosensitive element for liquid crystal spacer (ii) obtained here.
When the pattern of the obtained liquid crystal spacer was observed with a scanning electron microscope, the pattern of the liquid crystal spacer made of the photocured photosensitive resin composition was satisfactorily formed with a minimum line width of 25 μm without peeling off from the substrate. It was.
Subsequently, heating was performed with a box-type dryer at 230 ° C. for 30 minutes. Similarly, when the pattern of the liquid crystal spacer was observed with a scanning electron microscope, the shape of the 3.2 μm-thick pattern was well maintained.
（実施例４）
実施例２で得られた液晶スペーサー形成基板に液晶配向剤をスピンコート法により塗布し、１８０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で乾燥して乾燥膜厚０．０５μｍの塗膜を形成した。
次いで、ナイロン製の布を巻きつけたロールを有するラビングマシンを用いて配向膜のラビング処理を行なった。
得られた基板の外縁に、ガラスファイバー入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷塗布した後、液晶スペーサーが形成されておらずラビング処理された配向膜を有する対向板を液晶配向膜面が相対するように、またラビング方向が直行するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させた。
次いで、液晶注入口より一対の基板間に、ネマティック型液晶を充填した後、エポキシ樹脂接着剤で液晶注入口を封止し、基板の外側両面に偏向方向が各基板の液晶配向膜のラビング方向と一致するように偏光板を張り合わせ、液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置に電圧を印加し、セグメント表示して表示品質を評価したところ、常時可視光線を透過させる液晶スペーサー部分と液晶層部分とのコントラストは高く、画面に表示ムラが認められず良好な表示品質であった。
Example 4
A liquid crystal aligning agent was applied to the liquid crystal spacer forming substrate obtained in Example 2 by a spin coat method, and dried at 180 ° C. for 30 minutes with a box-type dryer to form a coating film having a dry film thickness of 0.05 μm.
Subsequently, the alignment film was rubbed using a rubbing machine having a roll around which a nylon cloth was wound.
After screen printing application of an epoxy resin adhesive containing glass fiber to the outer edge of the obtained substrate, the liquid crystal alignment film surface is opposed to the counter plate having an alignment film that is rubbed without a liquid crystal spacer formed. In addition, the adhesive was cured by overlapping and pressing so that the rubbing direction was perpendicular.
Next, after filling a nematic liquid crystal between a pair of substrates from the liquid crystal injection port, the liquid crystal injection port is sealed with an epoxy resin adhesive, and the deflection direction is on the both sides of the substrate on the rubbing direction of the liquid crystal alignment film of each substrate A polarizing plate was attached so as to coincide with the above, and a liquid crystal display device was produced.
When voltage was applied to the obtained liquid crystal display device and segment display was performed to evaluate display quality, the contrast between the liquid crystal spacer portion and the liquid crystal layer portion that constantly transmit visible light was high, and display unevenness was not observed on the screen. The display quality was good.
（比較例１）
セグメント表示するための透明電極が形成された厚さ１ｍｍのガラス基板に液晶配向剤をスピンコート法により塗布し、１８０℃で３０分間、ボックス型乾燥機で乾燥して乾燥膜厚０．０５μｍの塗膜を形成した。
次いで、ナイロン製の布を巻きつけたロールを有するラビングマシンを用いて配向膜のラビング処理を行なった。
次いで、得られた基板上にスペーサーとして粒径５μｍのミクロパールＳＰ−２０５（積水ファインケミカル株式会社製）を散布し、基板の外縁に、ガラスファイバー入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷塗布した後、液晶スペーサーが形成されておらずラビング処理された配向膜を有する対向板を液晶配向膜面が相対するように、またラビング方向が直行するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させた。
次いで、液晶注入口より一対の基板間に、ネマティック型液晶を充填した後、エポキシ樹脂接着剤で液晶注入口を封止し、基板の外側両面に偏向方向が各基板の液晶配向膜のラビング方向と一致するように偏光板を張り合わせ、液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置に電圧を印加し、セグメント表示して表示品質を評価したところ、実施例４と比較して画像のコントラストは低下しており、表示品質が劣るものであった。
(Comparative Example 1)
A liquid crystal aligning agent was applied to a glass substrate having a thickness of 1 mm on which transparent electrodes for segment display were formed by spin coating, and dried at 180 ° C. for 30 minutes with a box-type drier to have a dry film thickness of 0.05 μm. A coating film was formed.
Subsequently, the alignment film was rubbed using a rubbing machine having a roll around which a nylon cloth was wound.
Next, micropearl SP-205 (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) having a particle size of 5 μm was sprayed on the obtained substrate as a spacer, and an epoxy resin adhesive containing glass fiber was screen printed on the outer edge of the substrate, and then liquid crystal A counter plate having an alignment film on which a spacer was not formed and was rubbed was overlapped and pressure-bonded so that the liquid crystal alignment film faces each other and the rubbing direction was orthogonal, and the adhesive was cured.
Next, after filling a nematic liquid crystal between a pair of substrates from the liquid crystal injection port, the liquid crystal injection port is sealed with an epoxy resin adhesive, and the deflection direction is on the both sides of the substrate on the rubbing direction of the liquid crystal alignment film of each substrate A polarizing plate was attached so as to coincide with the above, and a liquid crystal display device was produced.
When voltage was applied to the obtained liquid crystal display device and segment display was performed to evaluate the display quality, the image contrast was lower than that in Example 4, and the display quality was inferior.
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