JPWO2019216107A1 - Photosensitive resin composition, photo spacer and liquid crystal display device - Google Patents

Photosensitive resin composition, photo spacer and liquid crystal display device Download PDF

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Abstract

本発明は、スペーサとして用いた際、塑性変形が抑制された高復元率のフォトスペーサでありながら、対向する基板に設けられた液晶配向膜を削ることが極めて抑制される感光性樹脂組成物と、これを用いたフォトスペーサおよび液晶表示装置の製造方法を提供することを課題として、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤および重合性化合物を含有する感光性樹脂組成物であって、該樹脂組成物の固形分において求められるウレタン当量が1000〜50000g/molであり、かつ、エチレン性不飽和基当量が100〜155g/mol、である感光性樹脂組成物とし、また、これを用いてフォトスペーサを形成し、また、これを用いての液晶表示装置とすることを本旨とする。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a photosensitive resin composition in which, when used as a spacer, a photospacer having a high recovery rate in which plastic deformation is suppressed, yet scraping of a liquid crystal alignment film provided on an opposing substrate is extremely suppressed. A photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator and a polymerizable compound, with an object of providing a method for producing a photospacer and a liquid crystal display device using the same. A photosensitive resin composition having a required urethane equivalent of 1000 to 50,000 g / mol and an ethylenically unsaturated group equivalent of 100 to 155 g / mol, and a photospacer using this. The main purpose is to form a liquid crystal display device using this.

Description

本発明は、感光性樹脂組成物、それを用いたフォトスペーサおよび液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition, a photo spacer using the same, and a liquid crystal display device.

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の特性を活かし、ノートパソコン、携帯情報端末、スマートフォン、デジタルカメラおよびデスクトップモニタ等の様々な用途で使用されている。 Liquid crystal display devices are used in various applications such as notebook computers, personal digital assistants, smartphones, digital cameras, and desktop monitors, taking advantage of their characteristics such as light weight, thinness, and low power consumption.

液晶表示装置は、カラーフィルタ基板とTFT(Thin Film Transistor)アレイ基板との間に、電場による配向によって画素単位での光の透過を制御し、以て画像の表示を可能とする液晶層を備えており、これらの基板の間隔(セルギャップ)を均一に保つことは、画質を左右する重要な要素の一つである。 The liquid crystal display device includes a liquid crystal layer between a color filter substrate and a TFT (Thin Film Transistor) array substrate, which controls light transmission on a pixel-by-pixel basis by orientation by an electric field, thereby enabling image display. Therefore, maintaining a uniform spacing (cell gap) between these substrates is one of the important factors that affect the image quality.

セルギャップを均一に保つ手段として、基板上の非表示領域にセルギャップに対応する高さを有するスペーサを形成することが従来行われてきた。係るスペーサは、例えば基板上に感放射線性樹脂を均一に塗布し、パターン露光し、その後アルカリ現像するフォトリソグラフィーによって形成される(感放射線性樹脂を用いて形成されるスペーサをフォトスペーサともいう)。 As a means for keeping the cell gap uniform, it has been conventionally practiced to form a spacer having a height corresponding to the cell gap in a non-display area on the substrate. The spacer is formed by, for example, photolithography in which a radiation-sensitive resin is uniformly applied onto a substrate, pattern-exposed, and then alkaline-developed (a spacer formed using the radiation-sensitive resin is also referred to as a photospacer). ..

しかしながら、液晶表示パネルの製造時、カラーフィルタとTFTアレイ基板とは圧着されるところ、樹脂製のスペーサは圧着時の圧力によって塑性変形し易く、また一方、圧着時の圧力は液晶パネル面内で均一で無いために、スペーサの高さはばらつき、その結果画素において表示ムラが生じやすい課題があった。 However, when the liquid crystal display panel is manufactured, the color filter and the TFT array substrate are crimped, and the resin spacer is easily plastically deformed by the pressure during crimping, while the pressure during crimping is within the surface of the liquid crystal panel. Since it is not uniform, the height of the spacer varies, and as a result, there is a problem that display unevenness is likely to occur in the pixels.

スペーサの塑性変形を抑制する技術として、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤、及び重合性モノマーを主成分とするスペーサ用感光性樹脂組成物であって、これら感光性樹脂組成物全体のアクリル当量が200以下であることを特徴とするスペーサ用感光性樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)などが提案されている。 As a technique for suppressing plastic deformation of the spacer, a photosensitive resin composition for a spacer containing an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator, and a polymerizable monomer as main components, and the acrylic equivalent of the entire photosensitive resin composition is A photosensitive resin composition for spacers having a value of 200 or less (see, for example, Patent Document 1) has been proposed.

また近年、歩留まり向上のため、ラビングの不要な光配向用液晶配向剤を用いる技術(例えば、特許文献2参照)などが提案されている。 Further, in recent years, in order to improve the yield, a technique using a liquid crystal alignment agent for photo-alignment that does not require rubbing (see, for example, Patent Document 2) has been proposed.

また樹脂組成物にイソシアネートを配合し、樹脂組成物の熱硬化時にウレタン結合を形成させる技術も知られている(例えば、特許文献3参照)が、熱硬化条件の選択における制約から、反応を十分に完結させることはできず、このため最適な特性を得ることができなかった。 Further, a technique of blending isocyanate with a resin composition to form a urethane bond during thermosetting of the resin composition is also known (see, for example, Patent Document 3), but the reaction is sufficient due to restrictions in the selection of thermosetting conditions. Therefore, the optimum characteristics could not be obtained.

特開2005−292269号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-292269 特開2017−203980号公報JP-A-2017-2030980 特開2006−276159号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-276159

特許文献1記載の発明において、弾性変形率を小さくする手段としては、樹脂組成物中のエチレン性不飽和基当量を少なくすることが示されている。樹脂組成物中のエチレン性不飽和基当量を少なくするとスペーサは固いものとなる。一方、液晶の配向方向を制御するために基板上には液晶配向膜が設けられる。しかし、液晶配向膜は機械的強度が弱く、引っ掻き傷が入りやすいという問題を有しており、特に近年布ラビング配向剤に代わって使われるようになった光配向用液晶配向剤においてその傾向は顕著である。 In the invention described in Patent Document 1, it is shown that the ethylenically unsaturated group equivalent in the resin composition is reduced as a means for reducing the elastic deformation rate. When the ethylenically unsaturated group equivalent in the resin composition is reduced, the spacer becomes hard. On the other hand, a liquid crystal alignment film is provided on the substrate in order to control the orientation direction of the liquid crystal. However, the liquid crystal alignment film has a problem that the mechanical strength is weak and it is easily scratched, and this tendency is particularly seen in the liquid crystal alignment agent for photoalignment, which has been used in place of the cloth rubbing alignment agent in recent years. It is remarkable.

すなわち、エチレン性不飽和基当量を小さくするという前記特許文献1の技術では固くなったスペーサが対向する基板に設けられた配向膜を削ってしまうという、トレードオフの関係があった。 That is, in the technique of Patent Document 1 for reducing the ethylenically unsaturated group equivalent, there is a trade-off relationship in which the hardened spacer scrapes the alignment film provided on the opposite substrate.

そこで、本発明は、スペーサとして用いた際、塑性変形が抑制された高復元率のフォトスペーサでありながら、対向する基板に設けられた液晶配向膜を削ることが極めて抑制される感光性樹脂組成物と、これを用いたフォトスペーサおよび液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a photosensitive resin composition in which, when used as a spacer, it is a photospacer having a high recovery rate in which plastic deformation is suppressed, but scraping of a liquid crystal alignment film provided on an opposing substrate is extremely suppressed. It is an object of the present invention to provide an object and a method for manufacturing a photo spacer and a liquid crystal display device using the object.

上記課題を解決するため、本発明は主として以下の構成を有する。 In order to solve the above problems, the present invention mainly has the following configurations.

すなわち、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤および重合性化合物を含有する感光性樹脂組成物であって、該樹脂組成物の固形分において求められる
ウレタン当量が1000〜50000g/molであり、かつ、
エチレン性不飽和基当量が100〜155g/molである
感光性樹脂組成物、である。
That is, it is a photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator and a polymerizable compound, and the urethane equivalent required for the solid content of the resin composition is 1000 to 50,000 g / mol, and
A photosensitive resin composition having an ethylenically unsaturated group equivalent of 100 to 155 g / mol.

また、本発明の別の態様は、係る感光性樹脂組成物を用いて形成したフォトスペーサであり、また、該フォトスペーサを具備した液晶表示装置である。 Another aspect of the present invention is a photo spacer formed by using the photosensitive resin composition, and a liquid crystal display device provided with the photo spacer.

本発明によれば、フォトスペーサとして用いた際、塑性変形が抑制された高い復元率のフォトスペーサとすることができ、また、対向する基板に設けられた液晶配向膜を削るという現象が極めて抑制される。 According to the present invention, when used as a photo spacer, it is possible to obtain a photo spacer having a high restoration rate in which plastic deformation is suppressed, and the phenomenon of scraping the liquid crystal alignment film provided on the opposing substrate is extremely suppressed. Will be done.

フォトスペーサの弾性特性を表す荷重−変形量ヒステリシス曲線の一例。An example of a load-deformation amount hysteresis curve representing the elastic characteristics of a photospacer.

本発明の感光性樹脂組成物は、少なくともアルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤および重合性化合物を含有する。光重合開始剤および重合性化合物が含有されることで、光重合によって露光部は光硬化され、アルカリ現像液に対して不溶化させることができ、また、アルカリ可溶性樹脂を含有することで、アルカリ現像液による現像工程を通じて未露光部を除去することができることから、いわゆる光リソグラフィー技術が適用可能であり、露光および現像により所望のパターンを形成することができる。 The photosensitive resin composition of the present invention contains at least an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator and a polymerizable compound. By containing a photopolymerization initiator and a polymerizable compound, the exposed part can be photocured by photopolymerization and insolubilized in an alkaline developer, and by containing an alkali-soluble resin, alkaline development can be performed. Since the unexposed portion can be removed through the developing step with a liquid, so-called optical lithography technology can be applied, and a desired pattern can be formed by exposure and development.

本発明の感光性樹脂組成物においては、該樹脂組成物の固形分において求められる、ウレタン当量が1000〜50000g/molであり、かつ、エチレン性不飽和基当量が100〜155g/mol、である。 In the photosensitive resin composition of the present invention, the urethane equivalent required for the solid content of the resin composition is 1000 to 50,000 g / mol, and the ethylenically unsaturated group equivalent is 100 to 155 g / mol. ..

ここでいう固形分とは、感光性樹脂組成物に含まれる溶媒を除く成分をいう。各成分に分離不能な樹脂組成物の場合の固形分は、130℃で1時間加熱して溶媒を飛散させ、残分の質量を測定することでもって求めることができる。 The solid content referred to here refers to a component excluding the solvent contained in the photosensitive resin composition. The solid content in the case of a resin composition that cannot be separated into each component can be determined by heating at 130 ° C. for 1 hour to disperse the solvent and measuring the mass of the residue.

本発明の感光性樹脂組成物はその固形分において所定のエチレン性不飽和基当量を有することから理解されるとおり、エチレン性不飽和基を含む化合物が含有されている。 As understood from the fact that the photosensitive resin composition of the present invention has a predetermined ethylenically unsaturated group equivalent in its solid content, it contains a compound containing an ethylenically unsaturated group.

ここで、エチレン性不飽和基当量とは、エチレン性不飽和基1モルを与えるために必要な化合物のグラム数のことをいい、その値が小さいほど、単位質量あたりに含まれるエチレン性不飽和基の量が多いことを表す。エチレン性不飽和基を有さない化合物においてエチレン性不飽和基当量は無限大である。また、本発明の感光性樹脂組成物の固形分においては複数の化合物が含有されうるところ、例えば、固形分が三成分系であり、その一成分であるA成分のエチレン性不飽和基当量をEa、その固形分中の質量分率をWaとし、同様にB成分のエチレン性不飽和基当量をEb、その固形分中の質量分率をWbとし、C成分のエチレン性不飽和基当量をEc、その固形分中の質量分率をWcとしたとき、固形分としてのエチレン性不飽和基当量(Etotal)は、下式を用いて求められる。なおここで、この例の系は三成分系なので、Wa+Wb+Wc=1である。なお、3成分系以外の場合でも同様にして複数の成分が含まれた場合の固形分のエチレン性不飽和基当量は求めることができる。 Here, the ethylenically unsaturated group equivalent means the number of grams of the compound required to provide 1 mol of the ethylenically unsaturated group, and the smaller the value, the more the ethylenically unsaturated group contained per unit mass. Indicates that the amount of groups is large. The ethylenically unsaturated group equivalent is infinite in a compound having no ethylenically unsaturated group. Further, where a plurality of compounds can be contained in the solid content of the photosensitive resin composition of the present invention, for example, the solid content is a three-component system, and the ethylenically unsaturated group equivalent of component A, which is one component thereof, can be determined. Ea, the mass fraction in the solid content is Wa, similarly, the ethylenically unsaturated group equivalent of the B component is Eb, the mass fraction in the solid content is Wb, and the ethylenically unsaturated group equivalent of the C component is When Ec and the mass fraction in the solid content are Wc, the ethylenically unsaturated group equivalent (Etotal) as the solid content can be obtained by using the following formula. Here, since the system of this example is a three-component system, Wa + Wb + Wc = 1. Even in cases other than the three-component system, the ethylenically unsaturated group equivalent of the solid content can be obtained in the same manner when a plurality of components are contained.

(1/Etotal)=(1/Ea×Wa+1/Eb×Wb+1/Ec×Wc) 。 (1 / Etotal) = (1 / Ea × Wa + 1 / Eb × Wb + 1 / Ec × Wc).

但し、固形分を構成する成分のそれぞれのエチレン性不飽和基当量を求めることが困難である場合には、固形分の質量を求め、また、該固形分に含まれるエチレン性不飽和基の総量を分光学的方法や化学的方法によって求めることで求め、固形分のエチレン性不飽和基当量を求めることができる。 However, when it is difficult to determine the ethylenically unsaturated group equivalent of each of the components constituting the solid content, the mass of the solid content is determined, and the total amount of the ethylenically unsaturated groups contained in the solid content is also determined. Can be obtained by a spectroscopic method or a chemical method, and the ethylenically unsaturated group equivalent of the solid content can be obtained.

本発明の感光性樹脂組成物の固形分において求められるエチレン性不飽和基当量は、100〜155g/molである。155g/molを超える場合はスペーサとしたときの塑性変形は低下するものとなる。一方、100g/mol未満である場合はスペーサとしたときの体積収縮が液晶の体積収縮より著しく小さくなり、その結果、液晶パネルを低温保存したときに液晶の発泡が起こり表示品位に劣るものとなりやすく、また、現像時にスペーサが欠落する現象を起こすことがある。 The ethylenically unsaturated group equivalent required for the solid content of the photosensitive resin composition of the present invention is 100 to 155 g / mol. If it exceeds 155 g / mol, the plastic deformation when the spacer is used will be reduced. On the other hand, when it is less than 100 g / mol, the volume shrinkage when used as a spacer is significantly smaller than the volume shrinkage of the liquid crystal, and as a result, the liquid crystal foams easily when the liquid crystal panel is stored at a low temperature, resulting in inferior display quality. In addition, the spacer may be missing during development.

樹脂組成物の固形分において求められるエチレン不飽和基当量を低くする方法としては、エチレン不飽和基当量が低い重合性化合物を用いることや、アルカリ可溶性樹脂にエチレン性不飽和基を導入する方法や、エチレン性不飽和基が導入された添加剤として密着改良剤や界面活性剤を用いる方法が挙げられる。本発明に規定する範囲に調整するにあたっては、各成分のエチレン性不飽和基当量とその質量分率を調整すれば良いことはいうまでもない。 As a method for lowering the ethylene unsaturated group equivalent required for the solid content of the resin composition, a polymerizable compound having a low ethylene unsaturated group equivalent can be used, or an ethylenically unsaturated group can be introduced into an alkali-soluble resin. , A method of using an adhesion improver or a surfactant as an additive into which an ethylenically unsaturated group is introduced can be mentioned. Needless to say, in adjusting to the range specified in the present invention, the ethylenically unsaturated group equivalent of each component and its mass fraction may be adjusted.

本発明の感光性樹脂組成物はその固形分において所定のウレタン当量を有することから理解されるとおり、ウレタン結合を含む化合物が含有されている。 As understood from the fact that the photosensitive resin composition of the present invention has a predetermined urethane equivalent in its solid content, it contains a compound containing a urethane bond.

ここで、ウレタン当量とは、ウレタン結合1モルを与えるために必要な化合物のグラム数のことをいい、その値が小さいほど、単位質量あたりに含まれるウレタン結合の量が多いことを表す。ウレタン結合を有さない化合物においてウレタン当量は無限大である。また、本発明の感光性樹脂組成物の固形分においては複数の化合物が含有されうるところ、係る場合のウレタン当量の求め方は前記のエチレン性不飽和基当量と同様の考え方によって求められる。なお、固形分を構成する成分のそれぞれのウレタン当量を求めることが困難である場合についての求め方についても上記と同様に理解される。ちなみに、ウレタン結合は赤外分光分析において1550cm−1付近にピークを有することから検量線法でウレタン結合の量を求めることが可能である。Here, the urethane equivalent means the number of grams of the compound required to give 1 mol of urethane bond, and the smaller the value, the larger the amount of urethane bond contained per unit mass. Urethane equivalents are infinite in compounds that do not have urethane bonds. Further, where a plurality of compounds can be contained in the solid content of the photosensitive resin composition of the present invention, the method of determining the urethane equivalent in such a case is determined by the same concept as the above-mentioned ethylenically unsaturated group equivalent. It should be noted that the method of obtaining the urethane equivalent of each of the components constituting the solid content in the case where it is difficult to obtain the urethane equivalent is also understood in the same manner as described above. Incidentally, since the urethane bond has a peak near 1550 cm -1 in infrared spectroscopic analysis, it is possible to determine the amount of urethane bond by the calibration curve method.

本発明の感光性樹脂組成物の固形分において求められるウレタン当量は、1000〜50000g/molである。ウレタン当量が50000g/molを超える場合は対向する基板に設けられた液晶配向膜に対する傷の抑制が十分でなく、また、1000未満である場合は、スペーサとする際に現像性が低下し、スペーサの形状や高さを整えることが困難である。 The urethane equivalent required for the solid content of the photosensitive resin composition of the present invention is 1000 to 50,000 g / mol. When the urethane equivalent exceeds 50,000 g / mol, the damage to the liquid crystal alignment film provided on the facing substrate is not sufficiently suppressed, and when it is less than 1000, the developability is lowered when the spacer is used, and the spacer is used. It is difficult to adjust the shape and height of the liquid crystal.

本発明の感光性樹脂組成物において、前記したウレタン結合を含む化合物としては、分子量3000以下のものを用いることで、現像マージンが広くなりやすく好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, it is preferable to use a compound having a molecular weight of 3000 or less as the compound containing the urethane bond described above, because the development margin tends to be widened.

また、本発明の感光性樹脂組成物においては、ウレタン当量をエチレン性不飽和基当量で除した値として5〜200であることが望ましく、係る範囲とすることによって、弾性復元率と配向膜の傷つけにくさが両立しやすい。 Further, in the photosensitive resin composition of the present invention, it is desirable that the value obtained by dividing the urethane equivalent by the ethylenically unsaturated group equivalent is 5 to 200. It is easy to be both hard to hurt.

樹脂組成物の固形分において求められるウレタン当量の調整は用いるウレタン結合を有する化合物のウレタン当量と固形分中の質量分率によってはかることが可能であるが、ウレタン結合は、アルカリ可溶性樹脂の主鎖もしくは側鎖に導入することもできるし、重合性化合物の調製時においてイソシアネート化合物とアクリルモノマーとを反応させることで重合性化合物中に導入することができる。また別の方法としては、後述するように、ウレタン結合を含有したシランカップリング剤を用いることもできる。 The urethane equivalent required for the solid content of the resin composition can be adjusted by the urethane equivalent of the compound having the urethane bond to be used and the mass fraction in the solid content, but the urethane bond is the main chain of the alkali-soluble resin. Alternatively, it can be introduced into the side chain, or can be introduced into the polymerizable compound by reacting the isocyanate compound with the acrylic monomer at the time of preparing the polymerizable compound. As another method, as will be described later, a silane coupling agent containing a urethane bond can also be used.

本発明における重合性化合物とは、共に用いる光重合開始剤の作用によって重合反応を起こす化合物であり、典型的な光重合性の官能基としてはエチレン性不飽和基が挙げられる。また、本発明における重合性化合物はその分子量は3000以下である。本発明に用いられる重合性化合物としては、例えば、単官能または多官能のモノマーやオリゴマーなどが挙げられる。本発明に用いられる重合性化合物は一分子中になお架橋密度が高まり弾性復元率が向上することから、多官能モノマーが好ましい。特に、スペーサに加工した場合の弾性復元率が上がりやすいことから1分子中にエチレン性不飽和基を6以上有するものを用いることが好ましい。さらに好ましくは、1分子中にエチレン性不飽和基を6以上であり25以下有するものを用いることが好ましい。多官能の重合性モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)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、トリメチロールプロパントリ(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、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[3−メチル−4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[3−クロロ−4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水コハク酸との反応物などが挙げられる。重合性化合物としては、1種を用いても、2種以上を用いても良い。 The polymerizable compound in the present invention is a compound that causes a polymerization reaction by the action of a photopolymerization initiator used together, and a typical photopolymerizable functional group includes an ethylenically unsaturated group. Further, the polymerizable compound in the present invention has a molecular weight of 3000 or less. Examples of the polymerizable compound used in the present invention include monofunctional or polyfunctional monomers and oligomers. The polymerizable compound used in the present invention is preferably a polyfunctional monomer because the crosslink density is still increased in one molecule and the elastic restoration rate is improved. In particular, it is preferable to use one having 6 or more ethylenically unsaturated groups in one molecule because the elastic recovery rate when processed into a spacer tends to increase. More preferably, one molecule having 6 or more and 25 or less ethylenically unsaturated groups is used. Examples of the polyfunctional polymerizable monomer include tripropylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate, and trimethyl propantri (meth). Acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triacrylic formal, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, tri. Pentaerythritol octa (meth) acrylate, 9,9-bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [3-methyl-4- (3-acryloxy-2-hydroxy) Propoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [3-chloro-4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, bisphenoxyethanol full orange acrylate, bisphenoxyethanol full orange methacrylate, tripentaerythritol octaacrylate , A reaction product of dipentaerythritol pentaacrylate and succinic anhydride and the like. As the polymerizable compound, one type may be used, or two or more types may be used.

また、重合性化合物はその分子量が700〜3000の範囲であり、かつ、ウレタン結合を含有していることが好ましい。そのような化合物の具体的な例としては、ヘキサメチレンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(765(数字は分子量を示す。以下、本段落において同様))、ヘキサメチレンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1217)、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1670)、ヘキサメチレンジイソシアネートウレトジオン体のペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(905)、ヘキサメチレンジイソシアネートウレトジオン体のジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1357)、ヘキサメチレンジイソシアネートウレトジオン体のトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1810)、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌレート体のアクリル酸付加物(721)、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌレート体のペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(1399)、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌレート体のジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(2078)、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌレート体のトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(2757)、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌレート体のジペンタエリスリトールトリアクリレート・アルキレンオキサイド変成物付加物(2927)、フェニレンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(757)、フェニレンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1209)、フェニレンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1662)、トリレンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(771)、トリレンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1223)、トリレンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1676)、イソホロンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(819)、イソホロンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1271)、イソホロンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1724)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(859)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1311)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1764)、ジフェニルメタンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(847)、ジフェニルメタンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1299)、ジフェニルメタンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1752)、ノルボルネンジイソシアネートのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物(801)、ノルボルネンジイソシアネートのジペンタエリスリトールペンタアクリレート付加物(1253)、ノルボルネンジイソシアネートのトリペンタエリスリトールオクタアクリレート付加物(1706)等が挙げられる。係る重合性化合物を用いると、ウレタン現像残渣を発生しにくい。重合性化合物はその分子量が1000〜3000の範囲であり、かつ、ウレタン結合を含有していることが配向膜の傷つけにくさのためにさらに好ましい。ここで、イソシアネート基とカルボキシル基とを反応させて重合性化合物中にウレタン結合を導入しようとするときは、残存するイソシアネート基を少なくすることが弾性復元率を最大限に発揮できることから好ましい。さらには樹脂組成物の安定性の面からも、重合性化合物においてイソシアネート当量は50000g/molが以上好ましい。上限としては特に制限は無く、イソシアネート当量として無限大、すなわちイソシアネート基が検出されないことが最も望ましいが、500000g/mol以下の程度が実際的である。なお、イソシアネート基当量は実施例の項に記載した方法によって求められる。測定が困難である場合には、赤外分光測定を行い2260cm−1のピークを基に検量線法で算出することもできる。Further, it is preferable that the polymerizable compound has a molecular weight in the range of 700 to 3000 and contains a urethane bond. Specific examples of such compounds include a pentaerythritol tetraacrylate adduct of hexamethylene diisocyanate (765 (numbers indicate molecular weight; the same applies hereinafter in this paragraph)) and a dipentaerythritol pentaacrylate adduct of hexamethylene diisocyanate. (1217), Hexamethylene diisocyanate tripentaerythritol octaacrylate adduct (1670), Hexamethylene diisocyanate uretdione pentaerythritol tetraacrylate adduct (905), Hexamethylene diisocyanate uretdione dipentaerythritol pentaacrylate adduct (1670) 1357), tripentaerythritol octaacrylate adduct of hexamethylene diisocyanate uretdione (1810), acrylic acid adduct of hexamethylene diisocyanate isocyanurate (721), pentaerythritol tetraacrylate adduct of hexamethylene diisocyanate isocyanurate (1399) ), Dipentaerythritol pentaacrylate adduct of hexamethylene diisocyanate isocyanurate (2078), tripentaerythritol octaacrylate adduct of hexamethylene diisocyanate isocyanurate (2757), dipentaerythritol triacrylate of hexamethylene diisocyanate isocyanurate -Alkylene oxide modified product adduct (2927), pentaerythritol tetraacrylate adduct of phenylenediocyanate (757), dipentaerythritol pentaacrylate adduct of phenylenediocyanate (1209), tripentaerythritol octaacrylate adduct of phenylenediocyanate (1662) ), Pentaerythritol tetraacrylate adduct of tolylene diisocyanate (771), dipentaerythritol pentaacrylate adduct of tolylene diisocyanate (1223), tripentaerythritol octaacrylate adduct of tolylene diisocyanate (1676), penta of isophorone diisocyanate. Elythritol tetraacrylate adduct (819), dipentaerythritol pentaacrylate adduct of isophorone diisocyanate (1271), tripentaerythritol octaacrylate adduct of isophorone diisocyanate (1724), Dicyclohexylmethane diisocyanate pentaerythritol tetraacrylate adduct (859), dicyclohexylmethane diisocyanate dipentaerythritol pentaacrylate adduct (1311), dicyclohexylmethane diisocyanate tripentaerythritol octaacrylate adduct (1764), diphenylmethane diisocyanate pentaerythritol tetra Aacrylate adduct (847), dipentaerythritol pentaacrylate adduct of diphenylmethane diisocyanate (1299), tripentaerythritol octaacrylate adduct of diphenylmethane diisocyanate (1752), pentaerythritol tetraacrylate adduct of norbornene diisocyanate (801), norbornene diisocyanate Dipentaerythritol pentaacrylate adduct (1253), tripentaerythritol octaacrylate adduct of norbornene diisocyanate (1706), and the like. When such a polymerizable compound is used, urethane development residue is less likely to be generated. It is more preferable that the polymerizable compound has a molecular weight in the range of 1000 to 3000 and contains a urethane bond because the alignment film is not easily damaged. Here, when it is attempted to introduce a urethane bond into the polymerizable compound by reacting an isocyanate group and a carboxyl group, it is preferable to reduce the remaining isocyanate group because the elastic recovery rate can be maximized. Further, from the viewpoint of stability of the resin composition, the isocyanate equivalent of the polymerizable compound is preferably 50,000 g / mol or more. The upper limit is not particularly limited, and it is most desirable that the isocyanate equivalent is infinite, that is, no isocyanate group is detected, but it is practically about 500,000 g / mol or less. The isocyanate group equivalent is determined by the method described in the section of Examples. If the measurement is difficult, it can be calculated by the calibration curve method based on the peak of 2260 cm -1 by performing infrared spectroscopic measurement.

本発明において用いる重合性化合物としては、下記一般式(1)または下記一般式(2)で示される化合物であることが好ましい。 The polymerizable compound used in the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (1) or the following general formula (2).

Figure 2019216107
Figure 2019216107

ここで、一般式(1)と一般式(2)中、R〜R、R〜Rは各々独立に、置換基を有していても良い骨格炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有していても良い骨格炭素数1〜20のアルキレンオキサイド基、または、置換基を有していても良い骨格炭素原子数7〜30のアリーレン基を表す。ここで、置換基は炭素数3以下のアルコキシ基、炭素数4以下のカルボニル基、炭素数4以下のエステル基、炭素数4以下のアミド基、ビニル基、アクリル基、メタアクリル基、アミノ基、水酸基、カルボキシ基、ニトロ基、ハロゲン基、イソシアネート基およびニトリル基からなる群から選ばれる。R4〜R、R〜R10は各々独立に一般式(3)で表される基を示す。Here, in the general formula (1) and the general formula (2), R 1 to R 3 and R 7 to R 8 are independently alkylene groups having 1 to 20 skeleton carbon atoms which may have substituents. , An alkylene oxide group having 1 to 20 skeleton carbon atoms which may have a substituent, or an arylene group having 7 to 30 skeleton carbon atoms which may have a substituent. Here, the substituents are an alkoxy group having 3 or less carbon atoms, a carbonyl group having 4 or less carbon atoms, an ester group having 4 or less carbon atoms, an amide group having 4 or less carbon atoms, a vinyl group, an acrylic group, a methacrylic group, and an amino group. , A hydroxyl group, a carboxy group, a nitro group, a halogen group, an isocyanate group and a nitrile group. R 4 to R 6 and R 9 to R 10 each independently represent a group represented by the general formula (3).

Figure 2019216107
Figure 2019216107

ここで、nは1〜7の整数であり、R11〜R13は各々一般式(4)で表される一価の基を示す。弾性復元率を高めやすいことから、望ましく、nは2~7である。Here, n is an integer of 1 to 7, and R 11 to R 13 each represent a monovalent group represented by the general formula (4). It is desirable that n is 2 to 7 because it is easy to increase the elastic recovery rate.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

ここで、R14は水素原子、または、メチル基を示す。Here, R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group.

重合性化合物として、一般式(1)または一般式(2)で表される化合物をもちいるとこれらは化学構造中に屈曲しにくい環構造を含むため、フォトスペーサとした場合にウレタンとエチレン性不飽和基が偏在せず均一に分布し性能を発揮しやすい。特に一般式(1)で表される重合性化合物は1分子中にウレタン結合を3つふくむため、柔軟性能を最大限に発揮しやすい
本発明に用いられるアルカリ可溶性樹脂とは、構造単位にカルボキシル基や水酸基などの酸性基を有してアルカリ現像液に溶解するものをさし、その分子量としては3000を超えるものをいう。さらにフォトスペーサとしての弾性復元率を高めるために側鎖にエチレン性不飽和基を含むことが好ましい。配向膜の傷つけにくさのためにウレタン結合を含んでもよい。
When a compound represented by the general formula (1) or the general formula (2) is used as the polymerizable compound, these contain a ring structure that is difficult to bend in the chemical structure. Unsaturated groups are not unevenly distributed and are evenly distributed, and it is easy to exhibit performance. In particular, since the polymerizable compound represented by the general formula (1) contains three urethane bonds in one molecule, the alkali-soluble resin used in the present invention, which is easy to maximize the softness performance, has a carboxyl as a structural unit. A compound having an acidic group such as a group or a hydroxyl group and being dissolved in an alkaline developer, and having a molecular weight of more than 3000. Further, it is preferable that the side chain contains an ethylenically unsaturated group in order to increase the elastic recovery rate as a photospacer. Urethane bonds may be included to prevent damage to the alignment film.

エチレン性不飽和基としては、例えば、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。エチレン性不飽和基をアルカリ可溶性樹脂に導入する方法としては、カルボキシル基や水酸基を有する基となる樹脂にエポキシ基を有するエチレン性不飽和化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどを付加反応させて導入する方法が挙げられる。ウレタン結合を導入する方法としては、イソシアネートを利用してウレタン基を付加させる方法などが挙げられる。またイソシアネートを利用してエチレン性不飽和基を有する化合物を付加させる場合はウレタンとエチレン性不飽和基を同時に導入することができる。 Examples of the ethylenically unsaturated group include a vinyl group, an allyl group, an acrylic group, a methacrylic group and the like. As a method of introducing an ethylenically unsaturated group into an alkali-soluble resin, an ethylenically unsaturated compound having an epoxy group, an acrylic acid chloride, a methacrylate chloride, or the like is added to a resin serving as a group having a carboxyl group or a hydroxyl group to carry out an addition reaction. There is a method to introduce it. Examples of the method for introducing the urethane bond include a method for adding a urethane group using isocyanate. When a compound having an ethylenically unsaturated group is added using isocyanate, urethane and an ethylenically unsaturated group can be introduced at the same time.

側鎖にエチレン性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ダイセル・オルネクス(株)製、“サイクロマー”(登録商標)P(ACA)Z250(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル45質量%溶液、酸価110mgKOH/g、重量平均分子量20,000)、ADEKA(株)製、“アデカアークルズ”WR301(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル45質量%溶液、酸価100mgKOH/g、重量平均分子量5,900)、KRX−3802(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル45質量%溶液、酸価80mgKOH/g、重量平均分子量5,500)アルカリ可溶性カルド樹脂などが挙げられる。 Examples of the alkali-soluble resin having an ethylenically unsaturated group in the side chain include "Cyclomer" (registered trademark) P (ACA) Z250 (dipropylene glycol monomethyl ether 45% by mass solution) manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd. Acid value 110 mgKOH / g, weight average molecular weight 20,000), manufactured by ADEKA Co., Ltd., "Adeca Alkalus" WR301 (dipropylene glycol monomethyl ether 45% by mass solution, acid value 100 mgKOH / g, weight average molecular weight 5,900) , KRX-3802 (dipropylene glycol monomethyl ether 45% by mass solution, acid value 80 mgKOH / g, weight average molecular weight 5,500) alkali-soluble cardo resin and the like.

ウレタン結合を有するアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、大成ファインケミカル(株)製、“アクリット(登録商標)”8UA−017(酢酸エチル50質量%溶液、11mgKOH/g、重量平均分子量40000)が挙げられる。 Examples of the alkali-soluble resin having a urethane bond include "Acryt (registered trademark)" 8UA-017 (50% by mass solution of ethyl acetate, 11 mgKOH / g, weight average molecular weight 40,000) manufactured by Taisei Fine Chemicals Co., Ltd.

本発明において、アルカリ可溶性樹脂は、A)下記一般式(5)で表される構造単位と、B)下記一般式(6)で表される構造単位と、C)下記一般式(7)で表される構造単位を有していることが好ましい。一般式(5)で表される構造単位を有することにより、アルカリ現像液に対する樹脂の溶解性を向上させることができ、また、露光工程におけるムラが抑制される。また、一般式(6)で表される構造単位を有することにより、側鎖に導入されたエチレン性不飽和基によって露光および現像における感度とフォトスペーサの弾性復元率を向上させることができる。また、一般式(7)で表される構造単位を有することにより、レンズスキャン露光によるフォトスペーサの高さのばらつきを抑制することができる。 In the present invention, the alkali-soluble resin has A) a structural unit represented by the following general formula (5), B) a structural unit represented by the following general formula (6), and C) the following general formula (7). It preferably has the structural unit represented. By having the structural unit represented by the general formula (5), the solubility of the resin in the alkaline developer can be improved, and unevenness in the exposure step can be suppressed. Further, by having the structural unit represented by the general formula (6), the sensitivity in exposure and development and the elastic restoration rate of the photo spacer can be improved by the ethylenically unsaturated group introduced into the side chain. Further, by having the structural unit represented by the general formula (7), it is possible to suppress the variation in the height of the photo spacer due to the lens scan exposure.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

ここで、R15は水素原子またはメチル基を示す。Here, R 15 represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

ここで、R16およびR17はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を示す。Xは−CHCH(OH)CHO(C=O)−、−CHCHNH(C=O)O(CHO(C=O)−または−(CHO(C=O)NHCHCHO(C=O)−を示す。なお、mおよびnはそれぞれ独立に1〜4の整数を示す。なかでは、Xは−CHCH(OH)CHO(C=O)−が好ましい。Here, R 16 and R 17 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. X is −CH 2 CH (OH) CH 2 O (C = O) −, −CH 2 CH 2 NH (C = O) O (CH 2 ) m O (C = O) − or − (CH 2 ) n O (C = O) NHCH 2 CH 2 O (C = O)-is shown. Note that m and n independently represent integers of 1 to 4, respectively. Among them, X is preferably −CH 2 CH (OH) CH 2 O (C = O) −.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

ここで、Yは置換基を有していてもよい骨格炭素数6〜11のアリール基、置換基を有していてもよい骨格炭素数7〜10のアラルキル基または置換基を有していてもよい骨格炭素数3〜10のシクロアルキル基を示す。ここで、用いうる置換基は一般式(1)及び一般式(2)のR〜R、R〜Rにおいて説明した置換基と同じである。また、アルカリ可溶性樹脂の全構造単位中、繰り返し単位としてみた、一般式(5)、一般式(6)および一般式(7)は70モル%以上100モル%以下を占めることが好ましい。Here, Y has an aryl group having 6 to 11 skeletal carbon atoms which may have a substituent, and an aralkyl group or a substituent having 7 to 10 skeletal carbon atoms which may have a substituent. A good skeleton shows a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. Here, the substituents that can be used are the same as the substituents described in R 1 to R 3 and R 7 to R 8 of the general formula (1) and the general formula (2). Further, among all the structural units of the alkali-soluble resin, the general formula (5), the general formula (6) and the general formula (7), which are regarded as repeating units, preferably occupy 70 mol% or more and 100 mol% or less.

係る一般式(5)、一般式(6)および一般式(7)で表される構造単位を有したアルカリ可溶性樹脂は、対応する側鎖構造を有した不飽和二重結合単位を持つ化合物を用いて重合させることで得ることができる。さらに他の成分を共重合してもよい。 The alkali-soluble resin having the structural units represented by the general formula (5), the general formula (6) and the general formula (7) is a compound having an unsaturated double bond unit having a corresponding side chain structure. It can be obtained by using and polymerizing. Further, other components may be copolymerized.

前記一般式(6)で表される構造単位を与える共重合成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸;グリシジル(メタ)アクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレートや2−ヒドロキシエチル(メタ)クリレートなどが挙げられる。これらは2種以上用いてもよい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸にグリシジル(メタ)アクリレートを付加することが好ましい。 Examples of the copolymerizing component giving the structural unit represented by the general formula (6) include (meth) acrylic acid; glycidyl (meth) acrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate. Can be mentioned. Two or more of these may be used. Among these, it is preferable to add glycidyl (meth) acrylate to (meth) acrylic acid.

前記一般式(7)で表される構造単位を与える共重合成分としては、例えば、N−ベンジルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドなどが挙げられる。これらは2種以上用いてもよい。これらの中でもN−シクロヘキシルマレイミドが好ましい。 Examples of the copolymerization component giving the structural unit represented by the general formula (7) include N-benzylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide. Two or more of these may be used. Of these, N-cyclohexylmaleimide is preferable.

他の共重合成分としては、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n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステル;アミノエチルアクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、フタル酸モノ(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)等の多価カルボン酸モノエステル;スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル;(メタ)アクリロニトリル、α−クロル(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;1,3−ブタジエン、イソプレン等の脂肪族共役ジエン;ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートなどのトリシクロデカン骨格またはジシクロペンタジエン骨格を有するエチレン性不飽和化合物;クロトン酸、ビニル酢酸などのモノカルボン酸またはその酸無水物;イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのジカルボン酸またはその酸無水物などが挙げられる。 Other copolymerization components include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, ( Sec-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, benzyl (meth) Unsaturated carboxylic acid alkyl ester such as meta) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; unsaturated carboxylic acid aminoalkyl ester such as aminoethyl acrylate, polyvalent carboxylic acid such as mono (2- (meth) acrylicyloxyethyl) Acrylic acid monoester; aromatic vinyl compounds such as styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, α-methylstyrene; carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; (meth) acrylic nitrile, Vinyl cyanide compounds such as α-chlor (meth) acrylonitrile; aliphatic conjugated dienes such as 1,3-butadiene and isoprene; dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl Ethylene unsaturated compounds having a tricyclodecane skeleton or dicyclopentadiene skeleton such as (meth) acrylate and tricyclodecanedimethanol di (meth) acrylate; monocarboxylic acids such as crotonic acid and vinylacetic acid or acid anhydrides thereof; Examples thereof include dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, or acid anhydrides thereof.

本発明に用いるアルカリ可溶性樹脂において、そのエチレン性不飽和基当量は、400g/mol以下であることが弾性復元率が向上しやすいので好ましい。アルカリ可溶性樹脂のエチレン性不飽和基当量は、360g/mol以下がさらに好ましい。例えば、エチレン性不飽和基を有するB)前記一般式(6)で表される構造単位の含有比率が高いほど、エチレン性不飽和基当量は小さくできる。アルカリ可溶性樹脂のエチレン性不飽和基当量は、エチレン性不飽和基を有する化合物の共重合比により所望の範囲に調整することができる。なお、エチレン性不飽和基当量は、JIS K 0070:1992の試験方法第6.0項に記載の方法によりヨウ素価を測定することによって算出することができる。 In the alkali-soluble resin used in the present invention, the ethylenically unsaturated group equivalent is preferably 400 g / mol or less because the elastic recovery rate is likely to be improved. The ethylenically unsaturated group equivalent of the alkali-soluble resin is more preferably 360 g / mol or less. For example, B) having an ethylenically unsaturated group, the higher the content ratio of the structural unit represented by the general formula (6), the smaller the ethylenically unsaturated group equivalent can be. The ethylenically unsaturated group equivalent of the alkali-soluble resin can be adjusted to a desired range by the copolymerization ratio of the compound having an ethylenically unsaturated group. The ethylenically unsaturated group equivalent can be calculated by measuring the iodine value by the method described in Section 6.0 of the test method of JIS K 0070: 1992.

本発明に用いるアルカリ可溶性樹脂において、その重量平均分子量(「Mw」)は、3,000〜100,000であることが好ましい。Mwを3,000以上とすることにより、プリベイク膜の粘度を高め、レンズスキャン方式で露光した場合においても、高さのばらつきをより抑制することができる。Mwは20,000以上がより好ましい。一方、Mwを100,000以下とすることにより、パターン表面の凹凸を抑制し、パターンの表面形状を向上させることができる。Mwは80,000以下がより好ましい。ここで、本発明におけるアルカリ可溶性樹脂のMwは、標準ポリスチレンによる換算値であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定することができる。 The weight average molecular weight (“Mw”) of the alkali-soluble resin used in the present invention is preferably 3,000 to 100,000. By setting Mw to 3,000 or more, the viscosity of the prebake film can be increased, and even when exposed by the lens scan method, the height variation can be further suppressed. Mw is more preferably 20,000 or more. On the other hand, by setting Mw to 100,000 or less, unevenness on the surface of the pattern can be suppressed and the surface shape of the pattern can be improved. Mw is more preferably 80,000 or less. Here, Mw of the alkali-soluble resin in the present invention is a conversion value based on standard polystyrene, and can be measured by using gel permeation chromatography.

本発明に用いるアルカリ可溶性樹脂において、その酸価は、60〜100mgKOH/gであることが好ましい。酸価を60mgKOH/g以上とすることにより、高さばらつきをより低減することができる。酸価は65mgKOH/g以上がより好ましい。一方、酸価を100mgKOH/g以下とすることにより、パターン表面の凹凸を抑制し、パターンの表面形状を向上させることができる。酸価は95mgKOH/g以下がより好ましい。アルカリ可溶性樹脂の酸価は、カルボキシル基を有する化合物の共重合比により所望の範囲に調整することができる。ここで、本発明におけるアルカリ可溶性樹脂の酸価は、JIS K 0070:1992の試験方法第3.1項の中和滴定法により求めることができる。なお、固形分濃度30質量%程度のアルカリ可溶性樹脂溶液を用いて測定する場合には、アルカリ可溶性樹脂溶液5gをアルミ製カップ(φ45mm)に入れ、130℃で1時間加熱して溶剤を除去することにより、測定に必要な量のアルカリ可溶性樹脂を得ることができる。 The alkali-soluble resin used in the present invention preferably has an acid value of 60 to 100 mgKOH / g. By setting the acid value to 60 mgKOH / g or more, the height variation can be further reduced. The acid value is more preferably 65 mgKOH / g or more. On the other hand, by setting the acid value to 100 mgKOH / g or less, the unevenness of the pattern surface can be suppressed and the surface shape of the pattern can be improved. The acid value is more preferably 95 mgKOH / g or less. The acid value of the alkali-soluble resin can be adjusted to a desired range by the copolymerization ratio of the compound having a carboxyl group. Here, the acid value of the alkali-soluble resin in the present invention can be determined by the neutralization titration method of Section 3.1 of the test method of JIS K 0070: 1992. When measuring using an alkali-soluble resin solution having a solid content concentration of about 30% by mass, 5 g of the alkali-soluble resin solution is placed in an aluminum cup (φ45 mm) and heated at 130 ° C. for 1 hour to remove the solvent. This makes it possible to obtain an amount of alkali-soluble resin required for measurement.

本発明の感光性樹脂組成物に含まれるアルカリ可溶性樹脂の含有量は、固形分中10〜45質量%とすることが好ましい。アルカリ可溶性樹脂の係る含有量を10質量%以上とすることにより、スペーサの高さのばらつきをより抑制することができる。一方、アルカリ可溶性樹脂の係る含有量を45質量%以下とすることにより、弾性復元率をより向上させることができる。 The content of the alkali-soluble resin contained in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 10 to 45% by mass in the solid content. By setting the content of the alkali-soluble resin to 10% by mass or more, the variation in the height of the spacer can be further suppressed. On the other hand, by setting the content of the alkali-soluble resin to 45% by mass or less, the elastic recovery rate can be further improved.

本発明に用いられる光重合開始剤とは、放射線(可視光、紫外線および電子線を含む)により分解および/または反応し、ラジカルを発生させる化合物をいう。光重合開始剤としては、例えば、オキシムエステル系化合物、アルキルフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 The photopolymerization initiator used in the present invention refers to a compound that decomposes and / or reacts with radiation (including visible light, ultraviolet rays, and electron beams) to generate radicals. Examples of the photopolymerization initiator include oxime ester compounds, alkylphenone compounds, benzophenone compounds, thioxanthone compounds, imidazole compounds, benzothiazole compounds, benzoxazole compounds, acylphosphine oxide compounds, and titanosen compounds. Examples include compounds. Two or more of these may be contained.

オキシムエステル系化合物としては、例えば、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)、“アデカアークルズ”(商標登録)N−1919、NCI−831、NCI−930(以上、いずれも(株)ADEKA製)、“IRGACURE”(商標登録)OXE01、OXE02、OXE03、OXE04(以上、いずれもBASFジャパン(株)製)などが挙げられる。アルキルフェノン系化合物としては、例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、“IRGACURE”(商標登録)907(BASFジャパン(株)製)などが挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、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などが挙げられる。チオキサントン系化合物としては、例えば、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロピルチオキサントン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどが挙げられる。イミダゾール系化合物としては、例えば、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体などが挙げられる。ベンゾチアゾール系化合物としては、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。ベンゾオキサゾール系化合物としては、例えば、2−メルカプトベンゾオキサゾールなどが挙げられる。アシルフォスフィンオキサイド系化合物としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。チタノセン系化合物としては、例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウムなどが挙げられる。これらの中でも、感度をより向上させる観点から、オキシムエステル系化合物、アルキルフェノン系化合物が好ましい。オキシムエステル系化合物の中でも“アデカアークルズ”(商標登録)N−1919がより好ましく、アルキルフェノン系化合物の中でも“IRGACURE”(商標登録)907がより好ましい。 Examples of the oxime ester compound include 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-). Methylbenzoyl) -9H-carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9H-carbazole) -3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), etanone, 1- [9-ethyl-6- {2-methyl-4- (2,2-dimethyl-1,3-dioxolanyl) methoxybenzoyl} -9H-Carbazole-3-yl]-, 1- (O-Acetyloxime), "Adeca Arculus" (registered trademark) N-1919, NCI-831, NCI-930 (all manufactured by ADEKA Co., Ltd.) ), "IRGACURE" (registered trademark) OXE01, OXE02, OXE03, OXE04 (all of which are manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) and the like. Examples of the alkylphenone-based compound include 2,2-diethoxyacetophenone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, and 2- (dimethylamino) -2-[(4). -Methylphenyl) Methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, α-hydroxyisobutylphenone, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1- Examples thereof include phenyl-propane-1-one and "IRGACURE" (registered trademark) 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.). Examples of the benzophenone compound include benzophenone, N, N'-tetraethyl-4,4'-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone and the like. Examples of the thioxanthone compound include thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, and 2,4-diiso. Examples thereof include pyrthioxanthone, 1-chloro-4-propylthioxanthone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone and the like. Examples of the imidazole compound include 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer. Examples of the benzothiazole-based compound include 2-mercaptobenzothiazole. Examples of the benzoxazole-based compound include 2-mercaptobenzoxazole. Examples of the acylphosphine oxide-based compound include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide and the like. Examples of the titanocene compound include bis (η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrole-1-yl) -phenyl) titanium. Be done. Among these, oxime ester compounds and alkylphenone compounds are preferable from the viewpoint of further improving the sensitivity. Among the oxime ester compounds, "Adeka Arcurus" (registered trademark) N-1919 is more preferable, and among the alkylphenone compounds, "IRGACURE" (registered trademark) 907 is more preferable.

本発明において、感光性樹脂組成物に含まれる光重合開始剤の含有量は、固形分中1〜30質量%とすることが好ましく、2〜25質量%がさらに好ましい。30質量%以下であるとエチレン性不飽和基当量とウレタン当量を高めやすい。1質量%以上であると感度を高めやすい。 In the present invention, the content of the photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 25% by mass in the solid content. When it is 30% by mass or less, the ethylenically unsaturated group equivalent and the urethane equivalent can be easily increased. If it is 1% by mass or more, the sensitivity can be easily increased.

本発明の感光性樹脂組成物は、フィラー、増感助剤、紫外線吸収剤、密着改良剤、界面活性剤、重合禁止剤、前述のアルカリ可溶性樹脂以外の高分子化合物、有機酸、有機アミノ化合物、硬化剤などの添加剤や溶剤を含有してもよい。 The photosensitive resin composition of the present invention includes a filler, a sensitizing aid, an ultraviolet absorber, an adhesion improver, a surfactant, a polymerization inhibitor, a polymer compound other than the above-mentioned alkali-soluble resin, an organic acid, and an organic amino compound. , Additives such as hardeners and solvents may be included.

本発明の感光性樹脂組成物は、フィラーを含有することにより、プリベイク膜の乾燥後の粘度をより高めて、高さばらつきをより抑制することができる。フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、硫酸バリウム等の無機酸化物粒子;金属粒子;アクリル、スチレン、シリコーン、フッ素含有ポリマー等の樹脂粒子などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、粒子径と分散性の観点から、シリカ粒子を用いることが好ましい。フィラーの比表面積換算での平均粒子径は、4〜120nmが好ましい。フィラーの平均粒子径が4nm以上であると、スペーサとしたときの高さのばらつきをより抑制することができる。一方、粒子径が120nm以下であると、光リソグラフィー工程を経て得たスペーサパターンの表面の凹凸を抑制し、パターンの表面形状を向上させることができる。 By containing the filler, the photosensitive resin composition of the present invention can further increase the viscosity of the prebaked film after drying and further suppress the height variation. Examples of the filler include inorganic oxide particles such as silica, alumina, titania and barium sulfate; metal particles; resin particles such as acrylic, styrene, silicone and fluorine-containing polymer. Two or more of these may be contained. Among these, it is preferable to use silica particles from the viewpoint of particle size and dispersibility. The average particle size of the filler in terms of specific surface area is preferably 4 to 120 nm. When the average particle size of the filler is 4 nm or more, the variation in height when used as a spacer can be further suppressed. On the other hand, when the particle size is 120 nm or less, the unevenness of the surface of the spacer pattern obtained through the photolithography step can be suppressed, and the surface shape of the pattern can be improved.

フィラーを含有しない場合は、樹脂中のエチレン性不飽和基当量およびウレタン当量を高めやすく好ましい。 When the filler is not contained, the ethylenically unsaturated group equivalent and the urethane equivalent in the resin can be easily increased, which is preferable.

本発明の感光性樹脂組成物は、増感助剤を含有することにより、感度を向上させることができる。増感助剤としては、例えば、芳香族または脂肪族の第三級アミン等が挙げられる。 The photosensitive resin composition of the present invention can improve the sensitivity by containing a sensitizing aid. Examples of the sensitizing aid include aromatic or aliphatic tertiary amines.

本発明の感光性樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含有することにより、透明性が高く、微細でテーパーの短いフォトスペーサを容易に形成することができる。紫外線吸収剤としては、透明性および非着色性の観点から、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物などの有機化合物系紫外線吸収剤が好ましい。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、ベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。 By containing the ultraviolet absorber, the photosensitive resin composition of the present invention can easily form a highly transparent, fine and short-tapered photospacer. As the ultraviolet absorber, an organic compound-based ultraviolet absorber such as a benzotriazole-based compound, a benzophenone-based compound, or a triazine-based compound is preferable from the viewpoint of transparency and non-coloring property. Two or more of these may be contained. Among these, benzotriazole-based compounds are preferable.

ベンゾトリアゾール系化合物としては、例えば、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−[5クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチルフェノール)、2,4ジ−tert−ブチル−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−tert−ペンチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4−メチルフェノール、2[2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6テトラヒドロフタルイミド−メチル)−5−メチルフェニル]ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。 Examples of the benzotriazole-based compound include 2- (2H-benzotriazole-2-yl) -p-cresol and 2- (2H-benzotriazole-2-yl) -4-6-bis (1-methyl-1). -Phenylethyl) phenol, 2- [5 chloro (2H) -benzotriazole-2-yl] -4-methyl-6- (tert-butylphenol), 2,4 di-tert-butyl-6- (5-chloro) Bentriazole-2-yl) phenol, 2- (2H-benzotriazole-2-yl) phenol, 2- (2H-benzotriazole-2-yl) -4,6-tert-pentylphenol, 2- (2H-) Bentriazole-2-yl-4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol, 2 (2H-benzotriazole-2-yl) -6-dodecyl-4-methylphenol, 2 [2-hydroxy -3- (3,4,5,6 tetrahydrophthalimide-methyl) -5-methylphenyl] benzotriazole and the like can be mentioned.

ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、オクタベンゾン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。 Examples of the benzophenone compound include octabenzophenone and 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone.

トリアジン系化合物としては、例えば、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノールが挙げられる。 Examples of the triazine-based compound include 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazine-2-yl) -5-[(hexyl) oxy] -phenol.

本発明の感光性樹脂組成物に含みうる紫外線吸収剤の含有量は、固形分中0.3〜10質量%が好ましい。紫外線吸収剤の含有量を0.3質量%以上とすることにより、テーパー部をより短くすることができる。紫外線吸収剤の含有量は、2質量%以上がより好ましい。一方、紫外線吸収剤の含有量を10質量%以下とすることにより、感度を高く維持することができる。紫外線吸収剤の含有量は、8質量%以下がより好ましい。なお、固形分とは、感光性樹脂組成物に含まれる溶媒を除く成分をいう。 The content of the ultraviolet absorber that can be contained in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.3 to 10% by mass in the solid content. By setting the content of the ultraviolet absorber to 0.3% by mass or more, the tapered portion can be further shortened. The content of the ultraviolet absorber is more preferably 2% by mass or more. On the other hand, by setting the content of the ultraviolet absorber to 10% by mass or less, high sensitivity can be maintained. The content of the ultraviolet absorber is more preferably 8% by mass or less. The solid content refers to a component excluding the solvent contained in the photosensitive resin composition.

前記した密着改良剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランの等のシランカップリング剤などが挙げられる。これらは2種以上含有してもよい。また、ウレタン結合を有し、または、ウレタン結合形成能を有する化合物を用いることが好ましく、そのような化合物としては、3−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランのペンタエリスリトールテトラアクリレート付加物を挙げることができる。 Examples of the adhesion improver include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N- (2). -Aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3 − Silane coupling agents such as mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-isocyandiapropyltriethoxysilane and the like can be mentioned. These may be contained in 2 or more types. Further, it is preferable to use a compound having a urethane bond or an ability to form a urethane bond, and examples of such a compound include pentaerythritol tetraacrylate of 3-ureidopropyltrialkoxysilane and 3-isocyanatepropyltriethoxysilane. Additives can be mentioned.

本発明の感光性樹脂組成物に含みうる密着改良剤の含有量は、固形分中0.1〜20質量%が好ましい。密着改良剤の含有量を0.1質量%以上とすることにより、現像密着性を向上させることができる。密着改良剤の含有量は、0.5質量%以上がより好ましい。一方、密着改良剤の含有量を20質量%以下とすることにより、アルカリ可溶性樹脂や重合性化合物の凝集を抑制することができる。密着改良剤の含有量は、10質量%以下がより好ましい。 The content of the adhesion improver that can be contained in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass in the solid content. By setting the content of the adhesion improver to 0.1% by mass or more, the development adhesion can be improved. The content of the adhesion improver is more preferably 0.5% by mass or more. On the other hand, by setting the content of the adhesion improver to 20% by mass or less, aggregation of the alkali-soluble resin and the polymerizable compound can be suppressed. The content of the adhesion improver is more preferably 10% by mass or less.

前記した界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等の陰イオン界面活性剤;ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の陽イオン界面活性剤;ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレート等の非イオン界面活性剤;パーフルオロブチルスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、パーフルオロアルキル基含有トリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル基含有リン酸エステル、若しくはパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等のフッ素系界面活性剤;ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性メチルアルキルポリシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系界面活性剤などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン“BYK”(登録商標)333(ビックケミー社製)が好ましい。 Examples of the above-mentioned surfactant include anionic surfactants such as ammonium lauryl sulfate and triethanolamine polyoxyethylene alkyl ether sulfate; cationic surfactants such as stearylamine acetate and lauryltrimethylammonium chloride; and lauryldimethylamine oxide. , Amphoteric surfactants such as laurylcarboxymethyl hydroxyethyl imidazolium betaine; nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, sorbitan monostearate; perfluorobutyl sulfonate, perfluoroalkyl Fluorine-based surfactants such as group-containing carboxylates, perfluoroalkyl group-containing trimethylammonium salts, perfluoroalkyl group-containing phosphoric acid esters, or perfluoroalkylethylene oxide adducts; polyether-modified polymethylalkylsiloxanes, polyether-modified Silicone-based surfactants such as polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified methylalkylpolysiloxane, aralkyl-modified polymethylalkylsiloxane, polyether-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, and polyester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane. Be done. Two or more of these may be contained. Among these, polyether-modified polydimethylsiloxane "BYK" (registered trademark) 333 (manufactured by Big Chemie) is preferable.

本発明の感光性樹脂組成物に含みうる界面活性剤の含有量は、固形分中0.001〜10質量%が好ましい。界面活性剤の含有量を0.001質量%以上とすることにより、感光性樹脂組成物の塗布性を向上させることができる。界面活性剤の含有量は、0.01質量%以上がより好ましい。一方、界面活性材の含有量を10質量%以下とすることにより、パターン表面の凹凸を抑制し、パターンの表面形状を向上させることができる。界面活性剤の含有量は、1質量%以下がより好ましい。 The content of the surfactant that can be contained in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.001 to 10% by mass in the solid content. By setting the content of the surfactant to 0.001% by mass or more, the coatability of the photosensitive resin composition can be improved. The content of the surfactant is more preferably 0.01% by mass or more. On the other hand, by setting the content of the surfactant to 10% by mass or less, the unevenness of the pattern surface can be suppressed and the surface shape of the pattern can be improved. The content of the surfactant is more preferably 1% by mass or less.

前記した重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、tert−ブチルヒドロキノン、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ヒドロキノン、2,5−ビス(1,1−ジメチルブチル)などのヒドロキノンヒドロキノン系重合禁止剤;カテコール、tert−ブチルカテコールなどのカテコール系重合禁止剤などが挙げられる。重合禁止剤は2種以上含有してもよい。 Examples of the polymerization inhibitor described above include hydroquinone, tert-butylhydroquinone, 2,5-bis (1,1,3,3-tetramethylbutyl) hydroquinone, and 2,5-bis (1,1-dimethylbutyl). Hydroquinone hydroquinone-based polymerization inhibitors such as catechol, catechol-based polymerization inhibitors such as tert-butyl catechol and the like. Two or more kinds of polymerization inhibitors may be contained.

本発明の感光性樹脂組成物に含みうる重合禁止剤の含有量は、固形分中0.01〜0.5質量%が好ましい。重合禁止剤の含有量を0.01質量%以上とすることにより、感光性樹脂組成物の経時保存安定性を向上することができる。一方、重合禁止剤の含有量を0.5質量%以下とすることにより、極性溶媒浸漬時の感度低下による膜表面の浸食やシミの発生を抑制することができる。 The content of the polymerization inhibitor that can be contained in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.01 to 0.5% by mass in the solid content. By setting the content of the polymerization inhibitor to 0.01% by mass or more, the stability of the photosensitive resin composition over time can be improved. On the other hand, by setting the content of the polymerization inhibitor to 0.5% by mass or less, it is possible to suppress the occurrence of erosion and stains on the film surface due to a decrease in sensitivity when immersed in a polar solvent.

前記したアルカリ可溶性樹脂以外の高分子化合物としては、例えば、それ単独ではアルカリ現像液に対して殆ど溶解しない、アクリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリイミド前駆体などが挙げられる。係る高分子化合物は2種以上を用いてもよい。 Examples of the polymer compound other than the alkali-soluble resin include acrylic resin, alkyd resin, melamine resin, polyvinyl alcohol, polyester, polyether, polyamide, and polyamide-imide, which are hardly soluble in the alkali developing solution by themselves. Examples include polyimide and polyimide precursors. Two or more kinds of such polymer compounds may be used.

前記した溶剤としては、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、キシレン、エチルベンゼン、ソルベントナフサなどが挙げられる。溶剤は2種以上を用いてもよい。 Examples of the above-mentioned solvent include ether solvents, ester solvents, alcohol solvents, ketone solvents, xylene, ethylbenzene, solvent naphtha and the like. Two or more kinds of solvents may be used.

エーテル系溶剤としては、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ターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルが好ましい。 Examples of the ether solvent include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol tertiary butyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol methyl ethyl ether are preferable.

エステル系溶剤としては、例えば、ベンジルアセテート、エチルベンゾエート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエート、マロン酸ジエチル、2−エチルヘキシルアセテート、2−ブトキシエチルアセテート、3−メトキシ−ブチルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−ブチルアセテート、シュウ酸ジエチル、アセト酢酸エチル、3−メトキシ−ブチルアセテート、アセト酢酸メチル、エチル−3−エトキシプロピオネート、2−エチルブチルアセテート、イソペンチルプロピオネート、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アセテート、酢酸ペンチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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ターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソペンチルなどが挙げられる。これらの中でも、3−メトキシ−ブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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などが好ましい。 Examples of the ester solvent include benzyl acetate, ethyl benzoate, γ-butyrolactone, methyl benzoate, diethyl malonate, 2-ethylhexyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 3-methoxy-butyl acetate and 3-methoxy-3-methyl. -Butyl acetate, diethyl oxalate, ethyl acetoacetate, 3-methoxy-butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 2-ethylbutyl acetate, isopentyl propionate, propylene glycol monomethyl ether propio Nate, propylene glycol monoethyl ether acetate, pentyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isopentyl acetate and the like can be mentioned. Among these, 3-methoxy-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate and the like are preferable.

アルコール系溶剤としては、例えば、ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノールが挙げられる。 Examples of the alcohol solvent include butanol, 3-methyl-2-butanol, and 3-methyl-3-methoxybutanol.

ケトン系溶剤としては、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノンが挙げられる。 Examples of the ketone solvent include cyclopentanone and cyclohexanone.

本発明の感光性樹脂組成物は、上底面の直径が6μm、下底面の直径が9μm、高さが3μmの円錐台状に成形し、50mNの荷重をかけたときの弾性復元率が60%以上であることが好ましい。なお、詳細な成形条件は実施例の項に記したとおりである。係る弾性復元率が60%以上であると、セル圧着時のスペーサの高さのばらつきがより抑制され、フォトスペーサの塑性変形による表示ムラをより低減することができる。この弾性復元率は70%以上がより好ましい。弾性復元率が100%に近いほど、フォトスペーサの変形によるセルギャップへの影響と、それによる表示ムラをより抑制することができる。上記形状は、フォトスペーサの代表的な形状であり、上記荷重は、フォトスペーサが製造または使用時に受ける荷重の一例である。かかる方法により、フォトスペーサを形成するために用いた感光性樹脂組成物の塑性変形のしにくさを相対的に評価することができる。 The photosensitive resin composition of the present invention is formed into a truncated cone having an upper bottom surface diameter of 6 μm, a lower bottom surface diameter of 9 μm, and a height of 3 μm, and has an elastic recovery rate of 60% when a load of 50 mN is applied. The above is preferable. The detailed molding conditions are as described in the section of Examples. When the elastic recovery rate is 60% or more, the variation in the height of the spacer at the time of cell crimping is further suppressed, and the display unevenness due to the plastic deformation of the photo spacer can be further reduced. The elastic recovery rate is more preferably 70% or more. The closer the elastic recovery rate is to 100%, the more the influence of the deformation of the photo spacer on the cell gap and the resulting uneven display can be suppressed. The above shape is a typical shape of a photo spacer, and the above load is an example of a load that the photo spacer receives during manufacturing or use. By such a method, the difficulty of plastic deformation of the photosensitive resin composition used for forming the photo spacer can be relatively evaluated.

図1に、フォトスペーサの弾性特性を表すヒステリシス曲線の一例の概略図を示す。フォトスペーサに荷重をかけ、また、荷重を取り除くと、図1に示すような、フォトスペーサに印加された荷重と、フォトスペーサの変形量とのヒステリシス曲線が得られる。ヒステリシス曲線からフォトスペーサの総変形量Ha[μm]、塑性変形量Hb[μm]および弾性変形量を求めることにより、フォトスペーサの弾性復元率(((Ha−Hb)/Ha)×100)(%)を算出することができる。ここで、ヒステリシス曲線は、硬度計フィッシャー(Fischerscope H100;Helmut Fischer GmbH & Co社製)とφ50μmの平型圧子を用いて、速度2.5mN/秒で荷重50mNに到達するまで圧力を加えた後、速度2.5mN/秒で開放することにより得られる。 FIG. 1 shows a schematic view of an example of a hysteresis curve representing the elastic characteristics of the photo spacer. When a load is applied to the photo spacer and the load is removed, a hysteresis curve of the load applied to the photo spacer and the amount of deformation of the photo spacer is obtained as shown in FIG. By obtaining the total deformation amount Ha [μm], the plastic deformation amount Hb [μm], and the elastic deformation amount of the photo spacer from the hysteresis curve, the elastic recovery rate of the photo spacer (((Ha−Hb) / Ha) × 100) ( %) Can be calculated. Here, the hysteresis curve is obtained after applying pressure at a speed of 2.5 mN / sec until a load of 50 mN is reached using a hardness tester Fisher (Fisherscope H100; Helmut Fisher GmbH & Co) and a flat indenter of φ50 μm. , Obtained by opening at a speed of 2.5 mN / sec.

フォトスペーサを形成したときの弾性復元率を上記範囲にするためには、エチレン性不飽和基当量が前述の好ましい範囲にある感光性樹脂組成物を用いることが好適である。 In order to keep the elastic recovery rate when the photospacer is formed in the above range, it is preferable to use a photosensitive resin composition in which the ethylenically unsaturated group equivalent is in the above-mentioned preferable range.

本発明の感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤および重合性化合物と、必要に応じて界面活性剤、重合禁止剤、溶剤、紫外線吸収剤等その他の添加剤を任意の割合で混合することにより得ることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention contains an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator and a polymerizable compound in an arbitrary ratio of other additives such as a surfactant, a polymerization inhibitor, a solvent and an ultraviolet absorber, if necessary. It can be obtained by mixing with.

本発明の感光性樹脂組成物は、フォトスペーサの形成に好ましく用いることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention can be preferably used for forming a photo spacer.

フォトスペーサの形状は、カラーフィルタの高精細化のため、円錐台形状が好ましく、上底の直径は15μm以下が好ましい。また、下低の直径に対する上底の直径の比(上底/下低)は、0.3〜2.0が好ましい。 The shape of the photo spacer is preferably a truncated cone shape, and the diameter of the upper base is preferably 15 μm or less in order to improve the definition of the color filter. The ratio of the diameter of the upper base to the diameter of the lower bottom (upper base / lower lower) is preferably 0.3 to 2.0.

次に、本発明のフォトスペーサの製造方法について、基板上に形成する場合を例に説明する。前述の本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥してプリベイク膜を得て、プリベイク膜をレンズスキャン露光および現像することによりフォトスペーサを形成することが好ましい。さらに、現像後の塗布膜パターンを加熱処理して硬化させることが好ましい。なお、本発明のフォトスペーサは基板に直接接して設ける場合のみならず、基板上に構成された各種の要素(例えば、ブラックマトリクス、平坦化膜、電極、液晶配向膜)の上に設けることができる。 Next, the method for manufacturing the photospacer of the present invention will be described by taking the case of forming it on a substrate as an example. It is preferable that the above-mentioned photosensitive resin composition of the present invention is applied onto a substrate and dried to obtain a prebake film, and the prebake film is subjected to lens scan exposure and development to form a photospacer. Further, it is preferable to heat-treat the developed coating film pattern to cure it. The photo spacer of the present invention may be provided not only when it is provided in direct contact with the substrate, but also when it is provided on various elements (for example, a black matrix, a flattening film, an electrode, a liquid crystal alignment film) configured on the substrate. it can.

基板としては、ガラス、高分子フィルム等の透明基板が挙げられる。 Examples of the substrate include transparent substrates such as glass and polymer films.

感光性樹脂組成物の塗布方法としては、例えば、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーコーティング法などが挙げられる。 Examples of the method for applying the photosensitive resin composition include a dip method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, and a wire bar coating method.

乾燥方法としては、減圧乾燥、オーブンやホットプレートを用いた加熱乾燥(プリベイク)などが挙げられる。減圧乾燥の場合、加熱温度は、乾燥溶媒の減圧チャンバー内壁への再凝縮を抑制する観点から、100℃以下が好ましい。減圧乾燥圧力は、感光性樹脂組成物に含まれる溶剤の蒸気圧以下が好ましく、1〜1000Paが好ましい。減圧乾燥時間は、10〜600秒間が好ましい。プリベイクの場合、加熱温度は60〜200℃、加熱時間は1〜60分間が一般的である。 Examples of the drying method include vacuum drying and heat drying (pre-baking) using an oven or a hot plate. In the case of vacuum drying, the heating temperature is preferably 100 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing recondensation of the drying solvent on the inner wall of the vacuum chamber. The vacuum drying pressure is preferably equal to or lower than the vapor pressure of the solvent contained in the photosensitive resin composition, and is preferably 1 to 1000 Pa. The vacuum drying time is preferably 10 to 600 seconds. In the case of prebaking, the heating temperature is generally 60 to 200 ° C., and the heating time is generally 1 to 60 minutes.

本発明においては、下記する調製方法にて得られるプリベイク膜の23℃における粘度が1×10〜1×10Pa・sであることが好ましい。23℃における粘度が1×10Pa・s以上であるプリベイク膜に露光することにより、プリベイク膜の流動性を適度に抑え、プリベイク膜の搬送工程や、露光工程、加熱乾燥(ポストベイク)工程におけるムラの発生をより抑制することができる。23℃における粘度が1×10Pa・s以上がより好ましい。一方、23℃における粘度が1×10Pa・s以下であるプリベイク膜に露光することにより、現像性を向上させることができる。ここで、プリベイク膜の23℃における粘度とは、プリベイク膜90mm以上を採取し、レオメーター(MCR−302;アントンパール(株)製)とφ15mmのプレートを用いて、測定厚み:0.5mm、周波数:1Hz、歪み:0.5%の条件で、20℃から110℃まで0.083℃/秒の昇温速度で昇温しながら測定したときの23℃における粘度をいう。なお、カラーフィルタ基板上へのフォトスペーサの製造工程において、プリベイク膜の温度は乾燥工程で100℃程度まで加熱されるが、露光前の冷却により室温(約23℃)程度となることが一般的である。このため、本発明においては、一般的な露光時のプリベイク膜温度として、23℃における粘度に着目した。In the present invention, the viscosity of the prebaked film obtained by the following preparation method at 23 ° C. is preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 8 Pa · s. By exposing the pre-baked film having a viscosity of 1 × 10 3 Pa · s or more at 23 ° C., the fluidity of the pre-baked film is appropriately suppressed, and in the pre-baking film transport step, the exposure step, and the heat drying (post-baking) step. The occurrence of unevenness can be further suppressed. Viscosity at 23 ° C. and more preferably not less than 1 × 10 5 Pa · s. On the other hand, by exposing the prebaked film viscosity is less 1 × 10 8 Pa · s at 23 ° C., thereby improving the developing property. Here, the viscosity of the pre-baked film at 23 ° C. is measured by collecting 90 mm 3 or more of the pre-baked film, using a rheometer (MCR-302; manufactured by Anton Pearl Co., Ltd.) and a plate having a diameter of 15 mm, and measuring thickness: 0.5 mm. The viscosity at 23 ° C. when measured while raising the temperature from 20 ° C. to 110 ° C. at a heating rate of 0.083 ° C./sec under the conditions of frequency: 1 Hz and strain: 0.5%. In the process of manufacturing the photo spacer on the color filter substrate, the temperature of the prebaked film is heated to about 100 ° C. in the drying process, but it is generally about room temperature (about 23 ° C.) by cooling before exposure. Is. Therefore, in the present invention, attention is paid to the viscosity at 23 ° C. as the prebake film temperature at the time of general exposure.

得られたプリベイク膜に、マスクを介して露光することにより露光部分を硬化させ、アルカリ現像液により現像することにより未露光部分を除去し、パターン形成することが好ましい。 It is preferable that the exposed portion is cured by exposing the obtained prebaked film through a mask, and the unexposed portion is removed by developing with an alkaline developer to form a pattern.

露光方式としては、例えば、プロキシミティ露光、レンズスキャン露光、ミラープロジェクション露光、ステッパー露光などが挙げられる。本発明においては、大型基板への高精細パターン加工に優れたレンズスキャン露光が好ましく用いられる。本発明の感光性樹脂組成物は高さのばらつきを抑制することができることから、装置構成として1stレンズと2ndレンズの二列のレンズが並び、このレンズの継目で露光時間差があり、プリベイク膜が流動することで、高さのばらつきが生じやすいレンズスキャン露光であっても好適に用いることができる。レンズスキャン露光装置としては、例えば、FX−65S((株)ニコン製)が挙げられる。 Examples of the exposure method include proximity exposure, lens scan exposure, mirror projection exposure, stepper exposure, and the like. In the present invention, lens scan exposure excellent in high-definition pattern processing on a large substrate is preferably used. Since the photosensitive resin composition of the present invention can suppress variations in height, two rows of lenses, a 1st lens and a 2nd lens, are lined up as an apparatus configuration, and there is an exposure time difference at the joint of these lenses, so that the prebake film is formed. It can be suitably used even in a lens scan exposure in which height variation is likely to occur due to the flow. Examples of the lens scan exposure apparatus include FX-65S (manufactured by Nikon Corporation).

現像工程としては、アルカリ現像液による現像が好ましい。アルカリ現像液としては、有機アルカリ現像液、無機アルカリ現像液などが挙げられる。無機アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの水溶液などが好ましい。有機アルカリ現像液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、メタノールアミンなどのアミン系水溶液が好ましい。アルカリ現像液中におけるアルカリ性物質の含有量は、未露光部の現像溶解性の観点から、0.02質量%以上が好ましい。一方、露光部のパターン加工性をより向上させる観点から、2.0質量%以下が好ましい。現像液は、現像の均一性を高めるために、界面活性剤を含有することが好ましい。現像液の温度により現像速度が変化するため、現像液温度は18〜40℃の範囲で適宜選択することが好ましい。 As the developing step, development with an alkaline developer is preferable. Examples of the alkaline developer include an organic alkaline developer and an inorganic alkaline developer. As the inorganic alkali developer, an aqueous solution of sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like is preferable. As the organic alkali developer, an amine-based aqueous solution such as tetramethylammonium hydroxide aqueous solution or methanolamine is preferable. The content of the alkaline substance in the alkaline developer is preferably 0.02% by mass or more from the viewpoint of development solubility of the unexposed portion. On the other hand, from the viewpoint of further improving the pattern processability of the exposed portion, 2.0% by mass or less is preferable. The developer preferably contains a surfactant in order to improve the uniformity of development. Since the developing speed changes depending on the temperature of the developing solution, it is preferable to appropriately select the developing solution temperature in the range of 18 to 40 ° C.

現像方法としては、例えば、ディップ現像、シャワー現像、パドル現像などが挙げられる。現像液の温度、流量およびシャワー噴射圧力、現像後の水洗温度、流量およびシャワー噴射圧力条件を適宜選択することが好ましい。基板上の残渣を除去するためには、現像液または水洗水を高圧で噴射することが好ましく、噴出圧力は0.01MPa〜20MPaが好ましい。 Examples of the developing method include dip development, shower development, paddle development and the like. It is preferable to appropriately select the temperature, flow rate and shower injection pressure of the developer, the washing temperature after development, the flow rate and the shower injection pressure conditions. In order to remove the residue on the substrate, it is preferable to inject the developer or washing water at a high pressure, and the ejection pressure is preferably 0.01 MPa to 20 MPa.

現像後の塗布膜パターンの加熱処理装置としては、熱風オーブン、ホットプレートなどが挙げられる。加熱温度は180〜300℃が好ましく、加熱時間は5〜90分間が好ましい。 Examples of the heat treatment device for the coating film pattern after development include a hot air oven and a hot plate. The heating temperature is preferably 180 to 300 ° C., and the heating time is preferably 5 to 90 minutes.

次に、本発明のフォトスペーサを有するカラーフィルタ基板と液晶表示装置を例に挙げて説明する。 Next, the color filter substrate having the photospacer and the liquid crystal display device of the present invention will be described as an example.

一態様では、カラーフィルタ基板は、基板上に、本発明のフォトスペーサおよび画素を有する。必要に応じて、ブラックマトリックス、平坦化膜、透明電極、配向膜などを有してもよい。なお、本発明のフォトスペーサはTFTアレイ基板の側に形成することもできる。 In one aspect, the color filter substrate has the photospacers and pixels of the present invention on the substrate. If necessary, it may have a black matrix, a flattening film, a transparent electrode, an alignment film, and the like. The photo spacer of the present invention can also be formed on the side of the TFT array substrate.

基板としては、フォトスペーサを形成する基板として例示したものが挙げられる。 Examples of the substrate include those exemplified as a substrate on which a photospacer is formed.

画素としては、例えば、赤色画素、緑色画素、青色画素などが挙げられる。画素は、着色剤、樹脂、重合性化合物、光重合開始剤、その他の添加剤などを含有してもよく、それらの1種以上を含む組成物の硬化物から形成されていてもよい。着色剤としては、例えば、有機顔料、無機顔料、染料が挙げられる。樹脂、重合性化合物、光重合開始剤、その他の添加剤としては、例えば、本発明の透明感光性樹脂組成物の成分として例示したものが挙げられる。 Examples of the pixel include a red pixel, a green pixel, a blue pixel, and the like. The pixels may contain colorants, resins, polymerizable compounds, photopolymerization initiators, other additives and the like, or may be formed from a cured product of a composition containing one or more of them. Examples of the colorant include organic pigments, inorganic pigments, and dyes. Examples of the resin, the polymerizable compound, the photopolymerization initiator, and other additives include those exemplified as the components of the transparent photosensitive resin composition of the present invention.

画素の形状としては、例えば、矩形、ストライプ、正方形、多角形、波型などが挙げられる。開口部面積を大きくして透過率を向上させる観点から、画素幅は、1μm以上が好ましい。一方、より緻密な画像を表示する観点から、画素幅は、100μm以下が好ましい。画素の膜厚は、1〜5μm程度が好ましい。 Examples of the pixel shape include rectangles, stripes, squares, polygons, and wavy shapes. From the viewpoint of increasing the opening area and improving the transmittance, the pixel width is preferably 1 μm or more. On the other hand, from the viewpoint of displaying a more detailed image, the pixel width is preferably 100 μm or less. The film thickness of the pixels is preferably about 1 to 5 μm.

隣接画素間には、ブラックマトリックス(以下、「BM」)を有することが好ましい。BMは、画素間を遮光することにより、表示画像のコントラストを向上させる作用を有する。BMは、互いに隣接する画素の一部を重ねることにより形成された色重ねBMであってもよいが、画素の段差を抑制して表示画像をより向上させ、高い遮光性を得るため、樹脂および遮光材を含有することが好ましい。樹脂としては、ポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂が好ましい。遮光剤としては、例えば、チタンブラック、窒化チタン、炭化チタン、カーボンブラックなどが挙げられる。さらに、密着改良剤、高分子分散剤、重合開始剤、酸発生剤、塩基発生剤、界面活性剤等を含有してもよい。 It is preferable to have a black matrix (hereinafter, “BM”) between adjacent pixels. The BM has an effect of improving the contrast of the displayed image by blocking the light between the pixels. The BM may be a color-overlapping BM formed by overlapping a part of pixels adjacent to each other, but in order to suppress a step between the pixels to further improve the displayed image and obtain a high light-shielding property, the resin and the BM may be used. It is preferable to contain a light-shielding material. As the resin, a polyimide resin or an acrylic resin is preferable. Examples of the light-shielding agent include titanium black, titanium nitride, titanium carbide, carbon black and the like. Further, an adhesion improver, a polymer dispersant, a polymerization initiator, an acid generator, a base generator, a surfactant and the like may be contained.

BMの膜厚は、遮光性と抵抗値を向上させる観点から、0.5μm以上が好ましく、0.8μm以上がより好ましい。一方、BMの膜厚は、平坦性を向上させる観点から、2.5μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましい。 The film thickness of the BM is preferably 0.5 μm or more, more preferably 0.8 μm or more, from the viewpoint of improving the light-shielding property and the resistance value. On the other hand, the film thickness of BM is preferably 2.5 μm or less, more preferably 2.0 μm or less, from the viewpoint of improving flatness.

画素やBMを有するカラーフィルタ基板が段差を有する場合、平坦化膜を有することが好ましい。平坦化膜は、画素やBM上の全面に形成されていてもよいし、平坦化したい部分に選択的に形成されていてもよい。平坦化膜が画素やBM上の全面に形成される場合、平坦化膜は熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなることが好ましく、平坦化膜が選択的に形成される場合、平坦化膜は感光性樹脂組成物の硬化物からなることが好ましい。 When the color filter substrate having pixels or BM has a step, it is preferable to have a flattening film. The flattening film may be formed on the entire surface of the pixel or BM, or may be selectively formed on a portion to be flattened. When the flattening film is formed on the entire surface of the pixel or BM, the flattening film is preferably made of a cured product of a thermosetting resin composition, and when the flattening film is selectively formed, the flattening film is formed. Is preferably composed of a cured product of the photosensitive resin composition.

平坦化膜は、樹脂を含有することが好ましく、さらに、密着改良剤、高分子分散剤、重合開始剤、酸発生剤、塩基発生剤、界面活性剤等を含有してもよい。 The flattening film preferably contains a resin, and may further contain an adhesion improver, a polymer dispersant, a polymerization initiator, an acid generator, a base generator, a surfactant and the like.

平坦化膜の膜厚は、平坦性と画素からの不純物の溶出を抑制する観点から、0.5μm以上が好ましく、1.0μm以上がより好ましい。一方、平坦化膜の膜厚は、透明性を向上させる観点から、3.0μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましい。 The film thickness of the flattening film is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1.0 μm or more, from the viewpoint of flatness and suppressing elution of impurities from the pixels. On the other hand, the film thickness of the flattening film is preferably 3.0 μm or less, more preferably 2.0 μm or less, from the viewpoint of improving transparency.

本発明のカラーフィルタ基板は、基板上に、本発明のフォトスペーサおよび画素、必要に応じてブラックマトリックスや平坦化膜などを形成することにより得ることができる。画素やブラックマトリックス、平坦化膜の形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィー法、印刷法、電着法などが挙げられる。 The color filter substrate of the present invention can be obtained by forming the photospacer and pixels of the present invention, a black matrix, a flattening film, or the like, if necessary, on the substrate. Examples of the method for forming the pixel, the black matrix, and the flattening film include a photolithography method, a printing method, and an electrodeposition method.

本発明の液晶表示装置は、対向して配置されたカラーフィルタ基板と駆動素子側基板、前記カラーフィルタ基板および該駆動素子側基板との間に配置された本発明の樹脂組成物を用いて形成されたフォトスペーサ、また、両基板の間に充填された液晶化合物を具備する。カラーフィルタ−基板および駆動素子側基板は、通常、液晶の配向方向を制御するための液晶配向膜を有している。例えば、ブラックマトリックスを有するカラーフィルタ基板を用いる場合、フォトスペーサを、非表示領域すなわちブラックマトリックスの上方に有することが好ましい。なお、駆動素子側基板にフォトスペーサを有してもよく、この場合も、駆動素子側基板上の非表示領域の上方にフォトスペーサを有することが好ましい。フォトスペーサは、対向する2枚の基板間を均一な間隔とし、これを保つ目的に設けられるので、ガラスのような硬質基板にもフィルムのような軟質な基板にも区別なく作製することができる。液晶表示装置やエレクトロウェッティングデバイスのような用途にも使用することができる。液晶配向膜としては、ポリイミド等の樹脂膜が好ましい。 The liquid crystal display device of the present invention is formed by using the resin composition of the present invention arranged between the color filter substrate and the drive element side substrate, the color filter substrate and the drive element side substrate arranged so as to face each other. The photospacer is provided with a liquid crystal compound filled between the two substrates. The color filter-board and the drive element-side board usually have a liquid crystal alignment film for controlling the orientation direction of the liquid crystal. For example, when using a color filter substrate having a black matrix, it is preferable to have a photo spacer in a non-display area, that is, above the black matrix. The drive element-side substrate may have a photo spacer, and in this case as well, it is preferable to have a photo spacer above the non-display region on the drive element-side substrate. Since the photo spacer is provided for the purpose of maintaining a uniform distance between two opposing substrates, it can be manufactured without distinction between a hard substrate such as glass and a soft substrate such as a film. .. It can also be used in applications such as liquid crystal display devices and electrowetting devices. As the liquid crystal alignment film, a resin film such as polyimide is preferable.

フォトスペーサを形成するために用いられる感光性樹脂組成物は、基板上に均一に塗布される。塗布厚みは0.5μmから500μmが好ましく、弾性復元率を高める観点からは1μm以上とすることが好ましく、また、塗布の均一性の観点からは5μm以下がとすることが好ましい。引き続き、所定のパターンで露光・現像・乾燥され、必要に応じて硬化処理を行って、フォトスペーサは形成される。基板上方からフォトスペーサの形状を観察したとき観察される形状としては、ストライプ形状、多角形や円形が好ましい。八角形以上の多角形や円形であるとサイズのばらつきが小さくなり好ましい、四角形であると位置ずれが起こりにくく好ましい。双方の基板に直行するストライプ状のフォトスペーサを作成すると、接触面積がばらつきを受けにくく好ましい。断面形状としては矩形、下辺が広い台形、上辺が広い台形、半球状が好ましい。有効体積を最大化するために矩形が好ましく、配向膜を傷つけにくくするために半球状が好ましい。多段露光、ハーフトーン露光を利用して、複数の高さを設けることも好ましい。ギャップを主に支えるメインスペーサ、メインスペーサよりわずかに低いサブスペーサを同時に設けることも工程数を減らすことができて好ましい。平坦化膜を同時に設けることもさらに好ましい。 The photosensitive resin composition used to form the photospacer is uniformly applied onto the substrate. The coating thickness is preferably 0.5 μm to 500 μm, preferably 1 μm or more from the viewpoint of increasing the elastic recovery rate, and preferably 5 μm or less from the viewpoint of coating uniformity. Subsequently, it is exposed, developed, and dried in a predetermined pattern, and if necessary, it is cured to form a photo spacer. When the shape of the photo spacer is observed from above the substrate, a striped shape, a polygonal shape, or a circular shape is preferable. A polygon or a circle having an octagon or more is preferable because the size variation is small, and a quadrangle is preferable because misalignment is unlikely to occur. It is preferable to create a striped photo spacer orthogonal to both substrates because the contact area is less likely to vary. The cross-sectional shape is preferably rectangular, trapezoidal with a wide lower side, trapezoidal with a wide upper side, or hemispherical. A rectangle is preferable in order to maximize the effective volume, and a hemisphere is preferable in order to prevent the alignment film from being damaged. It is also preferable to provide a plurality of heights by using multi-stage exposure and halftone exposure. It is also preferable to simultaneously provide a main spacer that mainly supports the gap and a sub spacer that is slightly lower than the main spacer because the number of steps can be reduced. It is further preferable to provide the flattening film at the same time.

次に、前述のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置の製造方法の例について説明する。カラーフィルタ基板および/または駆動素子側基板上に前述の製造方法によりフォトスペーサを製造する工程を有することが好ましい。具体的には、前述のカラーフィルタ基板と駆動素子側基板とを対向させて、フォトスペーサを介して貼り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入してから注入口を封止し、最後にICドライバー等を実装することが好ましい。液晶表示装置が液晶配向膜を有する場合、ポリイミド液を塗布・熱処理した後、ラビング処理や紫外線処理により表面処理することが好ましい。微細な粉塵や静電気の発生を抑制し、液晶分子を均一に高精細に配向させる観点から、紫外線処理により表面処理することが好ましい。 Next, an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device using the above-mentioned color filter substrate will be described. It is preferable to have a step of manufacturing a photo spacer on the color filter substrate and / or the drive element side substrate by the above-mentioned manufacturing method. Specifically, the above-mentioned color filter substrate and the drive element side substrate are opposed to each other, bonded to each other via a photo spacer, and liquid crystal is injected from the injection port provided in the seal portion, and then the injection port is sealed. Finally, it is preferable to mount an IC driver or the like. When the liquid crystal display device has a liquid crystal alignment film, it is preferable that the polyimide liquid is applied and heat-treated, and then the surface is treated by rubbing treatment or ultraviolet treatment. From the viewpoint of suppressing the generation of fine dust and static electricity and aligning the liquid crystal molecules uniformly and with high definition, it is preferable to perform surface treatment by ultraviolet treatment.

以下に本発明をその実施例および比較例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples thereof, but the present invention is not construed as being limited to these examples.

各物性および特性は、以下の方法により測定し、または、評価した。 Each physical property and property was measured or evaluated by the following method.

(エチレン性不飽和基当量)
各成分のエチレン性不飽和基当量は、JIS K 0070:1992の試験方法第6.0項に記載の方法により、ヨウ素価を測定することで算出した。なお、樹脂組成物の固形分のエチレン性不飽和基当量は、固形分を構成する各成分の質量比とその成分のエチレン性不飽和基当量とから求めた。
(Ethylene unsaturated group equivalent)
The ethylenically unsaturated group equivalent of each component was calculated by measuring the iodine value by the method described in Section 6.0 of the test method of JIS K 0070: 1992. The ethylenically unsaturated group equivalent of the solid content of the resin composition was determined from the mass ratio of each component constituting the solid content and the ethylenically unsaturated group equivalent of the component.

(イソシアネート基当量)
イソシアネート基当量は、JIS K 1556:2006の試験方法に記載の方法により求めた。
(Isocyanate group equivalent)
The isocyanate group equivalent was determined by the method described in the test method of JIS K 1556: 2006.

(ウレタン当量)
製造例1〜10、12で得たイソシアネートと水酸基を原料とする重合性化合物U-1〜10とアクリル可溶性樹脂AC−2については、赤外分光測定によってイソシアネートのピークである2260cm−1のピークに着眼し、その強度が0.000001以下になっていること確認した。全てのイソシアネート基がウレタン結合に転化されていることから、仕込み組成からウレタン当量を算出した。また、分子量の測定は、既知である場合を除いて、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより標準ポリスチレン換算値として求めた。
(Urethane equivalent)
Regarding the polymerizable compounds U-1 to 10 and the acrylic soluble resin AC-2 obtained from Production Examples 1 to 10 and 12 using the isocyanate and the hydroxyl group as raw materials, the peak of isocyanate was 2260 cm -1 as measured by infrared spectroscopy. It was confirmed that the strength was 0.000001 or less. Since all the isocyanate groups were converted into urethane bonds, the urethane equivalent was calculated from the charged composition. In addition, the measurement of the molecular weight was determined as a standard polystyrene-equivalent value by a gel permeation chromatograph, unless it is known.

製造例11得たアルカリ可溶性樹脂AC−1については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて標準ポリスチレン換算値として分子量を求め、原材料に含まれるウレタン結合の量から算出した。 Production Example 11 Regarding the obtained alkali-soluble resin AC-1, the molecular weight was determined as a standard polystyrene-equivalent value using gel permeation chromatography, and the molecular weight was calculated from the amount of urethane bonds contained in the raw materials.

(酸価)
JIS K 0070:1992の試験方法第3.1項の中和滴定法により、酸価を測定した。
(Acid value)
The acid value was measured by the neutralization titration method of Section 3.1 of the test method of JIS K 0070: 1992.

製造例1(重合性化合物 U−1)
冷却管、攪拌装置および温度計を取り付けた反応容器に、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌル体 168.2質量部およびジブチル錫ジラウレート0.1質量部を仕込み、50℃に昇温した後、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部を1時間かけて滴下した後、90℃で5時間攪拌して反応を行なった。この反応液中の残存イソシアネート量を測定したところ、イソシアネート量が検出限界以下になり、ウレタン化反応が行われた重合性化合物(U−1)を得た。U−1の分子量は2078.2であり、イソシアネート当量は無限大(すなわち、イソシアネート基を検出できなかった。無限大の意味は以下同じ)あり、ウレタン当量は692.6g/molであり、エチレン性不飽和基当量は138.5であった。1分子中のエチレン性不飽和基数は15であった。
Production Example 1 (Polymeric Compound U-1)
168.2 parts by mass of hexamethylene diisocyanate isocyanulate and 0.1 parts by mass of dibutyltin dilaurate were charged in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a thermometer, and the temperature was raised to 50 ° C., and then dipentaerythritol pentaacrylate. After dropping 524.52 parts by mass over 1 hour, the reaction was carried out by stirring at 90 ° C. for 5 hours. When the amount of residual isocyanate in this reaction solution was measured, the amount of isocyanate was below the detection limit, and a polymerizable compound (U-1) subjected to the urethanization reaction was obtained. The molecular weight of U-1 is 2078.2, the isocyanate equivalent is infinite (that is, the isocyanate group could not be detected. The meaning of infinity is the same below), the urethane equivalent is 692.6 g / mol, and ethylene. The sex unsaturated group equivalent was 138.5. The number of ethylenically unsaturated groups in one molecule was 15.

以下に示す製造例1〜10、製造例12の重合性化合物の特性値を表1に示した。 Table 1 shows the characteristic values of the polymerizable compounds of Production Examples 1 to 10 and Production Examples 12 shown below.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

製造例2(重合性化合物 U−2)
製造例1のジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部に代えてペンタエリスリトールトリアクリレート298.29質量部とした以外は製造例1と同様の方法で重合性化合物(U−2)を得た。
Production Example 2 (Polymeric Compound U-2)
A polymerizable compound (U-2) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that pentaerythritol triacrylate was 298.29 parts by mass instead of 524.52 parts by mass of dipentaerythritol pentaacrylate in Production Example 1.

製造例3(重合性化合物 U−3)
製造例1のジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部に代えてトリペンタエリスリトールヘプタアクリレート750.75質量部とした以外は製造例1と同様の方法で重合性化合物(U−3)を得た。
Production Example 3 (Polymeric Compound U-3)
A polymerizable compound (U-3) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that tripentaerythritol heptaacrylate 750.75 parts by mass was used instead of 524.52 parts by mass of dipentaerythritol pentaacrylate in Production Example 1. ..

製造例4(重合性化合物 U−4)
製造例1のヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌル体 168.2質量部に代えてヘキサメチレンジイソシアネートウレトジオン体 154.17質量部とし、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部に代えてアクリル酸72.06質量部とした以外は製造例1と同様の方法で重合性化合物(U−4)を得た。
Production Example 4 (Polymeric Compound U-4)
Hexamethylene diisocyanate isocyanulate of Production Example 1 was replaced with 168.2 parts by mass with 154.17 parts by mass of hexamethylene diisocyanate uretdione, and dipentaerythritol pentaacrylate was replaced with 724.52 parts by mass with acrylic acid by 72.06 parts by mass. A polymerizable compound (U-4) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except for the above.

製造例5(重合性化合物 U−5)
製造例4のアクリル酸72.06質量部に代えてペンタエリスリトールテトラアクリレート298.29質量部とした以外は製造例4と同様の方法で重合性化合物(U−5)を得た。
Production Example 5 (Polymeric Compound U-5)
A polymerizable compound (U-5) was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that pentaerythritol tetraacrylate 298.29 parts by mass was used instead of 72.06 parts by mass of acrylic acid in Production Example 4.

製造例6(重合性化合物 U−6)
製造例4のアクリル酸72.06質量部に代えてジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部とした以外は製造例4と同様の方法で重合性化合物(U−6)を得た。
Production Example 6 (Polymeric Compound U-6)
A polymerizable compound (U-6) was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that dipentaerythritol pentaacrylate 524.52 parts by mass was used instead of 72.06 parts by mass of acrylic acid in Production Example 4.

製造例7(重合性化合物 U−7)
製造例4のアクリル酸72.06質量部に代えてトリペンタエリスリトールヘプタアクリレート750.75質量部とした以外は製造例6と同様の方法で重合性化合物(U−7)を得た。
Production Example 7 (Polymeric Compound U-7)
A polymerizable compound (U-7) was obtained in the same manner as in Production Example 6 except that the amount of tripentaerythritol heptaacrylate was 750.75 parts by mass instead of 72.06 parts by mass of acrylic acid in Production Example 4.

製造例8(重合性化合物 U−8)
製造例4のヘキサメチレンジイソシアネートウレトジオン体 154.17質量部に代えてヘキサメチレンジイソシアネート84.1質量部とした以外は製造例4と同様の方法で重合性化合物(U−8)を得た。
Production Example 8 (Polymeric Compound U-8)
A polymerizable compound (U-8) was obtained in the same manner as in Production Example 4 except that the hexamethylene diisocyanate uretdione compound of Production Example 4 was replaced with 84.1 parts by mass of hexamethylene diisocyanate.

製造例9(重合性化合物 U−9)
冷却管、攪拌装置および温度計を取り付けた反応容器に、ヘキサメチレンジイソシアネートイソシアヌル体 168.2質量部およびジブチル錫ジラウレート0.1質量部を仕込み、25℃にした後、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部を1時間かけて滴下した後、25℃で1日間攪拌して反応を行い、重合性化合物群U−9を得た。
Production Example 9 (Polymeric Compound U-9)
168.2 parts by mass of hexamethylene diisocyanate isocyanul compound and 0.1 part by mass of dibutyltin dilaurate were charged in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a thermometer, and the temperature was 25 ° C., and then dipentaerythritol pentaacrylate 524. After dropping 52 parts by mass over 1 hour, the reaction was carried out by stirring at 25 ° C. for 1 day to obtain a polymerizable compound group U-9.

このU−9をGPCにて測定を行ったところ、これはU−9−1、U−9−2、U−9−3の3種の混合物であり、分取し測定値を測定したところイソシアネート残基が存在しウレタン反応は完結していなかった。U−9−1(構成比25%、分子量2078.2、イソシアネート当量 無限大、ウレタン当量692.7g/mol、エチレン性不飽和基当量138.55 1分子のエチレン性不飽和基数15)、U−9−2(構成比30%、分子量1553.63、イソシアネート当量1553.6g/mol、ウレタン当量776.8g/mol、エチレン性不飽和基当量155.36 1分子のエチレン性不飽和基基数10)、U−9−3(構成比45%、分子量1029.11、イソシアネート当量514.6g/mol、ウレタン当量1029.1g/mol、エチレン性不飽和基当量205.82 1分子のエチレン性不飽和基数5)であった、U−9全体としての重量平均分子量、イソシアネート当量、エチレン性不飽和基当量およびウレタン当量は表1に示すとおりであった。 When this U-9 was measured by GPC, it was a mixture of three types, U-9-1, U-9-2, and U-9-3, and the measured values were sorted and measured. The urethane reaction was not completed due to the presence of isocyanate residues. U-9-1 (composition ratio 25%, molecular weight 2078.2, isocyanate equivalent infinite, urethane equivalent 692.7 g / mol, ethylenically unsaturated group equivalent 138.55 1 molecule of ethylenically unsaturated groups 15), U -9-2 (composition ratio 30%, molecular weight 1553.63, isocyanate equivalent 1553.6 g / mol, urethane equivalent 776.8 g / mol, ethylenically unsaturated group equivalent 155.36 1 molecule of ethylenically unsaturated groups 10 ), U-9-3 (composition ratio 45%, molecular weight 1029.11, isocyanate equivalent 514.6 g / mol, urethane equivalent 1029.1 g / mol, ethylenically unsaturated group equivalent 205.82 1 molecule of ethylenically unsaturated The weight average molecular weight, isocyanate equivalent, ethylenically unsaturated group equivalent and urethane equivalent of U-9 as a whole, which had the number of groups 5), were as shown in Table 1.

以下に、重合性化合物 U−1ないしU−9−3の構造式を示した。 The structural formulas of the polymerizable compounds U-1 to U-9-3 are shown below.

Figure 2019216107
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Figure 2019216107
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Figure 2019216107
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製造例10(重合性化合物 U−10)
製造例1のジペンタエリスリトールペンタアクリレート524.52質量部に代えてジペンタエリスリトールトリアクリレート・アルキレンオキサイド変成物(日本化薬(株)製“KAYARAD”(登録商標)DPCA−20)807質量部とした以外は製造例1と同様の方法で重合性化合物(U−10)を得た。
Production Example 10 (Polymeric Compound U-10)
Instead of 524.52 parts by mass of dipentaerythritol pentaacrylate in Production Example 1, 807 parts by mass of dipentaerythritol triacrylate alkylene oxide variant (“KAYARAD” (registered trademark) DPCA-20 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) A polymerizable compound (U-10) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except for the above.

製造例11 (アルカリ可溶性樹脂 AC−1)
72gのメタクリル酸(MA)、40gのN−シクロヘキシルマレイミド(CHMI)、30gのメタクリル酸メチル(MMA)、3gの2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、0.5gのラウリルメルカプタンおよび220gのプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を重合容器中に仕込み、窒素雰囲気下で90℃にて2時間撹拌した後、液温を100℃に上げ、さらに5時間加熱撹拌して反応させた。次に、重合容器内を空気置換し、得られた反応溶液に97gのメタクリル酸グリシジル(GMA)、1.2gのジメチルベンジルアミンおよび0.2gのp−メトキシフェノールを添加して、110℃で6時間撹拌した後、PGMEを追加して固形分濃度25.0質量%のアルカリ可溶性樹脂1(AC−1)の溶液を得た。得られたAC−1のMwは40,000、エチレン性不飽和基当量は350g/mol、酸価は85mgKOH/gであった。なお、アルカリ可溶性樹脂 AC−1において、MAが一般式(3)で表される構造単位を構成し、GMAが一般式(4)で表される構造単位を与え、CHMIが一般式(5)で表される構造単位を与える。
Production Example 11 (Alkali-soluble resin AC-1)
72 g of methacrylate (MA), 40 g of N-cyclohexylmaleimide (CHMI), 30 g of methyl methacrylate (MMA), 3 g of 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 0.5 g of lauryl mercaptan. And 220 g of propylene glycol monomethyl ether (PGME) was charged in a polymerization vessel and stirred at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, then the liquid temperature was raised to 100 ° C., and the mixture was further heated and stirred for 5 hours to react. Next, the inside of the polymerization vessel was replaced with air, and 97 g of glycidyl methacrylate (GMA), 1.2 g of dimethylbenzylamine and 0.2 g of p-methoxyphenol were added to the obtained reaction solution at 110 ° C. After stirring for 6 hours, PGME was added to obtain a solution of alkali-soluble resin 1 (AC-1) having a solid content concentration of 25.0% by mass. The obtained AC-1 had a Mw of 40,000, an ethylenically unsaturated group equivalent of 350 g / mol, and an acid value of 85 mgKOH / g. In the alkali-soluble resin AC-1, MA constitutes a structural unit represented by the general formula (3), GMA gives a structural unit represented by the general formula (4), and CHMI is the general formula (5). Gives the structural unit represented by.

製造例12 (アルカリ可溶性樹脂 AC−2)
内容量が2 リットルの5つ口反応容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAc)686g、グリシジルメタクリレート(GMA)332g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)6.6g を加え、窒素を吹き込みながら8 0 ℃ で6時間加熱し、GMAのポリマー溶液を得た。
Production Example 12 (Alkali-soluble resin AC-2)
686 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAc), 332 g of glycidyl methacrylate (GMA), and 6.6 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) are added to a 5-port reaction vessel having a content of 2 liters, and nitrogen is blown into the reaction vessel. While heating at 80 ° C. for 6 hours, a polymer solution of GMA was obtained.

次に、得られたGMAのポリマー溶液に、アクリル酸(AA)168g、メトキノン(MQ)0.05g、トリフェニルフォスフィン(TPP)0.5gを加え、空気を吹き込みながら100℃ で24時間加熱し、GMA樹脂のアクリル酸付加物溶液を得た。 Next, 168 g of acrylic acid (AA), 0.05 g of methquinone (MQ) and 0.5 g of triphenylphosphine (TPP) were added to the obtained polymer solution of GMA, and the mixture was heated at 100 ° C. for 24 hours while blowing air. Then, an acrylic acid adduct solution of GMA resin was obtained.

更に、得られた樹脂のアクリル酸付加物溶液に、テトラヒドロフタル酸無水物1 86g を加え、7 ℃で10時時間加熱した。 Further, 186 g of tetrahydrophthalic anhydride was added to the acrylic acid adduct solution of the obtained resin, and the mixture was heated at 7 ° C. for 10 hours.

さらにメタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工製「カレンズMOI」)117.22g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAc)117.22 g を加え、空気を吹き込みながら60℃で12時間加熱し、PGMEを追加して固形分濃度25.0質量%の、アルカリ可溶性樹脂(AC−2)溶液を得た。得られたAC−2のMwは16,000、エチレン性不飽和基当量は260g/molである。ウレタン当量は1061.94g/molであった。1分子あたりのエチレン性不飽和基の数は61.5であり、ウレタン当量は1061.9g/molであった。 Further, 117.22 g of methacryloyloxyethyl isocyanate (“Karens MOI” manufactured by Showa Denko) and 117.22 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAc) were added, and the mixture was heated at 60 ° C. for 12 hours while blowing air, and PGME was added. An alkali-soluble resin (AC-2) solution having a solid content concentration of 25.0% by mass was obtained. The obtained AC-2 has a Mw of 16,000 and an ethylenically unsaturated group equivalent of 260 g / mol. The urethane equivalent was 1061.94 g / mol. The number of ethylenically unsaturated groups per molecule was 61.5, and the urethane equivalent was 1061.9 g / mol.

製造例13 (光配向用配向膜の作製)
攪拌翼、窒素導入管を装着した500mL3つ口フラスコに、式(8)で表される化合物2.2636g、N−メチル−2−ピロリドンを104.0g加えた。その溶液を氷冷させ液温を5℃とした後、式(9)で表される化合物3.7364gを加え、12時間室温で攪拌させた。そこにγ−ブチロラクトン10.0gおよびブチルセロソルブ80.0gを加え、溶液を60℃で加熱攪拌し、溶質の重量平均分子量が16,000であり樹脂分濃度が3質量%である光配向用配向膜用組成物を得た。
Production Example 13 (Preparation of alignment film for photoalignment)
To a 500 mL three-necked flask equipped with a stirring blade and a nitrogen introduction tube, 2.2636 g of the compound represented by the formula (8) and 104.0 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added. The solution was ice-cooled to a liquid temperature of 5 ° C., 3.7364 g of the compound represented by the formula (9) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. 10.0 g of γ-butyrolactone and 80.0 g of butyl cellosolve are added thereto, and the solution is heated and stirred at 60 ° C., and the solute has a weight average molecular weight of 16,000 and a resin concentration of 3% by mass. The composition for use was obtained.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

製造例14 (アルカリ可溶性樹脂 AC−3)
95.3gのメタクリル酸(MA)、3.0gの2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、0.5gのラウリルメルカプタンおよび239gの3−メトキシ−1−ブタノール溶液を重合容器中に仕込み、窒素雰囲気下で90℃にて2時間撹拌した後、液温を100℃に上げ、さらに5時間加熱撹拌して反応させた。次に、重合容器内を空気置換し、得られた反応溶液に143.7gのメタクリル酸グリシジル(GMA)、1.2gのジメチルベンジルアミンおよび0.2gのp−メトキシフェノールを添加して、110℃で6時間撹拌した後、3−メトキシ−1−ブタノールを追加して固形分濃度40.0質量%のアルカリ可溶性樹脂3(AC−3)の溶液を得た。得られたAC−3のMwは10,000、エチレン性不飽和基当量は250g/mol)であった。
Production Example 14 (Alkali-soluble resin AC-3)
95.3 g of methacrylic acid (MA), 3.0 g of 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 0.5 g of lauryl mercaptan and 239 g of 3-methoxy-1-butanol solution in a polymerization vessel. After stirring at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, the liquid temperature was raised to 100 ° C., and the mixture was further heated and stirred for 5 hours to react. Next, the inside of the polymerization vessel was replaced with air, and 143.7 g of glycidyl methacrylate (GMA), 1.2 g of dimethylbenzylamine and 0.2 g of p-methoxyphenol were added to the obtained reaction solution, and 110 After stirring at ° C. for 6 hours, 3-methoxy-1-butanol was added to obtain a solution of alkali-soluble resin 3 (AC-3) having a solid content concentration of 40.0% by mass. The obtained AC-3 had a Mw of 10,000 and an ethylenically unsaturated group equivalent of 250 g / mol).

(プリベイク膜の粘度)
塗布対象として無アルカリガラス基板(OA−10;日本電気硝子(株)製;50mm×70mm、厚さ0.7mm)を用いた以外は、各実施例に記載の条件と条件を同じくしてプリベイク膜を作製した。得られたプリベイク膜を、スパーテルを用いて90mm以上集め、レオメーター(MCR−302;アントンパール(株)製)とφ15mmのプレートを用いて、測定厚み:0.5mm、周波数:1Hz、歪み:0.5%の条件で、20℃から110℃まで0.083℃/secの昇温速度で昇温しながら、23℃における粘度を測定した。
(Viscosity of pre-baked film)
Pre-baking under the same conditions and conditions as described in each example, except that a non-alkali glass substrate (OA-10; manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd .; 50 mm × 70 mm, thickness 0.7 mm) was used as the coating target. A membrane was prepared. Collect 90 mm 3 or more of the obtained prebaked film using a spatula, and use a rheometer (MCR-302; manufactured by Anton Pearl Co., Ltd.) and a φ15 mm plate to measure thickness: 0.5 mm, frequency: 1 Hz, distortion. : The viscosity at 23 ° C. was measured while raising the temperature from 20 ° C. to 110 ° C. at a heating rate of 0.083 ° C./sec under the condition of 0.5%.

(フォトスペーサの弾性復元率、弾性復元率評価)
各実施例および比較例において形成した円錐台状のフォトスペーサに、硬度計フィッシャー(Fischerscope H100;Helmut Fischer GmbH & Co社製)とφ50μmの平型圧子を用いて、速度2.5mN/secで荷重50mNに到達するまで圧力を加え5秒間保持した後、速度2.5mN/secで開放し0mNに到達してから5秒間保持したときのヒステリシス曲線を作成した。得られたヒステリシス曲線から、総変形量Ha[μm]、塑性変形量Hb[μm]を求め、フォトスペーサの弾性復元率(((Ha−Hb)/Ha)×100)(%)を算出した。5箇所について測定した数平均値を算出し、弾性復元率評価として、下記基準により評価した。B判定以上を合格とした。
E :弾性復元率が50%未満
D :弾性復元率が50%以上55%未満
C :弾性復元率が55%以上60%未満
B :弾性復元率が60%以上65%未満
A :弾性復元率が65%以上70%未満
AA :弾性復元率が70%以上75%未満
AAA:弾性復元率が75%以上。
(Evaluation of elastic recovery rate and elastic recovery rate of photo spacers)
A truncated cone-shaped photospacer formed in each Example and Comparative Example was loaded with a hardness tester Fisher (Fisherscape H100; Helmut Fisher GmbH & Co) and a flat indenter of φ50 μm at a speed of 2.5 mN / sec. A hysteresis curve was created when pressure was applied until the temperature reached 50 mN and the mixture was held for 5 seconds, then opened at a speed of 2.5 mN / sec and held for 5 seconds after reaching 0 mN. From the obtained hysteresis curve, the total deformation amount Ha [μm] and the plastic deformation amount Hb [μm] were obtained, and the elastic recovery rate of the photospacer (((Ha−Hb) / Ha) × 100) (%) was calculated. .. The number average value measured at 5 points was calculated and evaluated according to the following criteria as the elastic recovery rate evaluation. B judgment or higher was regarded as passing.
E: Elastic recovery rate is less than 50% D: Elastic recovery rate is 50% or more and less than 55% C: Elastic recovery rate is 55% or more and less than 60% B: Elastic recovery rate is 60% or more and less than 65% A: Elastic recovery rate Is 65% or more and less than 70% AAA: Elastic recovery rate is 70% or more and less than 75% AAA: Elastic recovery rate is 75% or more.

(フォトスペーサの耐摺動回数)
液晶パネルを、毎秒2cmで往復運動する台座に固定し、荷重240gをかけた曲率半径5mmのステンレス球でおす摺動試験機にかけ、500回から500回刻みで15000回まで試験したパネルを作製した。このパネルを解体して対向する配向膜を観察し、傷が確認されるまで摺動試験機での操作を継続し、傷が観測されなかった最高回数を耐摺動回数とした。また、摺動性評価として以下の基準で評価した。B判定以上を合格とした。
E :耐摺動回数が500回以下
D :耐摺動回数が500回を超え2000回未満
C :耐摺動回数が2000回を超え3000回未満
B :耐摺動回数が3000回を超え6000回未満
A :耐摺動回数が6000回を超え10000回未満
AA :耐摺動回数が10000回を超え15000回未満
AAA:耐摺動回数が15000回以上。
(Sliding resistance of photo spacer)
The liquid crystal panel was fixed to a pedestal that reciprocates at 2 cm per second, and was subjected to a sliding tester with a stainless ball having a radius of curvature of 5 mm under a load of 240 g to prepare a panel tested from 500 times to 15,000 times in increments of 500 times. .. This panel was disassembled and the opposing alignment films were observed, and the operation with the sliding tester was continued until scratches were confirmed, and the maximum number of times no scratches were observed was defined as the sliding resistance. In addition, the slidability was evaluated according to the following criteria. B judgment or higher was regarded as passing.
E: Sliding resistance is 500 or less D: Sliding resistance is more than 500 and less than 2000 C: Sliding resistance is more than 2000 and less than 3000 B: Sliding resistance is more than 3000 and 6000 Less than A: The number of sliding resistance exceeds 6000 and less than 10000 AA: The number of sliding resistance exceeds 10000 and less than 15000 AAA: The number of sliding resistance is 15000 or more.

(粘度安定性評価)
樹脂組成物の粘度をE型粘度計で測定し、調整初日に対して40℃1週間保管した後の粘度の比で以下判定した。B判定以上を合格とした。
E :粘度変化が±90%以上
D :粘度変化が±90%未満で±10%以上
C :粘度変化が±10%未満で±3%以上
B :粘度変化が±3%未満で±2%以上
A :粘度変化が±2%未満で±1%以上
AA :粘度変化が±1%未満で±0.1%以上
AAA:粘度変化が±0.1%未満。
(Viscosity stability evaluation)
The viscosity of the resin composition was measured with an E-type viscometer, and the following determination was made based on the ratio of the viscosities after storage at 40 ° C. for 1 week to the first day of adjustment. B judgment or higher was regarded as passing.
E: Viscosity change is ± 90% or more D: Viscosity change is less than ± 90% and ± 10% or more C: Viscosity change is less than ± 10% and ± 3% or more B: Viscosity change is less than ± 3% and ± 2% A: Viscosity change is less than ± 2% and ± 1% or more AA: Viscosity change is less than ± 1% and ± 0.1% or more AAA: Viscosity change is less than ± 0.1%.

(フォトスペーサの高さばらつき)
各実施例および比較例において形成した円錐台状のフォトスペーサのうち、基板面内20mm角の範囲において、レンズスキャン露光装置に具備された複数枚のレンズとレンズとの継目部分に対応する箇所に設けられ、該複数のレンズが二列に並ぶ方向に対して直行する方向に一定の間隔で20個のフォトスペーサを選択して、段差測定器を用いて高さのばらつき(最大高さ−最小高さ)を測定し、以下の基準によりフォトスペーサの高さばらつきを評価した。
E :高さのばらつきが0.060μm以上
D :高さのばらつきが0.050μm以上0.060μm未満
C :高さのばらつきが0.040μm以上0.050μm未満
B :高さのばらつきが0.020μm以上0.040μm未満
A :高さのばらつきが0.010μm以上0.020μm未満
AA :高さのばらつきが0.005μm以上0.010μm未満
AAA:高さのばらつきが0.005μm未満。
(Variation in height of photo spacer)
Among the conical trapezoidal photospacers formed in each Example and Comparative Example, in a range of 20 mm square in the substrate surface, at a portion corresponding to a joint portion between a plurality of lenses provided in the lens scan exposure apparatus. Twenty photo spacers are selected at regular intervals in a direction perpendicular to the direction in which the plurality of lenses are arranged in two rows, and height variation (maximum height-minimum) is performed using a step measuring device. Height) was measured, and the height variation of the photo spacer was evaluated according to the following criteria.
E: Height variation is 0.060 μm or more D: Height variation is 0.050 μm or more and less than 0.060 μm C: Height variation is 0.040 μm or more and less than 0.050 μm B: Height variation is 0. 020 μm or more and less than 0.040 μm A: Height variation is 0.010 μm or more and less than 0.020 μm AA: Height variation is 0.005 μm or more and less than 0.010 μm AAA: Height variation is less than 0.005 μm.

(現像マージンの評価)
各実施例および比較例において現像時間を20秒から5秒刻みで100秒まで増減したカラーフィルタ基板のフォトスペーサで、現像欠けも残渣もない時間範囲で評価した。
E :欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が10秒以下
D :欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が15秒
C :欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が20秒
B :欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が25秒
A :欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が30秒
AA :欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が35秒
AAA:欠けのない現像時間―残渣がない現像時間が40秒以上。
(Evaluation of development margin)
In each Example and Comparative Example, the photospacer of the color filter substrate whose development time was increased or decreased from 20 seconds to 100 seconds in 5 second increments was evaluated in a time range in which there was no development chipping or residue.
E: Development time without chipping-development time without residue 10 seconds or less D: Development time without chipping-development time without residue 15 seconds C: Development time without chipping-development time without residue 20 seconds B : Development time without chipping-Development time without residue 25 seconds A: Development time without chipping-Development time without residue 30 seconds AA: Development time without chipping-Development time without residue 35 seconds AAA: Development time without chipping Development time without residue-Development time without residue is 40 seconds or more.

(比較感光性樹脂組成物1(HK−1)の調製)
アルカリ可溶性樹脂溶液として、AC−3(エチレン性不飽和基当量250g/mol、ウレタン当量 無限大(すなわち、ウレタン結合を検出できなかった。無限大の意味は以下同じ)):50.07質量部、重合性化合物として、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(“KAYARAD”(登録商標)DPHA;日本化薬;以下、「DPHA」)(エチレン性不飽和基当量101.6、分子量559、ウレタン当量 無限大):8.58質量部、光重合開始剤“アデカアークルズ”(商標登録)N−1919;以下、「N1919」:0.18質量部(エチレン性不飽和基当量 無限大(すなわち、エチレン性不飽和基を検出できなかった。無限大の意味は以下同じ)、ウレタン当量 無限大)、“IRGACURE”(商標登録)907(BASFジャパン(株)製);以下、「IC907」:0.27質量部(エチレン性不飽和基当量 無限大、ウレタン当量 無限大)、2,4−ジエチルチオキサントン(“KAYACURE”(登録商標)DETX−S;日本化薬(株)製;以下、「DETX」):0.45質量部(エチレン性不飽和基当量 無限大、ウレタン当量 無限大)、界面活性剤“BYK”(登録商標)−333(ビックケミージャパン(株)製):以下「BYK−333」)0.11質量部(エチレン性不飽和基当量 無限大、ウレタン当量 無限大)、重合禁止剤2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ヒドロキノン(和光純薬工業(株)製;以下、「DOHQ」):0.07質量部(エチレン性不飽和基当量 無限大、ウレタン当量 無限大)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル(PMA 40質量部を室温で撹拌し、比較感光性樹脂組成物(HK−1)を得た。
(Preparation of Comparative Photosensitive Resin Composition 1 (HK-1))
As an alkali-soluble resin solution, AC-3 (ethylene unsaturated group equivalent 250 g / mol, urethane equivalent infinite (that is, urethane bond could not be detected. The meaning of infinity is the same below)): 50.07 parts by mass. , As a polymerizable compound, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (“KAYARAD” (registered trademark) DPHA; Nippon Kayaku; hereinafter, “DPHA”) (ethylene unsaturated group equivalent 101.6, Molecular weight 559, urethane equivalent infinite): 8.58 parts by mass, photopolymerization initiator "Adeca Arculus" (registered trademark) N-1919; hereinafter, "N1919": 0.18 parts by mass (ethylene unsaturated group equivalent) Infinity (that is, the ethylenically unsaturated group could not be detected. The meaning of infinity is the same below), urethane equivalent infinity), "IRGACURE" (trademark registration) 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.); "IC907": 0.27 parts by mass (ethylene unsaturated group equivalent infinite, urethane equivalent infinite), 2,4-diethylthioxanthone ("KAYACURE" (registered trademark) DETX-S; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. ; "DETX"): 0.45 parts by mass (ethylene unsaturated group equivalent infinite, urethane equivalent infinite), surfactant "BYK" (registered trademark) -333 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) : Hereinafter, "BYK-333") 0.11 part by mass (ethylene unsaturated group equivalent infinite, urethane equivalent infinite), polymerization inhibitor 2,5-bis (1,1,3,3-tetramethylbutyl) Hydroquinone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; hereinafter, "DOHQ"): 0.07 parts by mass (ethylene unsaturated group equivalent infinite, urethane equivalent infinite) and propylene glycol monomethyl ether (PMA 40 parts by mass at room temperature) To obtain a comparative photosensitive resin composition (HK-1).

この比較感光性樹脂組成物(HK−1)は、エチレン性不飽和基当量が250g/molであるアルカリ可溶性樹脂 AC−3を固形成分中に66.77質量%含み、エチレン性不飽和基当量が101.6g/molである重合性化合物 DPHAを固形成分中に28.61質量%含む、この樹脂組成物のエチレン性不飽和基当量は182.3g/molであった。 This comparative photosensitive resin composition (HK-1) contains 66.77% by mass of an alkali-soluble resin AC-3 having an ethylenically unsaturated group equivalent of 250 g / mol in a solid component, and has an ethylenically unsaturated group equivalent. The ethylenically unsaturated group equivalent of this resin composition containing 28.61% by mass of the polymerizable compound DPHA having a value of 101.6 g / mol in the solid component was 182.3 g / mol.

(比較感光性樹脂組成物HK−2〜HK−3、実施感光性樹脂組成物JK−1〜JK−17の作製)
比較感光性樹脂組成物HK−1と同様の手順により、但し、質量配合比を表2〜表4に記載したとおりに作製した。
(Comparative Photosensitive Resin Compositions HK-2 to HK-3, Implementation Photosensitive Resin Compositions JK-1 to JK-17)
The comparative photosensitive resin composition was prepared by the same procedure as that of HK-1, except that the mass compounding ratio was as shown in Tables 2 to 4.

Figure 2019216107
Figure 2019216107

Figure 2019216107
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Figure 2019216107
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(比較例1)
(ブラックマトリクス用樹脂組成物の作製)
カーボンブラック(三菱化学(株)製MA100)150g、高分子分散剤(ビックケミー製“BYK”(登録商標)6919、60質量%溶液) 75g、“サイクロマー”(登録商標)P(ACA)Z250(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル45質量%溶液、酸価110mgKOH/g、分子量20,000) 100g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA) 675gを混合してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーをダイノーミルとチューブでつなぎ、メディアとして直径0.5mmのジルコニアビーズを使用して、周速14m/sで8時間の分散処理を行い、ブラックマトリクス用分散液(BMD−1)を作製した。
(Comparative Example 1)
(Preparation of resin composition for black matrix)
Carbon black (MA100 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 150 g, polymer dispersant ("BYK" (registered trademark) 6919, 60% by mass solution manufactured by Big Chemie) 75 g, "Cyclomer" (registered trademark) P (ACA) Z250 ( A 45% by mass solution of dipropylene glycol monomethyl ether, an acid value of 110 mgKOH / g, a molecular weight of 20,000), 100 g, and 675 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA) were mixed to prepare a slurry. A beaker containing the slurry was connected to a dyno mill with a tube, and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were used as a medium to carry out a dispersion treatment at a peripheral speed of 14 m / s for 8 hours. Was produced.

BMD−1 56.54、“サイクロマー”P(ACA)Z250 3.14g、重合性化合物としてDPHAモノマー(日本化薬(株)製“カヤラッド”(登録商標)DPHA)2.64g、光重合開始剤((株)ADEKA製“アデカアークルズ”(登録商標)NCI−831(以下NCI−831))0.330g、界面活性剤(ビックケミー製“BYK”(登録商標)−333(以下BYK−333))0.04g、重合禁止剤(DIC(株)製ターシャリブチルカテコール(TBC))0.01gPMA37.30gを添加し、ブラックマトリクス用のブラックマトリクス用樹脂組成物1(BM−1)を作製した。 BMD-1 56.54, "Cyclomer" P (ACA) Z250 3.14 g, DPHA monomer as a polymerizable compound ("Kayarad" (registered trademark) DPHA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 2.64 g, photopolymerization started Agent ("ADEKA CORPORATION" (registered trademark) NCI-831 (hereinafter NCI-831)) 0.330 g, surfactant ("BYK" (registered trademark) -333 (hereinafter BYK-333) manufactured by Big Chemie Co., Ltd. )) 0.04 g and 0.01 g PMA 37.30 g of a polymerization inhibitor (tershalibutylcatechol (TBC) manufactured by DIC Co., Ltd.) were added to prepare a black matrix resin composition 1 (BM-1) for a black matrix. did.

(赤色樹脂組成物の作製)
C.I.ピグメントレッド177(チバスペシャリティケミカル(株)製“クロモフタール”レッド(登録商標) A2B)150g、“BYK”6919 75g、“サイクロマー”P(ACA)Z250 100g、PMA 675gを混合してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーをダイノーミルとチューブでつなぎ、メディアとして直径0.5mmのジルコニアビーズを使用して、周速14m/sで8時間の分散処理を行い、赤用分散液(RD−1)を作製した。
(Preparation of red resin composition)
C. I. Pigment Red 177 (“Kromoftal” Red (registered trademark) A2B manufactured by Ciba Speciality Chemical Co., Ltd.) 150 g, “BYK” 6919 75 g, “Cyclomer” P (ACA) Z250 100 g, and PMA 675 g were mixed to prepare a slurry. .. A beaker containing the slurry is connected to a dyno mill with a tube, and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm are used as a medium to carry out a dispersion treatment at a peripheral speed of 14 m / s for 8 hours to prepare a dispersion liquid for red (RD-1). Made.

RD−1 56.54、“サイクロマー”P(ACA)Z250 3.14g、DPHAモノマー 2.64g、光重合開始剤(NCI−831)0.330g、界面活性剤(BYK−333)0.04g、重合禁止剤(TBC)0.01gPMA37.30gを添加し、赤色樹脂組成物(R−1)を作製した。 RD-1 56.54, "Cyclomer" P (ACA) Z250 3.14g, DPHA Monomer 2.64g, Photopolymerization Initiator (NCI-831) 0.330g, Surfactant (BYK-333) 0.04g , 0.01 g of polymerization inhibitor (TBC) PMA 37.30 g was added to prepare a red resin composition (R-1).

(青色樹脂組成物の作製)
C.I.ピグメントブルー15:6(DIC(株)製 EP193)150g、“BYK”6919 75g、“サイクロマー”P(ACA)Z250 100g、PMA 675gを混合してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーをダイノーミルとチューブでつなぎ、メディアとして直径0.5mmのジルコニアビーズを使用して、周速14m/sで8時間の分散処理を行い、青用分散液(BD−1)を作製した。
(Preparation of blue resin composition)
C. I. Pigment Blue 15: 6 (EP193 manufactured by DIC Corporation) 150 g, "BYK" 6919 75 g, "Cyclomer" P (ACA) Z250 100 g, and PMA 675 g were mixed to prepare a slurry. A beaker containing the slurry is connected to a dyno mill with a tube, and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm are used as a medium for dispersion treatment at a peripheral speed of 14 m / s for 8 hours to obtain a blue dispersion (BD-1). Made.

BD−1 29.02、“サイクロマー”P(ACA)Z250 12.70g、DPHAモノマー 4.68g、光重合開始剤(NCI−930)0.585g、界面活性剤(BYK−333)0.04g、重合禁止剤(TBC)0.01g、PMA 52.96gを添加し、青色樹脂組成物(B−1)を作製した。 BD-1 29.02, "Cyclomer" P (ACA) Z250 12.70 g, DPHA monomer 4.68 g, photopolymerization initiator (NCI-930) 0.585 g, surfactant (BYK-333) 0.04 g , 0.01 g of a polymerization inhibitor (TBC) and 52.96 g of PMA were added to prepare a blue resin composition (B-1).

(着色材分散液の作製)
C.I.ピグメントグリーン59(FASTGEN Green C100)105g、C.I.ピグメント イエロー45(クラリアント製 “Hostaperm”Yellow HN4G)、高分子分散剤(“BYK”6919) 75g、バインダー樹脂(“アデカアークルズ”WR301) 100g、PMA 675gを混合してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーをダイノーミルとチューブでつなぎ、メディアとして直径0.5mmのジルコニアビーズを使用して、周速14m/sで8時間の分散処理を行い、ピグメントグリーン59分散液(D−1)を作製した。
(Preparation of colorant dispersion)
C. I. Pigment Green 59 (FASTGEN Green C100) 105g, C.I. I. Pigment Yellow 45 (“Hostaperm” Yellow HN4G manufactured by Clariant), 75 g of a polymer dispersant (“BYK” 6919), 100 g of a binder resin (“ADEKA ARCLUDS” WR301), and 675 g of PMA were mixed to prepare a slurry. A beaker containing the slurry was connected to a dyno mill with a tube, and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm were used as a medium for dispersion treatment at a peripheral speed of 14 m / s for 8 hours. Pigment Green 59 dispersion (D-1) Was produced.

上記着色材分散液D−1 47.361g、WR301 1.111g DPHAモノマー(日本化薬製“カヤラッド”(登録商標)DPHA 酸価0.1mgKOH/g)1.863g、光重合開始剤((株)ADEKA製“アデカアークルズ”(登録商標)NCI−831)0.192g、連鎖移動剤(昭和電工(株)製“カレンズ”(登録商標)MT−PE1 0.021g)、密着改良剤(信越化学工業(株)製 KBM−503)0.160g、界面活性剤(ビックケミー製“BYK”(登録商標)−333)0.040g、重合禁止剤(DIC製ターシャリブチルカテコール(TBC))0.009g、PMA 7.243g、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(DPMA)42.001gを添加し緑色樹脂組成物を作製した。 Colorant dispersion D-1 47.361 g, WR301 1.111 g DPHA monomer (Nippon Kayaku "Kayarad" (registered trademark) DPHA acid value 0.1 mgKOH / g) 1.863 g, photopolymerization initiator (Co., Ltd.) ) ADEKA "ADEKA ARCLUS" (registered trademark) NCI-831) 0.192g, chain transfer agent (Showa Denko Corporation "Karenzu" (registered trademark) MT-PE1 0.021g), adhesion improver (Shinetsu) KBM-503 manufactured by Kagaku Kogyo Co., Ltd. 0.160 g, surfactant (“BYK” (registered trademark) -333 manufactured by Big Chemie) 0.040 g, polymerization inhibitor (tershaributyl catechol (TBC) manufactured by DIC) 0. A green resin composition was prepared by adding 009 g, PMA 7.243 g, and dipropylene glycol monomethyl ether acetate (DPMA) 42.001 g.

(カラーフィルタ基板の作製)
無アルカリガラス上に、硬化後膜厚みが1.5μmになるようにブラックマトリクス用樹脂BM−1を塗布し、真空乾燥した。画素ピッチ50μm、ブラックマトリクス幅5μm幅のストライプ状フォトマスクを介して、i線40mJ/cmで露光し、0.3質量%テトラメチルアンモニウム水溶液により50秒間現像を行い、230℃で30分間加熱硬化を行い、ブラックマトリクスを形成した。
(Manufacturing of color filter substrate)
The black matrix resin BM-1 was applied onto the non-alkali glass so that the film thickness after curing was 1.5 μm, and vacuum dried. Exposed with i-line 40 mJ / cm 2 through a striped photomask with a pixel pitch of 50 μm and a black matrix width of 5 μm, developed with a 0.3 mass% tetramethylammonium aqueous solution for 50 seconds, and heated at 230 ° C. for 30 minutes. Curing was performed to form a black matrix.

その上に、膜厚が2.5μmになるように赤色樹脂組成物R−1を塗布し、真空乾燥した。50μm幅のストライプ状フォトマスクを介して、i線40mJ/cmで露光し、0.3質量%テトラメチルアンモニウム水溶液により50秒間現像を行い、230℃で30分間加熱硬化を行い、画素ピッチ50μmの赤色画素を形成した。A red resin composition R-1 was applied thereto so that the film thickness was 2.5 μm, and the mixture was vacuum dried. It was exposed at 40 mJ / cm 2 i-line through a 50 μm wide striped photomask, developed with a 0.3 mass% tetramethylammonium aqueous solution for 50 seconds, heat-cured at 230 ° C. for 30 minutes, and had a pixel pitch of 50 μm. Red pixels were formed.

さらにその上に、膜厚が2.5μmになるように青色樹脂組成物B−1を塗布し、真空乾燥した。50μm幅のストライプ状フォトマスクを介して、i線40mJ/cmで露光し、0.3質量%テトラメチルアンモニウム水溶液により50秒間現像を行い、230℃30分間加熱硬化を行い、画素ピッチ50μmの青色画素を形成した。Further, the blue resin composition B-1 was applied thereto so that the film thickness was 2.5 μm, and the mixture was vacuum dried. It was exposed at 40 mJ / cm 2 i-line through a 50 μm wide striped photomask, developed with a 0.3 mass% tetramethylammonium aqueous solution for 50 seconds, heat-cured at 230 ° C. for 30 minutes, and had a pixel pitch of 50 μm. A blue pixel was formed.

さらにその上に、硬化後膜厚が2.5μmになるように緑色樹脂組成物を塗布し、90℃で10分間加熱乾燥した。50μm幅のストライプ形状フォトマスクを介して、i線100mJ/cmで露光し、0.3質量%テトラメチルアンモニウム水溶液により60秒間現像を行い、230℃で30分間加熱硬化を行い、画素ピッチ50μmの緑色画素を形成した後、オーバーコート層を作製した。Further, a green resin composition was applied thereto so that the film thickness became 2.5 μm after curing, and the mixture was dried by heating at 90 ° C. for 10 minutes. It was exposed at 100 mJ / cm 2 i-line through a 50 μm wide striped photomask, developed with a 0.3 mass% tetramethylammonium aqueous solution for 60 seconds, heat-cured at 230 ° C. for 30 minutes, and had a pixel pitch of 50 μm. After forming the green pixels of the above, an overcoat layer was prepared.

さらにその上に、比較感光性樹脂組成物1を塗布した。温度:25℃、圧力:45Paの条件で200秒間減圧乾燥した後、105℃で10分間加熱乾燥(プリベイク)した後、室温まで冷却し、プリベイク膜を形成した。次に、レンズスキャン露光装置として、FX−65S((株)ニコン製)で、直径7μmの円形フォトマスクを介して、i線:365nm、h線:405nmおよびg線:436nmの各波長を含む紫外線を照射光として、60mJ/cmの露光量(i線換算)で露光した。Further, the comparative photosensitive resin composition 1 was applied thereto. After drying under reduced pressure for 200 seconds under the conditions of temperature: 25 ° C. and pressure: 45 Pa, the mixture was heat-dried (prebaked) at 105 ° C. for 10 minutes and then cooled to room temperature to form a prebaked film. Next, as a lens scan exposure device, FX-65S (manufactured by Nikon Corporation) includes wavelengths of i-line: 365 nm, h-line: 405 nm, and g-line: 436 nm through a circular photomask having a diameter of 7 μm. Using ultraviolet rays as irradiation light, exposure was performed at an exposure amount of 60 mJ / cm 2 (i-line conversion).

次に、0.3質量%のTMAHと、0.3質量%のA−60とをそれぞれ含む23℃の水溶液を現像液として、60秒間シャワー現像し、さらに水洗して液切りをした。最後に、230℃のオーブン内で30分間加熱乾燥(ポストベイク)して、上底6μm、下底9μm、高さ3μmのフォトスペーサを形成したカラーフィルタ基板を複数枚作製した。数枚で弾性復元率評価等の評価を行い、残りは表示装置の作製工程に進んだ。 Next, an aqueous solution at 23 ° C. containing 0.3% by mass of TMAH and 0.3% by mass of A-60 was used as a developing solution, shower-developed for 60 seconds, washed with water, and drained. Finally, a plurality of color filter substrates having photospacers having an upper base of 6 μm, a lower base of 9 μm, and a height of 3 μm were prepared by heating and drying (post-baking) in an oven at 230 ° C. for 30 minutes. Evaluations such as elastic recovery rate evaluation were performed with a few sheets, and the rest proceeded to the manufacturing process of the display device.

(表示装置の作製)
無アルカリガラス上にTFT素子、透明電極等を形成し、TFTアレイ基板を作製した。前記方法により得られたカラーフィルタ基板とアレイ基板に、製造例12の光配向用配向膜用組成物を硬化後膜厚100nmになる条件で塗布し、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射し、波長365nmで1.3J/cmで光偏向を行った。230℃にて20分間焼成処理を行った。
(Manufacturing of display device)
A TFT element, a transparent electrode, and the like were formed on non-alkali glass to prepare a TFT array substrate. The composition for an alignment film for photoalignment of Production Example 12 is applied to the color filter substrate and the array substrate obtained by the above method under the condition that the film thickness becomes 100 nm after curing, and the polarizing plate is applied from the vertical direction to the substrate. The linearly polarized light of ultraviolet rays was irradiated through the light, and the light was deflected at 1.3 J / cm 2 at a wavelength of 365 nm. The firing treatment was performed at 230 ° C. for 20 minutes.

アレイ基板にマイクロロッドを練り込んだシール剤を印刷し、アレイ基板とカラーフィルタ基板を貼り合わせた。シール部に設けられた注入口からIPS液晶を注入した後、液晶セルの両面に偏光フィルムを偏光軸が垂直になるようにして貼り合わせ、液晶パネルを得た。この液晶パネルに、バックライト光源を取り付け、TABモジュール、プリント基板等を実装し、液晶表示装置を作製した。 A sealant kneaded with a micro rod was printed on the array substrate, and the array substrate and the color filter substrate were bonded together. After injecting IPS liquid crystal from the injection port provided in the seal portion, polarizing films were attached to both sides of the liquid crystal cell so that the polarization axes were vertical to obtain a liquid crystal panel. A backlight light source was attached to this liquid crystal panel, a TAB module, a printed circuit board, and the like were mounted, and a liquid crystal display device was manufactured.

この比較感光性樹脂組成物(HK-1)のエチレン性不飽和基当量は176.7であり、弾性復元率は48.1であり弾性復元率評価はEであった。またウレタンはIR測定限界以下しか含んでおらず、ウレタン当量は実質無限大であるが、測定下限値を採用して1.0×10として計算を行った。耐摺動回数は4000回であり評価はBであった。The ethylenically unsaturated group equivalent of this comparative photosensitive resin composition (HK-1) was 176.7, the elastic recovery rate was 48.1, and the elastic recovery rate evaluation was E. Urethane does not include only the following IR measurement limit, although urethane equivalent is virtually infinite, was calculated to measure the lower limit value as 1.0 × 10 9 adopted. The sliding resistance was 4000 times and the evaluation was B.

(比較例2〜3、実施例1〜17)
感光性樹脂組成物の組成を表2ないし表4に示すとおりに変更したこと以外は比較例1と同様に、プリベイク膜およびフォトスペーサおよび液晶表示装置を作製した。樹脂組成物の質量%、エチレン不飽和性結合当量、ウレタン当量、ウレタン当量/エチレン不飽和性結合当量、弾性復元率、弾性復元率評価、耐摺動回数、摺動性評価を評価した結果を表5〜表7に示す。
(Comparative Examples 2-3, Examples 1-17)
A prebake film, a photo spacer, and a liquid crystal display device were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the composition of the photosensitive resin composition was changed as shown in Tables 2 to 4. The results of evaluating the mass% of the resin composition, ethylene unsaturated bond equivalent, urethane equivalent, urethane equivalent / ethylene unsaturated bond equivalent, elastic recovery rate, elastic recovery rate evaluation, sliding resistance frequency, and slidability evaluation It is shown in Tables 5 to 7.

Figure 2019216107
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(比較例1〜3の比較)
比較例1に対して、配合比を変え、エチレン性不飽和結合当量を減らした比較例2〜3において、エチレン性不飽和基当量と弾性復元率に相関があり、弾性復元率を合格のB判定以上にするためには155g/mol以下が必要であることがいえる。また弾性復元率の向上に従い、耐摺動回数が減少しており、トレードオフの関係であり、エチレン性不飽和結合当量の増減では両立しないと言える。
(Comparison of Comparative Examples 1 to 3)
In Comparative Examples 2 and 3 in which the compounding ratio was changed and the ethylenically unsaturated bond equivalent was reduced as compared with Comparative Example 1, there was a correlation between the ethylenically unsaturated group equivalent and the elastic recovery rate, and the elastic recovery rate was passed B. It can be said that 155 g / mol or less is required in order to exceed the judgment. In addition, as the elastic recovery rate improves, the number of sliding resistances decreases, which is a trade-off relationship, and it can be said that increasing or decreasing the ethylenically unsaturated bond equivalent is incompatible.

(実施例1と比較例3の比較)
比較例3に対して、DPHAの一部をウレタン結合を含む重合性化合物U−1に代えて、ウレタン当量を14523g/molに調整した実施例1は、復元率評価がAAを維持したまま耐摺動回数が500回から3500回に増加し、摺動性評価はEからBに向上した。ウレタンを含むことで、復元率評価と摺動性評価を両立することができたといえる。実施例2〜16においてもウレタン結合を含む重合性化合物もしくはアルカリ可溶性樹脂を用いることにより弾性復元率評価がAAを維持したまま、摺動性評価がB判定以上になるということが言える。
(Comparison between Example 1 and Comparative Example 3)
In Example 1 in which the urethane equivalent was adjusted to 14523 g / mol by substituting a part of DPHA with the polymerizable compound U-1 containing a urethane bond with respect to Comparative Example 3, the restoration rate evaluation was resistant while maintaining AA. The number of sliding times increased from 500 times to 3500 times, and the slidability evaluation improved from E to B. It can be said that the inclusion of urethane made it possible to achieve both restoration rate evaluation and slidability evaluation. It can be said that also in Examples 2 to 16, by using the polymerizable compound containing the urethane bond or the alkali-soluble resin, the slidability evaluation becomes B judgment or higher while the elastic recovery rate evaluation maintains AA.

(実施例2〜実施例5の比較)
実施例2とそれよりもウレタン当量の値が小さい実施例3〜5をみてみると、ウレタン当量と耐摺動回数との相関性が確認される。ウレタン当量が50000g/mol以下であれば弾性復元率評価との両立ができると言える。
(Comparison of Examples 2 to 5)
Looking at Example 2 and Examples 3 to 5 in which the value of urethane equivalent is smaller than that, the correlation between the urethane equivalent and the number of sliding resistances is confirmed. If the urethane equivalent is 50,000 g / mol or less, it can be said that the evaluation of the elastic recovery rate can be compatible.

ウレタン当量をエチレン性不飽和基当量で除した値が、10〜200であれば両立しやすいと言える。 If the value obtained by dividing the urethane equivalent by the ethylenically unsaturated group equivalent is 10 to 200, it can be said that both are easy to achieve.

(実施例7〜14、17の比較)
重合性化合物が異なる実施例7〜14を比較した場合。1分子中のエチレン性不飽和基が2である実施例10に対して、1分子中のエチレン性不飽和基が6以上であった実施例7〜9、11〜14は耐摺動回数が多かった。また同じ比較でウレタンを含む重合性化合物の分子量が700〜3000であると耐摺動回数が多いと言え1000〜3000であると耐摺動回数がさらに多いと言える。
(Comparison of Examples 7-14 and 17)
When Examples 7-14 with different polymerizable compounds are compared. In Example 10 in which the number of ethylenically unsaturated groups in one molecule was 2, in Examples 7 to 9 and 11 to 14 in which the number of ethylenically unsaturated groups in one molecule was 6 or more, the number of sliding resistances was high. There were many. In the same comparison, when the molecular weight of the polymerizable compound containing urethane is 700 to 3000, the number of sliding resistances is high, and when it is 1000 to 3000, the number of sliding resistances is even higher.

(実施例7〜9の比較)
一般式(1)の構造をもつという点で共通する重合性化合物を用いた、実施例7〜9において1分子中のエチレン性不飽和基が多い方が耐摺動回数が多くなる。
(Comparison of Examples 7 to 9)
In Examples 7 to 9, when a polymerizable compound common in that it has the structure of the general formula (1) is used, the more ethylenically unsaturated groups in one molecule, the larger the number of sliding resistances.

(実施例10〜13の比較)
一般式(2)の構造をもつという点で共通する重合性化合物を用いた、実施例10〜13において1分子中のエチレン性不飽和基が多い方が耐摺動回数が多くなる。
(Comparison of Examples 10 to 13)
In Examples 10 to 13, when the polymerizable compound common in that it has the structure of the general formula (2) is used, the more ethylenically unsaturated groups in one molecule, the larger the number of sliding resistances.

(実施例7、12、14の比較)
一般式(2)の構造にジペンタエリスリトールペンタアクリレートを反応させたU−6を使用した実施例12は、ヘキサメチレンイソシアネートにジペンタエリスリトールペンタアクリレートを反応させたU−8を使用した実施例14に比較して耐摺動回数が多かった。同じように一般式(1)の構造にジペンタエリスリトールペンタアクリレートを反応させたU−1を使用した実施例7は、実施例10よりさらに耐摺動回数が多かった。
(Comparison of Examples 7, 12 and 14)
Example 12 using U-6 obtained by reacting dipentaerythritol pentaacrylate with the structure of the general formula (2) uses Example 14 using U-8 obtained by reacting hexamethylene isocyanate with dipentaerythritol pentaacrylate. The number of sliding resistances was higher than that of. Similarly, Example 7 using U-1 in which dipentaerythritol pentaacrylate was reacted with the structure of the general formula (1) had a higher number of sliding resistances than Example 10.

(実施例9と実施例16の比較)
重合性化合物中にアルキレンオキサイド変成物を含む実施例16は実施例9に比較して、同等の弾性復元率を持ちながら耐摺動回数が11000回から18000回へと大幅に改善することができた。
(Comparison of Example 9 and Example 16)
Example 16 containing an alkylene oxide modified product in the polymerizable compound can significantly improve the sliding resistance from 11,000 times to 18,000 times while having the same elastic recovery rate as that of Example 9. It was.

(実施例18)
樹脂組成物JK-1の粘度をE型粘度計で測定し、調整初日に対して40℃1週間保管した後の粘度の比を測定し前述の基準に従って評価した。粘度安定性はAAAであり特に優れたものであった。
(Example 18)
The viscosity of the resin composition JK-1 was measured with an E-type viscometer, and the ratio of the viscosities after storage at 40 ° C. for 1 week to the first day of adjustment was measured and evaluated according to the above-mentioned criteria. The viscosity stability was AAA, which was particularly excellent.

樹脂組成物JK-1において形成した円錐台状パターンフォトスペーサーのうち、レンズとレンズとの継目部分に該当する基板面内20mm角の範囲において、基板面内で複数のレンズが二列に並ぶ方向と直行する方向に一定の間隔で20個のフォトスペーサを選択して、段差測定器を用いて高さのばらつき(最大高さ−最小高さ)を測定し、フォトスペーサの高さばらつきを評価した。高さばらつきはCであった。 Among the truncated cone-shaped pattern photospacers formed in the resin composition JK-1, the direction in which a plurality of lenses are lined up in two rows in the substrate surface within a range of 20 mm square in the substrate surface corresponding to the joint portion between the lenses. Twenty photo spacers are selected at regular intervals in the direction perpendicular to the lens, and the height variation (maximum height-minimum height) is measured using a step measuring device to evaluate the height variation of the photo spacers. did. The height variation was C.

樹脂組成物JK-1を用いて作成したカラーフィルタ基板において、フォトスペーサ−の現像時間のみ20から5秒刻みで100秒まで変更して作成し、残渣と欠落のない時間の長短で現像マージンを評価した。現像マージンはAAAであった。 In the color filter substrate prepared using the resin composition JK-1, only the development time of the photo spacer was changed from 20 to 100 seconds in 5 second increments, and the development margin was increased by the length of time without residue and omission. evaluated. The development margin was AAA.

(実施例18〜34)
実施例の樹脂組成物JK−1を各々JK−2〜JK−17に代えた以外は全く同様にして実施例18〜34を実施した。
(Examples 18 to 34)
Examples 18 to 34 were carried out in exactly the same manner except that the resin compositions JK-1 of the examples were replaced with JK-2 to JK-17, respectively.

イソシアネート当量、乾燥粘度、高さばらつき評価、粘度安定性を表8〜9に記載した。 The isocyanate equivalent, dry viscosity, height variation evaluation, and viscosity stability are shown in Tables 8-9.

実施例18に対して、一般式(5)の構造を含むアルカリ可溶性樹脂を使用した実施例19は、乾燥粘度を上がることができ、それに伴い高さばらつき評価をCからBに上げることができた。 In Example 19 using the alkali-soluble resin containing the structure of the general formula (5) with respect to Example 18, the dry viscosity can be increased, and the height variation evaluation can be increased from C to B accordingly. It was.

Figure 2019216107
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Figure 2019216107
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(実施例19と実施例23の比較)
実施例19に対して一般式(5)の構造を含むアルカリ可溶性樹脂を増量した実施例23は、高さばらつき評価をBからAAAに上げることができた。
(Comparison of Example 19 and Example 23)
In Example 23 in which the amount of the alkali-soluble resin containing the structure of the general formula (5) was increased with respect to Example 19, the height variation evaluation could be raised from B to AAA.

(実施例18〜31と32の比較)
イソシアネート当量が50000g/mol以上であると粘度安定性が良好であり、かつ現像マージンが良好と言える。
(Comparison of Examples 18-31 and 32)
When the isocyanate equivalent is 50,000 g / mol or more, it can be said that the viscosity stability is good and the development margin is good.

(実施例18〜31と34の比較)
ウレタンが分子量3000以下の重合性化合物に由来すると現像マージンが良好と言える。
(Comparison of Examples 18-31 and 34)
It can be said that the development margin is good when urethane is derived from a polymerizable compound having a molecular weight of 3000 or less.

(樹脂組成物の分析)
表4記載のとおりに配合した仕込み固形分濃度30.0質量%のJK−16を、5gをアルミ製カップ(φ45mm)に入れ、130℃で1時間加熱して溶剤を除去したところ実測された固形分濃度は30.0質量%であった。またテトラヒドロフランで希釈を行い0.2質量%に調整したサンプルをGPCにて分子量を測定し、また、各成分を分取した。組成比を面積比から求めた。各成分を1H―NMRにて構造を同定し、エチレン不飽和基当量とウレタン当量を算出した。用いた原材料のエチレン不飽和基当量とウレタン当量を基にして樹脂組成物としてのエチレン不飽和基当量とウレタン当量を算出したところ、非常に高い一致性を示すことを確認した。
(Analysis of resin composition)
JK-16 having a solid content concentration of 30.0% by mass, which was blended as shown in Table 4, was placed in an aluminum cup (φ45 mm) in an amount of 5 g and heated at 130 ° C. for 1 hour to remove the solvent. The solid content concentration was 30.0% by mass. The molecular weight of the sample diluted with tetrahydrofuran and adjusted to 0.2% by mass was measured by GPC, and each component was separated. The composition ratio was determined from the area ratio. The structure of each component was identified by 1H-NMR, and the ethylene unsaturated group equivalent and the urethane equivalent were calculated. When the ethylene unsaturated group equivalent and urethane equivalent of the resin composition were calculated based on the ethylene unsaturated group equivalent and urethane equivalent of the raw materials used, it was confirmed that they showed very high consistency.

本発明の感光性樹脂組成物は、液晶表示装置のフォトスペーサを形成するための材料として好適に用いられる。 The photosensitive resin composition of the present invention is suitably used as a material for forming a photo spacer of a liquid crystal display device.

Ha:フォトスペーサの総変形量[μm]
Hb:フォトスペーサの塑性変形量[μm]
Ha: Total deformation of photo spacer [μm]
Hb: Amount of plastic deformation of photo spacer [μm]

Claims (16)

アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤および重合性化合物を含有する感光性樹脂組成物であって、該樹脂組成物の固形分において求められる
ウレタン当量が1000〜50000g/molであり、かつ、
エチレン性不飽和基当量が100〜155g/molである
感光性樹脂組成物。
A photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin, a photopolymerization initiator and a polymerizable compound, wherein the urethane equivalent required for the solid content of the resin composition is 1000 to 50,000 g / mol, and
A photosensitive resin composition having an ethylenically unsaturated group equivalent of 100 to 155 g / mol.
前記重合性化合物の少なくとも一成分が、1分子中にエチレン性不飽和基を6以上有することを特徴とする請求項1記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein at least one component of the polymerizable compound has 6 or more ethylenically unsaturated groups in one molecule. 前記重合性化合物の少なくとも一成分が、1分子中にエチレン性不飽和基を6以上25以下有することを特徴とする請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein at least one component of the polymerizable compound has 6 or more and 25 or less ethylenically unsaturated groups in one molecule. 前記重合性化合物の分子量が700〜3000の範囲内であり、かつ、該重合性化合物はウレタン結合を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymerizable compound has a molecular weight in the range of 700 to 3000, and the polymerizable compound has a urethane bond. Resin composition. 前記重合性化合物として、下記一般式(1)または下記一般式(2)で表される重合性化合物を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 2019216107
ここで、一般式(1)および(2)中、R〜R、R〜Rは各々独立に、置換基を有していても良い骨格炭素数1〜20のアルキレン基、置換基を有していても良い骨格炭素数1〜20のアルキレンオキサイド基、置換基を有していても良い骨格炭素原子数7〜30のアリーレン基を表す。R4〜R、R〜R10は各々独立に一般式(3)で表される一価の基を示す。
Figure 2019216107
ここで、nは1〜7の整数であり、R11〜R13は各々下記一般式(4)で表される一価の基を示す。
Figure 2019216107
ここで、R14は水素原子、または、メチル基を示す。
The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymerizable compound contains a polymerizable compound represented by the following general formula (1) or the following general formula (2).
Figure 2019216107
Here, in the general formulas (1) and (2), R 1 to R 3 and R 7 to R 8 are each independently substituted with an alkylene group having 1 to 20 skeleton carbon atoms which may have a substituent. It represents an alkylene oxide group having 1 to 20 skeleton carbon atoms which may have a group, and an arylene group having 7 to 30 skeleton carbon atoms which may have a substituent. R 4 to R 6 and R 9 to R 10 each independently represent a monovalent group represented by the general formula (3).
Figure 2019216107
Here, n is an integer of 1 to 7, and R 11 to R 13 each represent a monovalent group represented by the following general formula (4).
Figure 2019216107
Here, R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
前記アルカリ可溶性樹脂として、
A)下記一般式(5)で表される構造単位と、
B)下記一般式(6)で表される構造単位と、
C)下記一般式(7)で表される構造単位を有する樹脂を含有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 2019216107
(R15は水素原子またはメチル基を示す。)
Figure 2019216107
(R16およびR17はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を示す。Xは−CHCH(OH)CHO(C=O)−、を示す。)
Figure 2019216107
(Yは置換基を有していてもよい骨格炭素数が6〜11のアリール基、置換基を有していてもよい骨格炭素数が7〜10のアラルキル基または置換基を有していてもよい骨格炭素数が3〜10のシクロアルキル基を示す。)
As the alkali-soluble resin,
A) The structural unit represented by the following general formula (5) and
B) The structural unit represented by the following general formula (6) and
C) The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5, which contains a resin having a structural unit represented by the following general formula (7).
Figure 2019216107
(R 15 indicates a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2019216107
(R 16 and R 17 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. X represents −CH 2 CH (OH) CH 2 O (C = O) −.)
Figure 2019216107
(Y has an aryl group having a skeleton carbon number of 6 to 11 which may have a substituent, and an aralkyl group or a substituent having a skeleton carbon number of 7 to 10 which may have a substituent. A good skeleton shows a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms.)
前記重合性化合物の固形分において求められるイソシアネート当量が50000g/mol以上である請求項1〜6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the isocyanate equivalent required for the solid content of the polymerizable compound is 50,000 g / mol or more. 前記重合性化合物の固形分において求められるイソシアネート当量が50000g/mol以上5000000g/mol以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the isocyanate equivalent required for the solid content of the polymerizable compound is 50,000 g / mol or more and 5,000,000 g / mol or less. 前記感光性樹脂組成物を加熱処理後厚み3μmで塗布し、25℃、45Paで200秒間減圧処理後、105℃で10分間加熱乾燥して得られる膜の23℃における粘度が1×10〜1×10Pa・sである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。The photosensitive resin composition is heat-treated, applied to a thickness of 3 μm, treated under reduced pressure at 25 ° C. and 45 Pa for 200 seconds, and then heat-dried at 105 ° C. for 10 minutes to obtain a film having a viscosity of 1 × 10 3 to 23 ° C. The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8, which is 1 × 10 8 Pa · s. 上底面の直径が6μm、下底面の直径が9μm、高さが3μmの円錐台状に成形し、50mNの荷重をかけたときの弾性復元率が60%以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。 The claim is characterized in that it is formed into a truncated cone shape having a diameter of the upper bottom surface of 6 μm, a diameter of the lower bottom surface of 9 μm, and a height of 3 μm, and has an elastic recovery rate of 60% or more when a load of 50 mN is applied. The photosensitive resin composition according to any one of 1 to 9. 請求項1〜10のいずれか一項記載の感光性樹脂組成物用いて得られたフォトスペーサ。 A photospacer obtained by using the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 10. 対向して配置されたカラーフィルタ基板と駆動素子側基板、前記カラーフィルタ基板と駆動素子側基板との間に配置された請求項11記載のフォトスペーサ、および、前記カラーフィルタ基板と駆動素子側基板間に封入された液晶化合物を有する液晶表示装置。 The photospacer according to claim 11, which is arranged between the color filter substrate and the drive element side substrate, the color filter substrate and the drive element side substrate, and the color filter substrate and the drive element side substrate, which are arranged so as to face each other. A liquid crystal display device having a liquid crystal compound encapsulated between them. さらに光配向膜を有する請求項12に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 12, further comprising a photoalignment film. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物をカラーフィルタ基板または駆動素子側基板の上に塗布する工程、該塗布された膜を加熱乾燥してプリベイク膜を得る工程、該プリベイク膜を露光および現像してフォトスペーサを形成する工程を有するフォトスペーサ付き基板の製造方法。 A step of applying the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 10 onto a color filter substrate or a substrate on the driving element side, a step of heating and drying the applied film to obtain a prebaked film, and a step of obtaining a prebaked film. A method for manufacturing a substrate with a photospacer, which comprises a step of exposing and developing the prebake film to form a photospacer. 請求項14に記載のフォトスペーサ付き基板の製造方法によって得たフォトスペーサ付き基板上に光配向膜の前駆体膜を形成する工程、該前駆体膜に偏光紫外線を照射して光配向膜を形成する工程を有する光配向膜付き基板の製造方法。 A step of forming a precursor film of a photoalignment film on a substrate with a photospacer obtained by the method for manufacturing a substrate with a photospacer according to claim 14, a step of irradiating the precursor film with polarized ultraviolet rays to form a photoalignment film. A method for manufacturing a substrate with a photoalignment film, which comprises a step of カラーフィルタ基板と駆動素子側基板とを対向配置させ、両者の間に液晶化合物を封入する液晶表示装置の製造方法であって、カラーフィルタ基板およびは駆動素子側基板の少なくとも一方の基板に請求項15に記載の方法によって得た光配向膜付き基板を用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid crystal display device in which a color filter substrate and a drive element side substrate are arranged to face each other and a liquid crystal compound is sealed between them. The color filter substrate and the drive element side substrate are claimed on at least one substrate. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which comprises using a substrate with a photoalignment film obtained by the method according to 15.
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