JPH11174464A - 樹脂スペーサー形成用感光性フィルム - Google Patents
樹脂スペーサー形成用感光性フィルムInfo
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- JPH11174464A JPH11174464A JP9343303A JP34330397A JPH11174464A JP H11174464 A JPH11174464 A JP H11174464A JP 9343303 A JP9343303 A JP 9343303A JP 34330397 A JP34330397 A JP 34330397A JP H11174464 A JPH11174464 A JP H11174464A
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Abstract
膜厚ばらつきによる表示むらがなく、更に、機械的強度
が強い樹脂スペーサー形成用感光性フィルムを提供す
る。 【解決手段】 (a)支持体フィルムと(b)膜厚が1
〜10μmである感光性樹脂層とからなる液晶ディスプ
レー用の樹脂スペーサーの形成に用いられる樹脂スペー
サー形成用感光性フィルムにおいて(b)の感光性樹脂
層を(A)カルボキシル基及び不飽和二重結合を有し、
不飽和二重結合濃度が4〜10mol%の分子量20,
000〜300,000の有機高分子化合物、(B)少
なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する光重合性化
合物、(C)光重合開始剤及び(D)必要に応じて染料
又は顔料を含有しアルカリ水溶液で現像可能なものとす
る。
Description
の液晶を挟持する基板間隔を保持する樹脂スペーサーの
形成に用いられる樹脂スペーサー形成用感光性フィルム
に関する。
ーターなど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3〜
10μm程度の間隔を設けて、その間に液晶物質を封入
し、電極間に印加した電圧により液晶物質を配向しその
濃淡により表示する仕組になっている。
層の厚さに差が発生し、色むらやコントラスト異常にな
る。したがって、前記基板の間隔を正確に保持するた
め、スペーサーと称される3〜10μmのガラス又は合
成樹脂からなるビーズ粒子を散布させている。
は、かなり困難で、色むらのない表示装置を得る歩留ま
りの低下を招いている。そこで特開平4−223443
号公報等に示されるように分散、投入にさまざまな工夫
がなされている。これらの根本的な解決法として、カラ
ーフィルターの着色パターンの間にブラックマトリック
スを厚くし、スペーサーとする方法(特開昭63−23
7032号公報、特開平3−184022号公報、特開
平4−122914号公報等)が提案されているが、ブ
ラックマトリックスを塗布により形成するため、厚さ制
御が困難となっている。また、着色パターンを重ねるこ
とにより、厚さを確保しスペーサーとすることも考えら
れている(特開昭63−82405号公報)が、やはり
塗布により行われるため、膜厚管理が困難である。
ックマトリックス上にも着色パターンを塗布法により形
成しスペーサーとすることも提案されている(特開昭6
3−237032号公報)が、前述と同様に均一な膜厚
を得ることが困難である。
98号公報に記載される内容の樹脂ではブラックマトリ
ックス及び着色パターン樹脂は機械的強度が不足してい
るため、液晶封入後に十分な強度がないことが問題にな
っている。
来技術の問題を解消し、膜厚の均一なスペーサーを容易
に形成でき、膜厚ばらつきによる表示むらがなく、更
に、機械的強度が強い樹脂スペーサー形成用感光性フィ
ルムを提供することを目的とする。
(a)支持体フィルムと(b)膜厚が1〜10μmであ
る感光性樹脂層とからなる液晶ディスプレー用の樹脂ス
ペーサーの形成に用いられる樹脂スペーサー形成用感光
性フィルムにおいて、(b)の感光性樹脂層が、(A)
カルボキシル基及び不飽和二重結合を有し、不飽和二重
結合濃度が4〜10mol%の分子量20,000〜3
00,000の有機高分子化合物、(B)少なくとも2
個のエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物、
(C)光重合開始剤及び(D)必要に応じて染料又は顔
料を含有しアルカリ水溶液で現像可能なものであること
を特徴とする樹脂スペーサー形成用感光性フィルムに関
する。
(a)支持体フィルムには特に制限なく公知のものを使
用できるが、通常、膜厚10〜50μm程度のフィルム
が用いられ、例えば、帝人製テトロンフィルム、デュポ
ン社製マイラーフィルム等のポリエステルフィルムが好
ましく用いられる。
層の感光性樹脂は紫外線等の活性光線により露光され、
アルカリ現像可能な樹脂であり、(A)カルボキシル基
及び不飽和二重結合を有し、二重結合濃度が4〜10m
ol%の分子量20,000〜300,000の有機高
分子化合物、(B)少なくとも2個のエチレン性不飽和
基を有する光重合性化合物、(C)光重合開始剤及び
(D)必要に応じて染料又は顔料を含有しアルカリ水溶
液で現像可能なものが用いられる。
し、二重結合濃度が4〜10mol%の分子量20,0
00〜300,000の有機高分子化合物としては、カ
ルボキシル基を有する有機高分子化合物に、公知のグリ
シジル基等のカルボキシル基と反応性を有する官能基及
び不飽和二重結合を有するモノマーを反応させて得られ
る有機高分子化合物が好ましく用いられる。モノマーと
しては、主にグリシジル(メタ)アクリル酸アルキルエ
ステルを用いるが、例えば、グリシジル(メタ)アクリ
ル酸、グリシジル(メタ)アクリル酸メチル、グリシジ
ル(メタ)アクリル酸エチル、グリシジル(メタ)アク
リル酸ブチル、グリシジル(メタ)アクリル酸2−エチ
ルヘキシル等が用いられる。
l%未満では樹脂が硬度不足となり、10mol%を超
えると樹脂がもろくなり、液晶封入後に割れることがあ
る。ここで有機高分子化合物の二重結合濃度とは、有機
高分子化合物を得るために用いられる全モノマーに対す
る、カルボキシル基と反応性を有する官能基及び不飽和
二重結合を有するモノマーの割合(mol%)を意味す
る。
としては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル
((メタ)アクリル酸はアクリル酸又はメタクリル酸を
意味する。以下同じ)と(メタ)アクリル酸との共重合
体、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと(メタ)ア
クリル酸とこれらと共重合し得るビニルモノマーとの共
重合体等が挙げられる。(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、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチ
ル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げら
れる。また、(メタ)アクリル酸アルキルエステルや
(メタ)アクリル酸とこれらと共重合し得るビニルモノ
マーとしては、(メタ)アクリル酸ジメチルエチル、
(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、2,2,
2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,
2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレ
ート、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ス
チレン、ベンジルメタクリレート、ビニルトルエン等が
挙げられる。更に(メタ)アクリル酸を共重合成分とし
て含むテレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸等のポ
リエステル、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合
体、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチ
レート、メチルセルロース、エチルセルロース等も用い
ることができる。
高分子化合物の分子量が20,000未満では感光性樹
脂層の流動性及び粘着力が顕著に増大し、透明支持体フ
ィルムとの密着力が強くなりすぎるため感光性樹脂層と
透明支持体フィルムの界面で剥離しずらくなる傾向があ
り、また、現像液への溶解性が極端に増大するため、露
光後の感光性樹脂層の耐現像液性の低下が激しく、レジ
ストとして使用できなくなる傾向にある。分子量が30
0,000を超えると、感光性樹脂層の流動性及び粘着
力が顕著に低下し、ラミネート時に基板へ張り付かな
い、又はフィルムを基板サイズに切断する際、感光性樹
脂層の微小な切断くずが出やすくなり、周辺装置の汚れ
の原因になるなどの問題が生ずる傾向がある。なお、こ
の分子量はGPC法で測定し標準ポリスチレン検量線を
用いて換算した重量平均分子量を意味する。
成分の総量100重量部に対して好ましくは40〜85
重量部、より好ましくは40〜75重量部である。この
配合量が40重量部未満では塗膜性が不十分となり、8
5重量部を超えると硬化物の膜特性が低下する傾向があ
る。
基を有する光重合性化合物としては、例えば、多価アル
コールにα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られる
化合物(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
((メタ)アクリレートはメタクリレート又はアクリレ
ートを意味する、以下同じ)、トリメチロールプロパン
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、ジペンタエリスリトールヘキ
サ(メタ)アクリレート等)、グリシジル基含有化合物
にα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物
(トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ
アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル
ジ(メタ)アクリレート等)、多価カルボン酸(無水フ
タル酸等)と水酸基及びエチレン性不飽和基を有する化
合物(β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)
とのエステル化合物、(メタ)アクリル酸のアルキルエ
ステル((メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリ
ル酸2−エチルヘキシル等)、トリメチルヘキサメチレ
ンジイソシアナートと2価アルコールと(メタ)アクリ
ル酸ヒドロキシモノエステルとを反応させて得られるウ
レタンジアクリレート化合物、2,2−ビス(4−メタ
クリロキシポリエトキシフェニル)プロパン等が挙げら
れる。これらの化合物は2種以上用いてもよい。
成分の総量100重量部に対して好ましくは15〜60
重量部であり、より好ましくは25〜60重量部であ
る。この配合量が15重量部未満では光感度が不十分で
硬化物の膜特性が低下し、60重量部を超えると塗膜性
が不十分となる傾向がある。
ンゾフェノン、4,4′−ジメチルアミノベンゾフェノ
ン(ミヒラーケトン)、4,4′−ジエチルアミノベン
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−エチルアントラキノン、フェナントレ
ンキノン等の芳香族ケトン、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、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(m−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−(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、2,4
−ジ(p−メトキシフェニル)−5−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、2−(p−メチルメル
カプトフェニル)−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
等、s−トリアジン、2,4トリクロロメチル(4−メ
トキシナフチル)−6−トリアジン、2−(1,3−ベ
ンゾジオキシ−5−イル)−4,6−ビス(トリクロロ
メチル)−1,3,5−トリアジン、1,7−ビス(9
−アクリジニル)ヘプタン等が用いられるがこれに限定
されることはない。また、これらの光重合開始剤は2種
以上用いてもよい。
線透過率は解像度向上及び現像後の残存膜厚量を調整す
るため、0.5〜20%になるように調整することが好
ましい。紫外線透過率が20%を超えると基板表面が鏡
面状になっているため、基板表面の光反射が大きく、現
像後の解像度が低下し、また、現像後の残存膜厚量の低
化が著しい傾向がある。0.5%未満では紫外線透過率
が低すぎるため、感光性樹脂層表面を通過し、底部に到
達する紫外線量が不足し、感光性樹脂層底部の光硬化が
不十分となり、そのため感光性樹脂層と基板表面が密着
不良となる傾向がある。(C)成分の配合量は紫外線透
過率を調整できる範囲であればよく、特に限定されない
が、好ましくは、(A)成分と(B)成分の総量100
重量部に対して好ましくは0.1〜10重量部である。
又は顔料としては、マラカイトグリーン染料等の公知の
着色剤が使用でき、感光性樹脂層の成分、特にカルボキ
シル基及び不飽和二重結合を有する分子量20,000
〜300,000の有機高分子化合物又は少なくとも2
個のエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物に対す
る相溶性、目標とする色相、光透過性等を考慮して選択
される。
成分の総量100重量部に対して好ましくは0.01〜
35重量部である。この配合量が0.01重量部未満で
は着色が不十分となり、35重量部を超えると光透過率
が低下する傾向がある。これら染料及び顔料は目標とす
る色層に対し適切な量を配合する。
リング剤、熱重合性成分安定剤、メラミン樹脂などの熱
硬化性樹脂等を含有しても構わない。
であり、好ましくは3〜10μmである。膜厚が1μm
未満では塗膜性が不十分となり、抜けすじ及び膜厚むら
が発生する。10μmを超えると露光・現像後の解像度
が低下する、コストアップになる等の問題がある。
樹脂層の上に(c)保護フィルムを用いることが好まし
い。この(c)保護フィルムとしては、例えば、ポリエ
ステルフィルム、離型処理ポリエステルフィルム、ポリ
オレフィンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム、
2軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィル
ム、高平滑ポリエチレンフィルム等が用いられるが、そ
の厚みは、5〜50μmであることが好ましく、5μm
未満では取扱性に劣る傾向にあり、50μmを超える
と、コストアップとなる傾向にある。特に、本発明で用
いられる保護フィルムの表面粗さは0.1μm以下が望
ましい。保護フィルムの表面粗さは感光層が薄膜化する
に伴い大いに影響する。保護フィルムの表面粗さが0.
1μmを超えると、感光性樹脂層が保護フィルムの表面
粗さ(微少な凹凸)に押されて、ピンホール等の欠陥が
発生することがある。
ルムは、支持体フィルムのプラスチックフィルム面上に
感光性樹脂をロールコータ、コンマコータ、グラビアコ
ータ、マイクログラビアコータ、エアーナイフコータ、
ダイコータ、スロットダイコータ、バーコータなどで塗
布し乾燥後、保護フィルムを積層し感光性フィルムを得
る。
ルムを用いた樹脂スペーサーは次のようにして製造され
る。
150℃、3〜30分間)した後又は加熱なしで、その
基板上に感光性フィルムの保護フィルムを剥がしながら
感光性樹脂層をラミネート(貼合わせ)し、感光性樹脂
層の表面の支持体フィルムを剥離せず又は剥離した後、
感光性樹脂層上に所定パターンのネガマスクを乗せて露
光する。この際、感光性樹脂層をラミネートした基板表
面と上記ネガマスクが接触、非接触いずれの状態でもよ
い。次いで未露光部分が現像液で現像され、更に必要に
応じて150〜200℃で15〜45分アフターベーク
する。
ない通常露光方式と、剥離する空気雰囲気露光のいずれ
の方法を用いてもよい。特にパターンのライン精度を向
上させるには後者の方法を用いることが望ましい。
呼ばれる加熱可能なロール又はヒートシューと呼ばれる
加熱用ジャケットとラミネートロールと呼ばれるロール
により、感光性樹脂層を加熱し軟化しながら行う。
接触又は非接触型のものを用いて行う。ランプとして
は、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドラン
プ、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射するものを
用いることができる。この際使用する露光機は散乱光線
露光機、平行光線露光機、プロキシミティ露光機、ステ
ッパー、及びレーザー露光などを用いるがこれに限定し
ない。
式いずれの乾燥機等の熱源により行われ、また、IR炉
などを用いることができるが、これらに限定するもので
はない。
露光後、現像後に、薬液処理及び電気的処理の工法が必
要に応じて加わって行ってもよい。
挙げられ、高解像度化には高圧スプレー法が最適であ
る。現像液は、アルカリ現像型現像液が用いられ、一般
的には好ましくは0.05〜2重量%の炭酸ナトリウム
水溶液又は0.1〜2重量%のほう砂水溶液が用いられ
る。また、現像液はアルカリ性であれば無機アルカリ、
有機アルカリいずれでもよく、特に限定されない。特
に、感光性樹脂層の膜厚が10μm以下なので、0.1
〜0.5重量%の炭酸ナトリウム水溶液を用いると解像
度・密着性が良好となる。濃度が0.05重量%未満で
はアルカリ濃度の減少が早すぎて量産ラインの対応性が
悪い。2重量%を超えるとアルカリ濃度が高すぎるた
め、密着性が低下する傾向がある。感光性樹脂層の溶解
量が増大するに伴い、現像液が発泡する場合は汎用の消
泡剤を少量添加してもよい。消泡剤はプリント配線板製
造時のエッチングレジスト、めっきレジスト、ソルダレ
ジスト等に一般に使用されている感光性レジスト用のも
のが使用できる。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
m)の面上に表1及び表2(表中の配合量は重量部を示
す)に示す感光性樹脂層の溶液をコンマコータで塗布
し、80℃の熱風対流式乾燥機で約5分間乾燥し、所定
膜厚(6μm)の感光性樹脂層を設けた。更に保護フィ
ルム(ポリエチレンフィルム、厚さ28μm)を張り合
わせ、感光性フィルムを得る。この感光性フィルムの保
護フィルムを剥がしながら、感光性樹脂層をガラス基板
上にロール温度110℃、ロール圧6×105Pa、速
度5.0m/分でラミネート(日立エーアイシー(株)
製A−60型オートカットラミネータ)した。次いで、
ポリエステルフィルムを除去し、所定のパターンのネガ
マスクを通してプロキシミティ露光機(日立電子エンジ
ニアリング(株)製)で40mJ/cm2で露光した
後、0.15重量%の炭酸ナトリウム水溶液(23℃)
で20秒スプレー現像して未露光部を除去し、図1及び
図2に示す形状のパターンを作製した。これら評価結果
を表3に示す。図1は液晶表示装置の断面図であり、図
2は液晶表示装置の表面図である。1は樹脂スぺーサ
ー、2は保護膜、3は透明電極、4は着色画素部、5は
ブラックマトリックス、6はガラス基板である。図2中
のRは赤色画素、Gは緑色画素、Bは青色画素を示す。
付加濃度を表2に示す。
ムにより、これまでスペーサー材料を分散していたもの
や、塗布及びフォトリソ工程で作製していてもので問題
になっていた、基板間の間隔の不均一がなくなり、色む
らやコントラストの不均一がなくなり、高品位、高強度
の液晶ディスプレーを製造することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 (a)支持体フィルムと(b)膜厚が1
〜10μmである感光性樹脂層とからなる液晶ディスプ
レー用の樹脂スペーサーの形成に用いられる樹脂スペー
サー形成用感光性フィルムにおいて、(b)の感光性樹
脂層が、(A)カルボキシル基及び不飽和二重結合を有
し、不飽和二重結合濃度が4〜10mol%の分子量2
0,000〜300,000の有機高分子化合物、
(B)少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する光
重合性化合物、(C)光重合開始剤及び(D)必要に応
じて染料又は顔料を含有しアルカリ水溶液で現像可能な
ものであることを特徴とする樹脂スペーサー形成用感光
性フィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34330397A JP3951396B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 樹脂スペーサー形成用感光性フィルム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34330397A JP3951396B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 樹脂スペーサー形成用感光性フィルム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11174464A true JPH11174464A (ja) | 1999-07-02 |
JP3951396B2 JP3951396B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=18360483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34330397A Expired - Fee Related JP3951396B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 樹脂スペーサー形成用感光性フィルム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3951396B2 (ja) |
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