WO2016017191A1 - 表示素子、感光性組成物およびエレクトロウェッティングディスプレイ - Google Patents

表示素子、感光性組成物およびエレクトロウェッティングディスプレイ Download PDF

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芳徳 木下
利治 新木
工藤 和生
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Jsr株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a display element, a photosensitive composition, and an electrowetting display.
  • the electrowetting phenomenon is achieved, for example, by applying a voltage to immiscible polar liquids and nonpolar liquids (usually colored) on electrodes having a hydrophobic surface, so that the polar liquid (nonpolar This is a phenomenon utilizing the change in the contact angle with respect to the liquid.
  • this nonpolar liquid is enclosed in a space defined by a partition wall.
  • Elements utilizing this electrowetting phenomenon exhibit high brightness and contrast ratio, large viewing angle, fast switching speed, etc. Also, since display elements utilizing this phenomenon do not require front or backlight, they are consumed. Power is relatively low. For this reason, the element is used in various optical applications such as optical switches for optical fibers, optical shutters or filters for cameras or guidance devices, optical pickup elements, optical waveguide materials and video display pixels.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose display elements using such a phenomenon.
  • the display element displays characters, figures, etc. by changing the existence state of the nonpolar liquid depending on the presence or absence of an applied voltage, so that the nonpolar liquid enclosed in the space defined by the partition walls If it leaks into the space, proper display tends to be impossible. Accordingly, the space defined by the partition walls is required to be a space that prevents the nonpolar liquid from leaking into other spaces.
  • the display element displays characters, figures, etc. by changing the presence state of the nonpolar liquid depending on the presence or absence of an applied voltage. Is desired to be performed smoothly. Along with the demand for extending the life of the display element, it is also required that the change of the liquid presence state be stably performed for a long period of time.
  • the conventional display element has room for further improvement in order to satisfy these requirements.
  • the present invention has been made in view of the above requirements, and is unlikely to cause cracks or separation between a partition wall and a layer in contact with the partition wall, and the presence of a nonpolar liquid can be smoothed by the presence or absence of an applied voltage. It is another object of the present invention to provide a display element that can be changed stably for a long period of time.
  • a display element comprising: a housing space formed between the first electrode layer stack and the second electrode layer stack; and a partition wall that partitions the housing space; the partition wall; and the first electrode layer stack;
  • the absolute value of the difference in thermal linear expansion coefficient between the second electrode layer stack and the surface layer in contact with the partition walls existing on the surface in contact with at least one of the accommodation spaces is within a predetermined range, whereby the above-described problem can be solved.
  • a configuration example of the present invention is as follows.
  • the storage space includes at least a non-miscible polar liquid and a nonpolar liquid
  • a surface layer in contact with the partition wall exists on a surface in contact with the accommodation space of at least one of the first electrode layer stack and the second electrode layer stack
  • the display element whose absolute value of the difference of the thermal linear expansion coefficient of the said partition and a surface layer is 150 ppm / K or less.
  • crosslinking agent is at least one compound selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated group-containing compound, an epoxy group or oxetanyl group-containing compound, and an alkoxyalkyl group-containing compound.
  • alkali-soluble polymer is a compound having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, and a silanol group.
  • the alkali-soluble polymer is at least one polymer selected from the group consisting of an acrylic resin, polyimide, polybenzoxazole, polysiloxane, polyolefin, a resin having a cardo skeleton, and a novolac resin.
  • the display element according to any one of [7] to [7].
  • a container including a first electrode layer stack, a second electrode layer stack, and a polar liquid and a nonpolar liquid immiscible with each other formed between the first electrode layer stack and the second electrode layer stack.
  • a partition that divides the space The absolute value of the difference in thermal linear expansion coefficient between the first electrode layer stack and the surface layer in contact with the partition wall, which is present on the surface in contact with at least one of the first electrode layer stack and the second electrode layer stack, is 150 ppm / K or less. Bulkhead, To form the Photosensitive composition.
  • the photosensitive composition according to [10] which is a negative composition containing an alkali-soluble polymer, a crosslinking agent, and a photoinitiator.
  • An electrowetting display including the display element according to any one of [1] to [9].
  • the electrowetting display according to [12] including a color filter layer.
  • the display element which can be provided can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the display element of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the partition walls (lattice-patterned coating film) obtained in the examples.
  • the display element according to the present invention is represented by, for example, FIG. 1 and is formed between the first electrode layer stack 11, the second electrode layer stack 12, and the first electrode layer stack 11 and the second electrode layer stack 12. And a partition wall 13 that partitions the storage space 16.
  • the housing space 16 includes at least a polar liquid 15 and a nonpolar liquid 14 that are immiscible with each other,
  • the absolute value of the difference in coefficient of thermal expansion between the partition wall 13 and the surface layer is 150 ppm / K or less.
  • the absolute value of the difference in coefficient of thermal expansion between the partition wall and the surface layer is 150 ppm / K or less, preferably 130 ppm / K or less, more preferably 110 ppm / K or less, particularly preferably 100 ppm / K or less. It is. Specifically, the absolute value of the difference in the thermal linear expansion coefficient can be measured by the method described in the following examples.
  • the partition wall and the electrode layer stack may be bonded using an adhesive or the like.
  • the surface layer is not an adhesive layer but a surface in contact with the accommodation space of the electrode layer stack.
  • a surface layer is present on the surface of the first electrode layer stack 11 in contact with the accommodation space 16, and the surface layer is a hydrophobic layer. Therefore, in the display element 10, when no voltage is applied (“turn off” in FIG. 1), the nonpolar liquid (colored liquid) 14 exists flat so as to cover the surface of the first electrode layer stack 11. . On the other hand, when a voltage is applied to the display element 10 (“turn on” in FIG. 1), the nonpolar liquid 14 exists in a substantially hemispherical shape in the vicinity of the partition wall 13. Thus, the display element of the present invention changes the presence state of the nonpolar liquid depending on the presence or absence of an applied voltage, and expresses, for example, a colored state and a transparent state by using a colored nonpolar liquid. Can do.
  • the voltage applied to the display element of the present invention is not particularly limited as long as it is a voltage that can change the presence state of the nonpolar liquid.
  • the display element of the present invention may be an element having one pixel region (cell) in which the accommodation space is divided by four partition walls or the like, but usually, a plurality of partitions in which the accommodation space is partitioned by a plurality of partition walls.
  • Each of the pixel areas is formed so as to enable full color display on the display surface side of the display element.
  • the display color on the display surface side can be changed by changing the presence state of the nonpolar liquid by the electrowetting phenomenon for each pixel region.
  • the partition defines an accommodation space formed between the first electrode layer stack and the second electrode layer stack.
  • the partition wall is not particularly limited as long as it is a wall that plays a role of preventing the passage of nonpolar liquid between adjacent pixel regions in pixel regions (cells) that exist continuously. Therefore, the partition may be in contact with both the first electrode layer stack 11 and the second electrode layer stack 12 as shown in FIG. 1, but as shown in FIG. In the case of 16 existing on the first electrode layer stack 11 side, it exists only on the first stack 11 side and does not have to be in contact with the second electrode layer stack 12. When the partition wall is in contact with the first electrode layer stack or the second electrode layer stack, it may be integrated with the first electrode layer stack or the second electrode layer stack. It may be adhered to the stack.
  • the thermal expansion coefficient of the partition wall is preferably 0.1 to 150 ppm / K, more preferably 0.1 to 140 ppm / K, still more preferably 0.1 to 120 ppm / K, and particularly preferably 0. .1 to 100 ppm / K.
  • the thermal expansion coefficient can be measured by the method described in the following examples.
  • the partition wall having such a thermal linear expansion coefficient is prepared by appropriately adjusting the composition forming the partition wall.
  • the amount of the crosslinkable monomer used in the composition, the type of the polymer and the crosslinking agent can be obtained by appropriately adjusting the ratio or appropriately adjusting the amount of the inorganic filler used.
  • a partition wall having a low coefficient of thermal expansion can be obtained by increasing the amount of the crosslinking monomer used, increasing the amount of the crosslinking agent used for the polymer, or increasing the amount of the inorganic filler used.
  • the height of the partition walls plays a role of preventing the passage of nonpolar liquid between the pixel regions.
  • the length is not particularly limited as long as the length can be adjusted.
  • the thickness of the barrier rib (the length in the direction substantially perpendicular to the interval direction between the first electrode layer stack and the second electrode layer stack, the length in the left-right direction in FIG. 1) also plays a role in preventing the passage of the nonpolar liquid.
  • the length is not particularly limited as long as the length can be adjusted, but is 1 to 50 ⁇ m, preferably 5 to 40 ⁇ m from the viewpoint of the strength of the partition walls.
  • the partition may be a single layer film or a laminate having a BM (black matrix) layer, a reinforcing layer, a surface coating layer, or the like.
  • the partition wall may be a film without holes or a film with holes in a lattice shape or a slit shape.
  • the partition wall is preferably a film obtained from a photosensitive composition from the standpoint that a display element having a plurality of pixel regions in which the accommodation space is partitioned by a plurality of partition walls can be easily formed.
  • the partition is more preferably a film obtained from a composition in which components are adjusted so that the coefficient of thermal expansion of the partition obtained is in the above range.
  • the photosensitive composition may be a positive photosensitive composition or a negative photosensitive composition, but a display element having a plurality of pixel regions in which a housing space is partitioned by a plurality of partition walls.
  • the negative photosensitive composition is preferable from the standpoint that a display element can be easily produced, and a display element in which deterioration of display properties hardly occurs over a long period of time is obtained.
  • the photosensitive composition is not particularly limited, but a composition containing an alkali-soluble polymer, a crosslinking agent, and a photoinitiator is preferable from the viewpoint of obtaining a partition wall whose property change is small over a long period of time.
  • Examples of the composition include the compositions described in JP-A Nos. 2006-154434 and 2007-293306.
  • the photosensitive composition is A first electrode layer stack, a second electrode layer stack, and a containing space formed between the first electrode layer stack and the second electrode layer stack, the polar liquid and the nonpolar liquid being immiscible with each other.
  • a partition wall The absolute value of the difference in thermal linear expansion coefficient between the first electrode layer stack and the surface layer in contact with the partition wall, which is present on the surface in contact with at least one of the first electrode layer stack and the second electrode layer stack, is preferably 150 ppm / K or less. Is 130 ppm / K or less, more preferably 110 ppm / K or less, particularly preferably 100 ppm / K or less, Therefore, the photosensitive composition can be suitably used as such a partition wall forming composition.
  • Such a photosensitive composition is preferably a negative composition containing an alkali-soluble polymer, a crosslinking agent and a photoinitiator.
  • alkali-soluble polymer is not particularly limited.
  • alkali-soluble means that it can be dissolved in an alkali solution, for example, a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
  • the alkali-soluble polymer may be used singly or in combination of two or more, for example, an alkali-soluble polymer and a non-alkali-soluble polymer, or a polymer blend such as two or more alkali-soluble polymers. Good.
  • the alkali-soluble polymer is at least selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, and a silanol group from the viewpoint of solubility in an alkaline solution, particularly a 2.38 mass% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution.
  • a compound having one functional group is preferred.
  • an acrylic resin, polyimide, polybenzoxazole, polysiloxane, polyolefin, a resin having a cardo skeleton, and a novolac resin are preferable.
  • the alkali-soluble polymer measured by gel permeation column chromatography, specifically, the weight average molecular weight measured by the method described in the following examples is from the viewpoint of developability of the resulting photosensitive composition. , Preferably 1000 to 100,000, more preferably 1500 to 50,000.
  • the content of the alkali-soluble polymer is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% with respect to 100% by mass of the photosensitive composition. % By mass.
  • the acrylic resin is preferably an acrylic resin having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group from the viewpoint of alkali solubility. From the viewpoint of developability of the resulting photosensitive composition, it is a copolymer obtained by using the compound (a) and the following compound (b) (however, the monomer contains an acrylic compound). preferable.
  • Compound (a) Compound having at least one functional group selected from the group consisting of carboxyl group, phenolic hydroxyl group and silanol group
  • Compound (b) Compound other than compound (a)
  • the compound having a carboxyl group in the compound (a) is not particularly limited, but examples thereof include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, and the like. And methacrylic acid derivatives having a carboxyl group and an ester bond such as 2-malenoyloxyethyl methacrylate, 2-succinoloyloxyethyl methacrylate, and 2-hexahydrophthaloyloxyethyl methacrylate. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, and 2-hexahydrophthaloyloxyethyl methacrylate are preferable.
  • the compound having a phenolic hydroxyl group in the compound (a) is not particularly limited, and examples thereof include 3-hydroxystyrene, 4-hydroxystyrene, vinyl-4-hydroxybenzoate, 3-isopropenylphenol, 4-isopropenylphenol. And vinyl monomers having a phenolic hydroxyl group such as These compounds may be used alone or in combination of two or more. Of these, 4-isopropenylphenol is preferred.
  • the compound having a silanol group in the compound (a) is not particularly limited.
  • Examples include hydrolysates of alkoxysilyl group-containing vinyl monomers such as silane, ⁇ - (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, and ⁇ - (meth) acryloxypropylmethyldipropoxysilane. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the compound (b) include (meth) methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and the like.
  • Acrylic acid alkyl ester (meth) acrylic acid alkoxy ester such as 2-ethoxyethyl (meth) acrylate and 2-methoxyethyl (meth) acrylate; hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Halogen-containing (meth) acrylic esters such as 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate; (meth) acrylic aryl esters such as phenyl (meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate; (Meth) acrylates and other heterocyclic group-containing (meth) acrylic acid esters; dicarboxylic acid diesters such as diethyl maleate, diethyl fumarate and diethyl itaconate; styrene, ⁇ -methylstyrene, m-methylstyrene, p-methyl Vinyl group-containing aromatic compounds such as styrene and
  • n independently represents a natural number of 1 or more and 6 or less.
  • (meth) acrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, benzyl methacrylate, styrene, N-phenylmaleimide, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2 , 2,2-trifluoroethyl acrylate, glycidyl methacrylate, and compounds represented by the above formulas (6) and (7) are preferable.
  • the compound (b) may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the compound (b) used is preferably 5 to 95% by mass, more preferably 10 to 90% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the compound (a) and the compound (b).
  • the acrylic resin can be obtained, for example, by polymerizing the compound (a) and the compound (b) in a conventionally known organic solvent using a conventionally known radical initiator.
  • Polyimide is not particularly limited, but from the viewpoint of alkali solubility, a polyimide having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group is preferable, and has the functional group, A polymer having a structural unit represented by the following formula (A1) is preferable.
  • R 1 is a divalent group having a hydroxyl group
  • X is a tetravalent organic group.
  • R 1 include a divalent group represented by the following formula (a1).
  • R 2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, a carbonyl group, a methylene group, a dimethylmethylene group or a bis (trifluoromethyl) methylene group;
  • R 3 is independently hydrogen An atom, a formyl group, an acyl group or an alkyl group. However, at least one of R 3 is a hydrogen atom.
  • n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 2. However, at least one of n1 and n2 is 1 or 2. When the total of n1 and n2 is 2 or more, the plurality of R 3 may be the same or different.
  • Examples of the tetravalent organic group represented by X include a tetravalent aliphatic hydrocarbon group, a tetravalent aromatic hydrocarbon group, and a group represented by the following formula (1).
  • X is preferably a tetravalent organic group derived from tetracarboxylic dianhydride, and more preferably a group represented by the following formula (1).
  • Ar is independently a trivalent aromatic hydrocarbon group
  • A is a direct bond or a divalent group.
  • the divalent group include an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, a carbonyl group, a methylene group, a dimethylmethylene group, and a bis (trifluoromethyl) methylene group.
  • the polyimide can be obtained by imidization by a conventionally known method using a conventionally known method such as diamine and acid anhydride.
  • the polymer having the structural unit represented by the formula (A1) has at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group in which X or R 1 in the formula (A1). It may be a polymer having a functional group obtained by partial imidization using a compound having the functional group as a raw material for synthesizing the polymer.
  • the imidation ratio of the polyimide is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and further preferably 5% or more.
  • the upper limit value of the imidization rate may be 100%, but is preferably 50%, more preferably 30%.
  • the imidation ratio is in the above range, it is preferable in that a polymer excellent in heat resistance and alkali solubility is obtained.
  • Polybenzoxazole is not particularly limited, but from the viewpoint of alkali solubility, polybenzoxazole having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group is preferred, A polymer having a functional group and having a structural unit represented by the following formula (a5-1) is preferable.
  • X 1 is a tetravalent organic group having an aromatic ring
  • Y 1 is a divalent organic group.
  • the aromatic ring in X 1 may be either a substituted or unsubstituted ring.
  • the substituent include —OH, —COOH, an alkyl group, an alkoxy group, and an alicyclic hydrocarbon group.
  • N and O bonded to X 1 are bonded to adjacent carbon atoms on the aromatic ring in X 1 to form a benzoxazole ring, for example.
  • the plurality of aromatic rings may form any structure of a linked polycyclic system and a condensed polycyclic system.
  • the total number of carbon atoms in X 1 is preferably 6 to 24, more preferably 6 to 20, and still more preferably 6 to 18.
  • Y 1 is preferably a divalent group containing at least one ring selected from an alicyclic ring and an aromatic ring, and has 1 to 4 aromatic rings A group is more preferred, and a group having two aromatic rings is particularly preferred.
  • the alicyclic ring and aromatic ring contained in Y 1 may be either substituted or unsubstituted rings. Examples of the substituent include —OH, —COOH, an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, and an alicyclic hydrocarbon group.
  • the plurality of rings may form any structure of a linked polycyclic system and a condensed polycyclic system.
  • the total number of carbon atoms in Y 1 is preferably 4 to 24, more preferably 4 to 15, and still more preferably 6 to 12.
  • the polybenzoxazole can be obtained by a conventionally known method, for example, by polymerizing at least one selected from dicarboxylic acids, diesters thereof and dihalides and diamines having two hydroxyl groups.
  • the polymer having the structural unit represented by the formula (a5-1) is at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group in which X 1 or Y 1 in the formula (a5-1). It may have one functional group, and may be a polymer having the functional group obtained by partial cyclization using a compound having the functional group as a raw material for synthesizing the polymer.
  • the cyclization rate of the polybenzoxazole is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and further preferably 5% or more.
  • the upper limit of the cyclization rate may be 100%, but is preferably 50%, more preferably 30%.
  • the cyclization rate is in the above range, it is preferable in that a polymer excellent in heat resistance and alkali solubility is obtained.
  • the cyclization rate can be measured, for example, as follows. First, the infrared absorption spectrum of polybenzoxazole is measured to confirm the presence of an absorption peak (near 1557 cm ⁇ 1 , 1574 cm ⁇ 1 ) of the benzoxazole ring. Next, after heat-treating the polybenzoxazole at 350 ° C. for 1 hour, an infrared absorption spectrum is measured again. The peak intensity around 1554 cm ⁇ 1 before and after heat treatment is compared.
  • the infrared absorption spectrum for example, “NICOLET6700FT-IR” (manufactured by Thermo Electron) is used.
  • the polysiloxane is not particularly limited, but is preferably a polysiloxane having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group from the viewpoint of alkali solubility.
  • Polysiloxane obtained by hydrolyzing and partially condensing an organosilane represented by the following formula (a4) is preferable.
  • R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group-containing group having 6 to 15 carbon atoms, or an epoxy ring having 2 to 15 carbon atoms group, or the alkyl group formed by substituting a substituent one or more hydrogen atoms contained in the group (substituents) may be the same or different each when R 1 is more;
  • R 2 is A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and when there are a plurality of R 2 s , they may be the same or different; It is an integer from 0 to 3.
  • substituents include at least one selected from a halogen atom, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, an isocyanate group, and a (meth) acryloyloxy group.
  • the content of the phenyl group contained in the polysiloxane is preferably 20 to 70 mol, more preferably 30 to 55 mol, per 100 mol of Si atoms. It is. Specifically, the content of the phenyl group can be measured by the method described in Examples below.
  • Polyolefin is not particularly limited, but from the viewpoint of alkali solubility, a polyolefin having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group is preferred, and a cyclic group having a protic polar group Olefin polymers are preferred.
  • the protic polar group refers to an atomic group in which a hydrogen atom is directly bonded to an atom belonging to Group 15 or Group 16 of the periodic table.
  • the atom belonging to Group 15 or 16 of the periodic table is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom, and particularly preferably an oxygen atom.
  • the cyclic olefin polymer is a homopolymer or copolymer of a cyclic olefin having a cyclic structure such as an alicyclic ring or an aromatic ring and a carbon-carbon double bond.
  • the cyclic olefin polymer may have a structural unit derived from a monomer other than the cyclic olefin.
  • the cyclic olefin polymer having a protic polar group has at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, and a silanol group from the viewpoint of alkali solubility, and includes, for example, the following formula (A6- A polymer having a structural unit represented by 1), particularly a polymer having a structural unit represented by formula (A6-1) and a structural unit represented by formula (A6-2) is preferred.
  • R a1 to R a4 each independently represent a hydrogen atom or —X n —R a5 (X is a divalent organic group, n is 0 or 1, and R a5 represents An alkyl group, an aromatic group, or the protic polar group, and the alkyl group and the aromatic group each may have a substituent. At least one of R a1 to R a4 is a —X n —R a5 group in which R a5 is a protic polar group.
  • m is an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1.
  • Examples of the divalent organic group in X include an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms such as a methylene group and an ethylene group, and an arylene group having 6 to 24 carbon atoms such as a phenylene group.
  • the alkyl group is, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms
  • the aromatic group is, for example, an aromatic group having 6 to 24 carbon atoms.
  • R b1 is a polar group other than a protic polar group, preferably an acyloxy group having 2 to 12 carbon atoms such as an acetoxy group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, or n-propoxycarbonyl.
  • an acyloxy group having 2 to 12 carbon atoms such as an acetoxy group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, or n-propoxycarbonyl.
  • R b2 is a C 1-18 alkyl group such as a hydrogen atom or a methyl group.
  • R b3 and R b4 are hydrogen atoms.
  • R b1 to R b4 in any combination, together with the two carbon atoms to which they are bonded, form a 3- to 5-membered heterocyclic structure containing an oxygen atom or a nitrogen atom as a ring atom. Also good.
  • m is an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1.
  • the polyolefin can be obtained by a conventionally known method, for example, by polymerizing a monomer that derives the structural unit represented by the formula (A6-1). Furthermore, the polymer obtained by polymerization may be hydrogenated.
  • a cardo skeleton is a skeletal structure in which two cyclic structures are bonded to the ring carbon atoms constituting the cyclic structure.
  • two aromatic rings eg, benzene rings
  • Examples include bonded structures.
  • the resin having a cardo skeleton it is preferable to use a resin having at least one group selected from a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a silanol group from the viewpoint of alkali solubility.
  • skeleton structure in which two cyclic structures are bonded to the ring carbon atoms constituting the cyclic structure include a 9,9-bis (phenyl) fluorene skeleton, a 9,9-bis (hydroxyphenyl) fluorene skeleton, 9 , 9-bis (cyanophenyl or aminoalkylphenyl) fluorene skeleton, 9,9-bis (phenyl) fluorene skeleton having an epoxy group, 9,9-bis (phenyl) fluorene skeleton having a (meth) acryl group .
  • the resin having a cardo skeleton can be obtained by a conventionally known method, for example, by polymerizing a monomer having a cardo skeleton.
  • polyester compounds having a cardo skeleton such as Ogsol CR-TR1, Ogsol CR-TR2, Ogsol CR-TR3, Ogsol CR-TR4, Ogsol CR-TR5, Ogsol CR-TR6 manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. It is done.
  • Novolak resin is not particularly limited.
  • the novolak resin for example, a resin having a phenol novolak structure or a resole novolak structure obtained by reacting a phenol compound and an aldehyde compound can be mentioned.
  • the novolak resin a resin that is soluble in 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide is preferable.
  • novolak resins examples include novolak resins having a structural unit represented by the following formula (C1).
  • A is a divalent aromatic group having a phenolic hydroxyl group
  • R 1 is a methylene group, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms, or a divalent alicyclic group having 4 to 30 carbon atoms.
  • One hydrogen atom of the methylene group may be substituted with a cyclopentadienyl group, an aromatic ring, a group containing an aromatic ring, or a heterocyclic ring having a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom, or the like. Good.
  • examples of the group represented by —R 2 —Ar—R 2 — include a group represented by —CH 2 —Ph—CH 2 — (Ph is a phenylene group).
  • Examples of the divalent aromatic group having a phenolic hydroxyl group in A include a benzene ring having a phenolic hydroxyl group and a condensed polycyclic aromatic group having a phenolic hydroxyl group.
  • the condensed polycyclic aromatic group having a phenolic hydroxyl group is, for example, a group in which part or all of the hydrogen atoms bonded to the aromatic ring carbon contained in the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group are substituted with hydroxyl groups. is there.
  • Examples of the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group include a naphthalene ring, an anthracene ring, and a phenanthrene ring.
  • the novolak resin can be obtained by a conventionally known method, for example, using phenol, formaldehyde, and an acid catalyst or a base catalyst. Further, the novolac resin can be obtained by a production method described in Japanese Patent No. 2823057, Japanese Patent No. 3729554, Japanese Patent No. 3794598, Japanese Patent No. 3992181, and the like.
  • novolak resin examples thereof include KAYARAD CCR-1291H and CCR-1235 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., PR-40, PR-45, PR-80, PR-85 manufactured by DIC Corporation, and the like.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a compound that has a crosslinkable functional group and can react with the alkali-soluble polymer to form a crosslinked structure.
  • crosslinkable functional group examples include an oxetanyl group; a group having an epoxy group such as a glycidyl ether group, a glycidyl ester group, and a glycidylamino group; an alkoxyalkyl group such as a methoxymethyl group and an ethoxymethyl group; a benzyloxymethyl group; Benzyloxymethyl group; Formyl group; Acetyl group; Dimethylaminomethyl group; Diethylaminomethyl group; Dimethylolaminomethyl group; Diethylolaminomethyl group; Morpholinomethyl group; Vinyl group, vinylidene group, (meth) Examples include ethylenically unsaturated groups such as acryloyl groups.
  • an ethylenically unsaturated group, an epoxy group, an oxetanyl group, or an alkoxyalkyl group is preferable from the viewpoint of obtaining a partition wall having excellent surface hardness and small property change over a long period of time.
  • Examples of the ethylenically unsaturated group-containing compound include compounds having at least two ethylenically unsaturated groups in the molecule, preferably compounds having two or more (meth) acryloyl groups. Specifically, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4- Butanediol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonane Diol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, tris (2
  • the epoxy group or oxetanyl group-containing compound is not particularly limited as long as it contains an epoxy group or oxetanyl group in the molecule.
  • KBM303, KBM403 both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Epolite M- 1230 both manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • PP-101 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
  • NK Oligo EA-1010 / ECA Shin Nakamura Chemical
  • Examples of the compound having two epoxy groups or oxetanyl groups include Epolite 40E, Epolite 100E, Epolite 200E, Epolite 400E, Epolite 70P, Epolite 200P, Epolite 400P, Epolite 1500NP, Epolite 80MF, Epolite 4000, Epolite 3002 (all Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), NC6000 (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Denacol EX-212L, Denacol EX-214L, Denacol EX-216L, Denacol EX-850L (all manufactured by Nagase ChemteX Corporation) Celoxide 2021P (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), GAN, GOT (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), jER828, jER1002, jER1750, jER1007, YX8100- H30, E1256, E4250,
  • Examples of the compound having three epoxy groups or oxetanyl groups include VG3101 (manufactured by Mitsui Chemicals), Tepic S, Tepic G, Tepic P (manufactured by Nissan Chemical Industries), Denacol EX-321L (Nagase Chem) Tex Co., Ltd.).
  • Examples of the compound having 4 or more epoxy groups or oxetanyl groups include Epototo YH-434L (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), EPPN502H, NC3000, NC6000 (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) or Epicron N695, HP7200. (Both manufactured by DIC Corporation).
  • oxetanyl group-containing compound examples include 4,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] biphenyl, 3,7-bis (3-oxetanyl) -5-oxanonane, 3,3 ′-[1 , 3- (2-Methylenyl) propanediylbis (oxymethylene)] bis (3-ethyloxetane), 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] benzene, 1,2-bis [ (3-Ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] ethane, 1,3-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] propane, ethylene glycol bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ether Dicyclopentenyl bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methyl] ether
  • the alkoxyalkyl group-containing compound is not particularly limited as long as it contains an alkoxyalkyl group in the molecule.
  • an alkoxyalkyl group-containing melamine compound, an alkoxyalkyl group-containing benzoguanamine compound, an alkoxyalkyl group-containing urea compound examples include alkoxyalkyl group-containing phenol compounds.
  • the crosslinking agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the crosslinking agent is preferably 5 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the photosensitive composition in that a composition excellent in photosensitivity is obtained and a partition wall having a small change in properties over a long period of time is obtained. 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and particularly preferably 15 to 60% by mass.
  • the photoinitiator is not particularly limited as long as it is a compound that initiates polymerization by irradiating light such as radiation, and a conventionally known compound can be used.
  • Such compounds include 2,2′-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 2,2′-bis (2 -Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dimethylphenyl) -4,5,4', 5'- Tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2-methylphenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'- Diphenyl-4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl
  • the photoinitiator can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the photoinitiator is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the photosensitive composition, and more preferably 0.8%. 5 to 10% by mass.
  • the photosensitive composition further includes organic solvents, antioxidants, thermal polymerization inhibitors, surfactants, adhesion assistants, solubility modifiers, viscosity modifiers, fillers such as inorganic fillers, colorants, and the like.
  • organic solvents antioxidants, thermal polymerization inhibitors, surfactants, adhesion assistants, solubility modifiers, viscosity modifiers, fillers such as inorganic fillers, colorants, and the like.
  • Other additives can be blended as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Examples of the organic solvent include organic solvents described in JP-A 2006-201670, JP-A 2012-256023, JP-A 2014-013413, and the like.
  • Examples of the antioxidant include the antioxidants described in JP 2010-117614 A, JP 2010-184961 A, JP 2013-241554 A, and the like.
  • Examples of the surfactant include surfactants described in JP 2010-250109 A, JP 2014-089970 A, JP 2014-048428 A, and the like.
  • Examples of the adhesion assistant include adhesion assistants described in JP2012-256023A, JP2013-2425111A, JP2014-080578A, and the like.
  • Examples of the inorganic filler include inorganic substances described in JP2007-332255A, JP2008-2242076A, JP2012-198527A, JP2013-216737A, and JP2014-062195A.
  • Fillers, Examples of the other additives include compounds described in JP-A Nos. 2006-154434 and 2007-293306.
  • the photosensitive composition can be prepared, for example, by mixing an alkali-soluble polymer, a crosslinking agent, a photoinitiator, and other optional components. Moreover, in order to remove dust, after mixing each component uniformly, you may filter the obtained mixture with a filter.
  • the method for forming the partition wall is not particularly limited, but a method of forming the partition wall by applying and curing the photosensitive composition is preferable. Such a partition wall forming method may be performed directly on the first electrode layer stack or the second electrode layer stack, or on another support such as a glass support, a metal support or a resin support. After that, the obtained partition wall may be provided on the first electrode layer stack or the second electrode layer stack, but it is preferable that the partition walls be directly formed on the electrode layer stack having the surface layer.
  • the method for forming the partition wall is not particularly limited. Specifically, the photosensitive composition is applied onto the first electrode layer stack, the second electrode layer stack, or another support, and dried if necessary. Then, the partition walls can be obtained by irradiating light and curing. In addition, when irradiating the light, light is irradiated (exposed) using a mask having a predetermined pattern, then developed using an alkaline developer, and heated if necessary, for example, a desired shape, for example, A grid-like partition wall can be obtained, and a display element having a plurality of pixel regions in which the accommodation space is partitioned by a plurality of partition walls can be easily formed. Each of these steps can be performed by a conventionally known method, for example, a method described in JP 2012-256023 A.
  • the partition wall obtained by the above method is further subjected to a surface treatment such as hydrophilizing the surface, preferably both surfaces, by a conventionally known hydrophilization method, or hydrophobizing by a conventionally known hydrophobization method. May be.
  • hydrophilic treatment method examples include a method of modifying the surface of the obtained film by corona discharge treatment, plasma treatment or UV ozone treatment, or an acrylic resin or sulfonate group on the obtained film surface.
  • membrane which consists of containing resin etc. by coating or lamination is mentioned.
  • the surface of the obtained film is surface-modified by surface treatment with a long-chain alkyl group-containing coupling agent, a fluorine-containing coupling agent or a silicon-containing coupling agent,
  • a method of laminating a film made of a long-chain alkyl group-containing resin, a fluorine-containing resin, a silicon-containing resin, or the like on the surface of the obtained film by coating or laminating is mentioned.
  • the exposure amount during the treatment is a partition wall having hydrophilicity, light resistance, heat resistance, chemical resistance and high hardness. Is preferably from 0.1 to 8 J / cm 2 @ 254 nm, more preferably from 0.5 to 5 J / cm 2 @ 254 nm.
  • the stack which consists of transparent materials is preferable.
  • the first and second electrode layer stacks usually include a transparent substrate made of glass or resin and a transparent conductive layer made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO). When such an electrode layer stack is used, the electrode layer stacks are arranged so that the transparent conductive layer sides face each other.
  • the first and second electrode layer stacks further include other known layers such as a flattening film, a passivation film, a reflective film, an insulating film, and a hydrophobic film, and the transparent substrate and the transparent conductive layer. It may be on or between these layers.
  • the first and second electrode layer stacks have the layers as described above. Among these layers, at least one of the layers which are present on the surface in contact with the accommodating space and in contact with the partition wall.
  • the layer present in the layer stack is the surface layer in the present invention.
  • a layer according to the characteristics required for the display element may be used, and a composition for forming the partition may be prepared in consideration of the thermal expansion coefficient of the layer to form the partition.
  • a partition wall corresponding to the required characteristics may be used, and a surface layer may be provided on the surface of at least one of the electrode layer stacks in consideration of the thermal expansion coefficient of the partition wall.
  • the surface layer is preferably a hydrophobic layer.
  • the two surfaces of the first and second electrode layer stacks that are in contact with the accommodation space may be hydrophobic layers.
  • the degree of hydrophobicity of each surface is different, and the hydrophobicity of one surface is different. Is preferably higher than the hydrophobicity of the other surface. That is, in the display element of the present invention, when no voltage is applied between the first and second electrode layer stacks, the nonpolar liquid is placed on the surface of one of the first or second electrode layer stacks in contact with the accommodation space. It is preferred that the first and second electrode layer stacks have a hydrophobic layer in which is present.
  • the electrode layer stack having the hydrophobic layer may be formed by, for example, forming a coating film by applying a composition containing a hydrophobic material on the surface of a laminate including a transparent substrate and a transparent conductive layer, or from a hydrophobic material. It can obtain by laminating the film which becomes.
  • a hydrophobic material include a fluorine-containing material and a silicon-containing material, and among these, a fluorine-containing material is preferable.
  • fluorine-containing material examples include, for example, JP 2011-157292 A, JP 2010-121137 A, JP 2003-315308 A, JP 4045253 A, JP 2013-142753 A, and Special Table 2013-522669. And fluoropolymers described in JP-A No. 2014-0666835.
  • fluorine-containing material a commercially available product may be used.
  • the commercially available product include Cytop (trade name; model number CTL-809M) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., manufactured by DuPont. Teflon (registered trademark) (trade name; model numbers AF1600 and AF2400) may be used.
  • the storage space may include a polar liquid and a nonpolar liquid, and may be a space having a size that does not hinder a change in the presence state of the nonpolar liquid due to the presence or absence of an applied voltage, What is necessary is just to select suitably according to a desired use, the magnitude
  • the polar liquid is accommodated in the accommodation space.
  • the polar liquid is not particularly limited as long as it is immiscible with the nonpolar liquid to be used. However, it is preferably a colorless, transparent and conductive liquid, specifically, water, lithium chloride or chloride. An aqueous solution in which an electrolyte such as potassium or sodium chloride is dissolved can be used.
  • As the polar liquid two or more kinds of liquids may be used, but usually one kind of liquid is used.
  • the nonpolar liquid is also stored in the storage space.
  • the nonpolar liquid is not particularly limited, but is preferably a liquid that has almost no polarity and exhibits electrical insulation.
  • Examples of the nonpolar liquid include hydrophobic liquids such as side chain higher alcohols, side chain higher fatty acids, alkane hydrocarbons such as octane and decane, and silicone oil.
  • As the nonpolar liquid two or more kinds of liquids may be used, but usually one kind of liquid is used.
  • the amount of the nonpolar liquid contained in one pixel region (cell) may be adjusted as appropriate according to the desired application. For example, the entire surface of the electrode layer stack on the display surface side of the display element may be covered. It is preferable that the amount is as much as possible.
  • the nonpolar liquid used in the present invention is preferably a colored liquid (colored liquid), and a liquid in which a coloring material such as a dye or pigment that can be dissolved or uniformly dispersed in the hydrophobic liquid is blended with the hydrophobic liquid.
  • a coloring material such as a dye or pigment that can be dissolved or uniformly dispersed in the hydrophobic liquid is blended with the hydrophobic liquid.
  • the colored liquid may be transparent or opaque.
  • Examples of the dye include dyes described in JP2014-010249A and JP2013-228683A, and examples of the pigment include carbon black and pigments described in JP2012-181513A. It is done.
  • the coloring material may be appropriately selected and used so that the nonpolar liquid absorbs light of a predetermined wavelength according to a desired application, or one kind may be used alone, or two or more kinds may be used. Good.
  • the content of the color material is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to a desired application, but may be an amount that can be dissolved or uniformly dispersed in the hydrophobic liquid. Preferably, it is blended in an amount of 0.01 to 30% by mass with respect to 100% by mass of the nonpolar liquid.
  • nonpolar liquid may contain various additives such as an ultraviolet absorber and an antioxidant as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the electrowetting display of the present invention is not particularly limited as long as it includes the display element of the present invention. Since the electrowetting display of the present invention includes the display element of the present invention, it is a display having a long life and excellent display properties.
  • the electrowetting display of the present invention a conventionally known layer such as an insulating film, a thin film transistor (TFT), a color filter layer, and a black matrix, which has been used in a conventional electrowetting display, is desired depending on a desired application. It can form by laminating
  • the configuration of such an electrowetting display is the same as the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2013-142753 and 2012-63767 except that the display element of the present invention is used. There may be.
  • the electrowetting display of the present invention preferably includes a color filter layer from the viewpoint that a display capable of full color display on the display surface side can be manufactured at a low cost.
  • the color filter layer is not particularly limited and is not limited to red, blue, and green, but may be appropriately selected from cyan, magenta, yellow, and the like according to a desired application.
  • the color filter layer may be provided at a desired position according to a desired application.
  • the display element of the present invention It may be provided on the side where the TFT is laminated, or on the side opposite to the side where the TFT is laminated.
  • the weight average molecular weight (Mw) by the gel permeation column chromatography of the polymer obtained by the following synthesis example was measured based on the following conditions.
  • ⁇ Measurement method Gel permeation chromatography method
  • Standard material polystyrene
  • Device manufactured by Tosoh Corporation, trade name: HLC-8020
  • Column Tosoh Co., Ltd. guard column H XL -H, TSK gel G7000H XL , TSK gel GMH XL , TSK gel G2000H XL sequentially connected
  • Solvent Tetrahydrofuran Sample concentration: 0.7% by mass ⁇ Injection volume: 70 ⁇ L ⁇ Flow rate: 1mL / min
  • Synthesis of Polymer (A1) A reaction vessel was charged with 160 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and heated to 80 ° C. In the resulting container, 13 parts of methacrylic acid, 46 parts of benzyl methacrylate, 13 parts of styrene, 16 parts of N-phenylmaleimide, 2 parts of n-butyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate as monomers 10 parts and a solution prepared by mixing 5 parts of azobis-2,4-dimethylvaleronitrile as a polymerization catalyst and 25 parts of PGMEA as a solvent were added dropwise to the reaction vessel over 2 hours.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • an aqueous phosphoric acid solution in which 0.2% by mass) was dissolved was added over 10 minutes. Thereafter, the flask was immersed in an oil bath at 70 ° C. and stirred for 1 hour, and then the temperature of the oil bath was raised to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of the temperature increase, the internal temperature of the flask reached 100 ° C., and the mixture was heated and stirred for 2 hours (the internal temperature of the flask was 100 to 110 ° C.). During the reaction, a total of 115 parts of methanol and water as by-products were distilled off.
  • PGME was added to the PGME solution of the obtained polymer (A5) so that the polymer (A5) concentration was 35% by mass to obtain a PGME solution of the polymer (A5).
  • Mw of the obtained polymer (A5) was 5000, and phenyl group content with respect to 100 mol of Si atoms was 35 mol.
  • the content of the phenyl group in the polymer (A5) was determined by measuring the 29 Si-nuclear magnetic resonance spectrum using “JNM-ECS400” (manufactured by JEOL Ltd.). And the ratio of the peak area of Si to which no phenyl group is bonded.
  • the hydrogenation reaction solution containing the polymer (A6) obtained here had a solid content concentration of 21% by mass, and the yield of the polymer (A6) was 102 parts.
  • the obtained hydrogenation reaction solution of the polymer (A6) was concentrated by a rotary evaporator, and the solid content concentration was adjusted to 35% by mass to obtain a solution of the polymer (A6).
  • Mw of the obtained polymer (A6) was 4000.
  • Preparation Example 7 Preparation of polymer (A7) (cardo resin) CR-TR5 (produced by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), a PGME solution of cardo resin, is a product having a solid content of 52.7% by mass and a solid content acid value of 135 KOHmg / g. 100 parts of CR-TR5 was weighed, and 50.57 parts of PGME was added and stirred there. In this way, a solution of cardo resin (A7) having a solid concentration of 35% by mass was obtained.
  • composition 1 100 parts of polymer (A1) solution obtained in Synthesis Example 1 in terms of polymer (A1), 50 parts of crosslinking agent (B2), photoinitiator (C) 5 Part 1, 5 parts of adhesion assistant (D) and 1 part of surfactant (E) were mixed to obtain composition 1 as a solution.
  • compositions 2 to 14 were obtained by mixing the components shown in Table 1 below.
  • the polymer solution obtained above was used so that the amount of the polymer in the composition became the amount shown in Table 1 below.
  • the details of each component in Table 1 are as shown in Table 2 below.
  • Example 1 Creation of barrier ribs
  • the composition 1 shown in Table 1 was applied on the ITO layer of a glass wafer having a 100 nm thick ITO layer on one side, and heated (prebaked) at 110 ° C. for 5 minutes on a hot plate, (Length in the direction corresponding to the vertical direction in FIG. 1) A coating film of 25 to 35 ⁇ m was formed. The formed coating film was exposed to the amount of ultraviolet rays shown in Table 3 using a stepper (manufactured by Nikon Corporation, model “NSR-2005i10D”) through a patterned mask.
  • a stepper manufactured by Nikon Corporation, model “NSR-2005i10D
  • the exposed coating film was immersed for 90 seconds in an aqueous solution containing 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide (development treatment), and then washed with water. Then, heat treatment is performed in an oven at 220 ° C.
  • the value of the exposure amount (J / cm 2 @ 254 nm) in the present invention is the light amount when the irradiated ultraviolet ray is converted to 254 nm
  • the value of the exposure amount (mJ / cm 2 @ 365 nm) is the irradiated ultraviolet ray. Is the amount of light when converted to 365 nm.
  • a substrate having a thickness of 0.7 mm and having a 100 nm thick ITO layer on one side and a 450 ⁇ m thick hydrophobic film (amorphous fluoropolymer “AF1600” manufactured by DuPont) on the substrate is used. Except that the composition 1 shown in Table 1 was applied on the hydrophobic film, the height (length in the direction corresponding to the vertical direction in FIG. 1) 20 ⁇ m, in the same manner as in “3. Partition walls having a line width of 10 ⁇ m and a lattice spacing of 50 ⁇ m were formed.
  • a colored oil (a liquid in which 0.1 wt% of Sudan Black B (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in octane) was obtained into each of the compartments (cells) surrounded by the formed partition walls.
  • substrate with a partition was put in water.
  • a glass plate 2 (“20 ⁇ ”, manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) having an ITO layer with a thickness of 100 nm on one side is used so that the ITO layer of the glass plate 2 is on the side of the substrate with a partition and is in contact with the partition. Arranged. Thereafter, the contact portion between the partition wall and the ITO layer of the glass plate 2 was sealed with a photocurable epoxy adhesive, thereby producing a display element having 100 or more cells in the center of the substrate.
  • Examples 2 to 13 and Comparative Example 1 A partition wall and a display element were formed in the same manner as in Example 1 except that the composition shown in Table 3 or 4 was used and ultraviolet irradiation was performed at the exposure amount shown in Table 3 or 4.
  • the thermal expansion coefficient of the 450 ⁇ m thick hydrophobic film (amorphous fluoropolymer “AF1600” manufactured by DuPont) was “5-2” except that a film made of AF1600 having a film thickness of 20 ⁇ m, a length of 10 mm, and a width of 10 mm was used. .. Evaluation of thermal linear expansion coefficient " The thermal expansion coefficient was 100 ppm / K. The thermal linear expansion coefficient of the 100 nm thick ITO layer was measured using an ITO layer-attached glass substrate (“20 ⁇ ”, manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.). The thermal expansion coefficient of the ITO layer is the same as in “5-2.
  • thermal linear expansion coefficient of the glass substrate with an ITO layer (“20 ⁇ ”) and the glass substrate from which the ITO layer is peeled off from the “20 ⁇ ”. It calculated from the difference in the value of the thermal linear expansion coefficient measured by the method.
  • the thermal expansion coefficient was 10 ppm / K.
  • the cycle is repeated 100 times, and the voltage application is stopped after the cycle is repeated 100 times, and in all cells, more than 80%
  • the operation state of the display element is judged as “good”, and the state where the color display defect occurs in more than 20% to less than half of the cells, When the defect of the color display occurred in more than half of the cells, it was determined that the operating state of the display element was “bad”.

Abstract

 本発明は、表示素子、感光性組成物およびエレクトロウェッティングディスプレイに関し、該表示素子は、第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された収容空間と、前記収容空間を区画する隔壁とを備え、前記収容空間には、少なくとも、互いに非混和性の極性液体と無極性液体とが含まれ、前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面には、前記隔壁に接する表面層が存在し、前記隔壁と表面層との線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である。

Description

表示素子、感光性組成物およびエレクトロウェッティングディスプレイ
 本発明は、表示素子、感光性組成物およびエレクトロウェッティングディスプレイに関する。
 エレクトロウェッティング現象は、例えば、疎水性表面を有する電極上の非混和性の極性液体および無極性液体(通常着色されている)に電圧を印加することで、前記疎水性表面の極性液体(無極性液体)に対する接触角が変化することを利用した現象である。
 通常、この無極性液体は、隔壁によって区画された空間内に封入される。
 このエレクトロウェッティング現象を利用した素子は、高い輝度およびコントラスト比、大きい視野角ならびに速いスイッチ速度等を示し、また、この現象を利用した表示素子は、フロントまたはバックライトを必要としないため、消費電力が比較的低い。このため、該素子は、様々な光応用分野、例えば、光ファイバー用光スイッチ、カメラまたは誘導装置用光シャッターもしくはフィルター、光ピックアップ素子、光導波路材料およびビデオディスプレイピクセルに利用されている。
 例えば、特許文献1~2には、このような現象を利用した表示素子が開示されている。
特表2013-542465号公報 特開2013-92701号公報
 前記表示素子は、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態が変化することで、文字や図形等を表示するため、隔壁によって区画された空間内に封入された無極性液体が他の空間に漏れ出したりすると、適切な表示ができなくなる傾向にある。
 従って、隔壁によって区画される空間は、無極性液体が他の空間に漏れ出さないような空間であることが求められている。
 また、前記表示素子は、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態が変化することで、文字や図形等を表示するため、印加される電圧の有無による該液体の存在状態の変化がスムーズに行われることが望まれる。表示素子の長寿命化の要求に伴い、この液体の存在状態の変化が長期間安定して行われることも求められている。
 しかしながら、従来の表示素子には、これらの要求を満足するためにさらなる改良の余地があった。
 本発明は、前記要求に鑑みてなされたものであり、隔壁と該隔壁に接する層との間に、クラックや剥離が生じにくく、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態をスムーズにかつ長期間安定して変化させることが可能な表示素子を提供することを課題とする。
 このような状況のもと、本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、互いに非混和性の極性液体および無極性液体を含む、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された収容空間と、前記収容空間を区画する隔壁とを備える表示素子において、該隔壁と、前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面に存在する、前記隔壁に接する表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が所定の範囲にあることで、前記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明の構成例は以下の通りである。
 [1] 第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された収容空間と、前記収容空間を区画する隔壁とを備え、
 前記収容空間には、少なくとも、互いに非混和性の極性液体と無極性液体とが含まれ、
 前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面には、前記隔壁に接する表面層が存在し、
 前記隔壁と表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である、表示素子。
 [2] 前記隔壁の熱線膨張係数は、0.1~150ppm/Kである、[1]に記載の表示素子。
 [3] 前記隔壁は、感光性組成物から得られる膜である、[1]または[2]に記載の表示素子。
 [4] 前記隔壁は、ネガ型感光性組成物から得られる膜である、[1]~[3]のいずれかに記載の表示素子。
 [5] 前記ネガ型感光性組成物は、アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤を含む、[4]に記載の表示素子。
 [6] 前記架橋剤は、エチレン性不飽和基含有化合物、エポキシ基またはオキセタニル基含有化合物およびアルコキシアルキル基含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物である、[5]に記載の表示素子。
 [7] 前記アルカリ可溶性重合体は、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有する化合物である、[5]または[6]に記載の表示素子。
 [8] 前記アルカリ可溶性重合体が、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシロキサン、ポリオレフィン、カルド骨格を有する樹脂、およびノボラック樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体である、[5]~[7]のいずれかに記載の表示素子。
 [9] 前記アルカリ可溶性重合体の重量平均分子量が1000~100000である、[5]~[8]のいずれかに記載の表示素子。
 [10] 第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された、互いに非混和性の極性液体および無極性液体を含む収容空間、を区画する隔壁であって、
 前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面に存在し、かつ、隔壁に接する表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である隔壁、
を形成するための、
 感光性組成物。
 [11] アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤を含むネガ型の組成物である、[10]に記載の感光性組成物。
 [12] [1]~[9]のいずれかに記載の表示素子を含む、エレクトロウェッティングディスプレイ。
 [13] カラーフィルタ層を含む、[12]に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ。
 本発明によれば、隔壁と該隔壁に接する層との間に、クラックや剥離が生じにくく、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態をスムーズにかつ長期間安定して変化させることが可能な表示素子を提供することができる。
図1は、本発明の表示素子の一例を示す断面概略図である。 図2は、実施例で得られた隔壁(格子状パターン化塗膜)の概略平面図である。
 ≪表示素子≫
 本発明に係る表示素子は、例えば、図1で表され、第1電極層スタック11と、第2電極層スタック12と、前記第1電極層スタック11および前記第2電極層スタック12間に形成された収容空間16と、前記収容空間16を区画する隔壁13とを備え、
 前記収容空間16には、少なくとも、互いに非混和性の極性液体15と無極性液体14とが含まれ、
 前記第1電極層スタック11と第2電極層スタック12の少なくとも一方の前記収容空間に接する面には、前記隔壁に接する表面層(図示せず)が存在し、
 前記隔壁13と表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である。
 前記隔壁と表面層との熱線膨張係数の差の絶対値は、150ppm/K以下であり、好ましくは130ppm/K以下であり、より好ましくは110ppm/K以下であり、特に好ましくは100ppm/K以下である。該熱線膨張係数の差の絶対値は、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定することができる。
 熱線膨張係数の差の絶対値が前記範囲にあると、隔壁と該隔壁に接する表面層との間に、クラックや剥離が生じにくく、特に、表示素子を高温および低温下で使用したとしても、このようなクラックや剥離が生じにくい。このため、本発明によれば、無極性液体が他の空間に漏れ出さないような収容空間を有し、耐久性や表示性に優れる表示素子を得ることができる。また、熱線膨張係数の差の絶対値が前記範囲にあると、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態をスムーズにかつ長期間安定して変化させることが可能な表示素子を得ることができる。
 なお、本発明において、隔壁と電極層スタックとを接着材等を用いて接着させる場合があるが、この場合、前記表面層は、接着材層ではなく、電極層スタックの前記収容空間に接する面に存在する層のことをいう。
 図1では、第1電極層スタック11の前記収容空間16に接する面には表面層が存在し、該表面層は、疎水性層である。このため、表示素子10において、電圧を印加しない場合(図1の「turn off」)には、無極性液体(着色液体)14は、第1電極層スタック11表面を覆うように平らに存在する。一方、この表示素子10に、電圧を印加した場合(図1の「turn on」)、無極性液体14は、隔壁13付近に略半球状となって存在する。
 このように、本発明の表示素子は、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態が変化し、着色した無極性液体を用いることで、例えば、着色状態と透明状態とを表すことができる。
 なお、本発明の表示素子に印加される電圧は、無極性液体の存在状態を変化させることができる程度の電圧であれば特に制限されない。
 本発明の表示素子は、前記収容空間を4つの隔壁等で区画した1つの画素領域(セル)を有する素子であってもよいが、通常は、前記収容空間を複数の隔壁で区画した複数の画素領域を有する素子であり、各画素領域は、表示素子の表示面側でフルカラー表示が可能になるようにそれぞれ形成されている。そして、画素領域ごとに、エレクトロウェッティング現象にて無極性液体の存在状態を変化させることで、表示面側での表示色を変更することができる。
 <隔壁>
 前記隔壁は、第1電極層スタックおよび第2電極層スタック間に形成された収容空間を区画する。前記隔壁は、通常、連続して存在する画素領域(セル)において、隣接する画素領域間で、無極性液体の行き来を妨げる役割を果たす壁であれば特に制限されない。
 従って、前記隔壁は、図1に示すように、第1電極層スタック11および第2電極層スタック12の両方に接していてもよいが、図1に示すように、無極性液体14が収容空間16の第1電極層スタック11側に存在する場合には、第1スタック11側のみに存在し、第2電極層スタック12に接していなくてもよい。
 なお、前記隔壁が、第1電極層スタックや第2電極層スタックと接する場合、第1電極層スタックや第2電極層スタックと一体化していてもよく、第1電極層スタックや第2電極層スタックに接着していてもよい。
 前記隔壁の熱線膨張係数は、好ましくは0.1~150ppm/Kであり、より好ましくは0.1~140ppm/Kであり、さらに好ましくは0.1~120ppm/Kであり、特に好ましくは0.1~100ppm/Kである。該熱線膨張係数は、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定することができる。
 隔壁の熱線膨張係数が前記範囲にあると、隔壁と該隔壁に接する層との間に、クラックや剥離が生じにくい表示素子が得られるのみならず、表示素子に印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態をスムーズにかつ長期間安定して変化させることができる。
 このような熱線膨張係数を有する隔壁は、該隔壁を形成する組成物を適宜調整すること、具体的には、該組成物に用いる、架橋性モノマーの使用量、重合体および架橋剤の種類や割合を適宜調整したり、無機フィラーの使用量を適宜調整することで得ることができる。例えば、架橋性モノマーの使用量を多くすること、重合体に対する架橋剤の使用量を多くすること、または、無機フィラーの使用量を多くすることで低熱線膨張係数の隔壁を得ることができる。
 前記隔壁の高さ(第1電極層スタックと第2電極層スタックの間隔方向の長さ、図1の上下方向の長さ)は、各画素領域間における無極性液体の行き来を妨げる役割を果たすことのできる長さであれば特に制限されない。
 また、前記隔壁の厚み(第1電極層スタックと第2電極層スタックの間隔方向と略垂直方向の長さ、図1の左右方向の長さ)も、無極性液体の行き来を妨げる役割を果たすことのできる長さであれば特に制限されないが、隔壁の強度等の点から、1~50μmであり、好ましくは5~40μmである。
 前記隔壁は、一層の膜であってもよく、BM(ブラックマトリクス)層、補強層または表面被覆層等を有する積層体であってもよい。また、前記隔壁は、穴の開いていない膜でもよく、格子状やスリット状に穴の開いた膜であってもよい。
 〔感光性組成物〕
 前記隔壁は、収容空間を複数の隔壁で区画した複数の画素領域を有する表示素子を容易に作成することができる等の点から、感光性組成物から得られる膜であることが好ましい。
 また、前記隔壁は、得られる隔壁における熱線膨張係数が前記範囲となるように、成分を調整した組成物から得られる膜であることがより好ましい。このような組成物を用いることで、クラックや剥離が生じにくく、印加される電圧の有無により、無極性液体の存在状態をスムーズにかつ長期間安定して変化させることが可能な表示素子が得られるのみならず、所望の形状の隔壁を容易に形成することができる。
 前記感光性組成物としては、ポジ型感光性組成物であってもよく、ネガ型感光性組成物であってもよいが、収容空間を複数の隔壁で区画した複数の画素領域を有する表示素子を容易に作成することができ、長期にわたり表示性の低下が起こりにくい表示素子が得られる等の点から、ネガ型感光性組成物であることが好ましい。
 前記感光性組成物としては、特に制限されないが、長期にわたり性質の変化が小さい隔壁が得られる等の点から、アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤を含む組成物が好ましく、このような組成物としては、例えば、特開2006-154434号公報や特開2007-293306号公報に記載の組成物が挙げられる。
 感光性組成物は、
 第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された、互いに非混和性の極性液体および無極性液体を含む収容空間、を区画する隔壁であって、
 前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面に存在し、隔壁に接する表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である、好ましくは130ppm/K以下であり、より好ましくは110ppm/K以下であり、特に好ましくは100ppm/K以下である隔壁、
を容易に形成することができるため、該感光性組成物は、このような隔壁形成用組成物として好適に用いることができる。このような感光性組成物としては、アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤を含むネガ型の組成物であることが好ましい。
 〈アルカリ可溶性重合体〉
 前記アルカリ可溶性重合体としては、特に制限されない。本発明においてアルカリ可溶性とは、アルカリ溶液、例えば、2.38質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に溶解可能であることを意味する。
 前記アルカリ可溶性重合体は、1種単独で用いても、2種以上、例えば、アルカリ可溶性重合体および非アルカリ可溶性重合体、2種以上アルカリ可溶性重合体等の重合体のブレンド物を用いてもよい。
 前記アルカリ可溶性重合体としては、アルカリ溶液、特に、2.38質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液への溶解性等の点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有する化合物であることが好ましい。
 このようなアルカリ可溶性重合体としては、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシロキサン、ポリオレフィン、カルド骨格を有する樹脂、およびノボラック樹脂が好ましい。
 前記アルカリ可溶性重合体の、ゲルパーミエーションカラムクロマトグラフィーで測定した、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定した重量平均分子量は、得られる感光性組成物の現像性等の点から、好ましくは1000~100000であり、より好ましくは1500~50000である。
 得られる感光性組成物の現像性等の点から、アルカリ可溶性重合体の含有量は、前記感光性組成物100質量%に対し、好ましくは5~60質量%であり、より好ましくは10~50質量%である。
 ・アクリル樹脂
 アクリル樹脂としては、特に制限されないが、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するアクリル樹脂が好ましく、モノマーとして、下記化合物(a)と下記化合物(b)とを用いて得られる共重合体(但し、該モノマーにはアクリル化合物が含まれる)であることが、得られる感光性組成物の現像性等の点から好ましい。
 化合物(a):カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有する化合物
 化合物(b):化合物(a)以外の化合物
 前記化合物(a)におけるカルボキシル基を有する化合物としては、特に制限されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸などのジカルボン酸;2-マレイノロイルオキシエチルメタクリレート、2-サクシノロイルオキシエチルメタクリレート、2-ヘキサヒドロフタロイルオキシエチルメタクリレートなどのカルボキシル基およびエステル結合を有するメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらの化合物は、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよい。これらの中では、アクリル酸、メタクリル酸、2-ヘキサヒドロフタロイルオキシエチルメタクリレートが好ましい。
 前記化合物(a)におけるフェノール性水酸基を有する化合物としては、特に制限されないが、例えば、3-ヒドロキシスチレン、4-ヒドロキシスチレン、ビニル-4-ヒドロキシベンゾエート、3-イソプロペニルフェノール、4-イソプロペニルフェノール等のフェノール性水酸基を有するビニル系モノマーが挙げられる。これらの化合物は、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよい。これらの中では4-イソプロペニルフェノールが好ましい。
 前記化合物(a)におけるシラノール基を有する化合物としては、特に制限されないが、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、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジプロポキシシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン等のアルコキシシリル基含有ビニル系モノマーの加水分解物が挙げられる。これらの化合物は、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよい。
 前記化合物(b)としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルコキシエステル;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレートなどのハロゲン原子含有(メタ)アクリル酸エステル;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アリールエステル;グリシジル(メタ)アクリレートなどのヘテロ環基含有(メタ)アクリル酸エステル;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなどのジカルボン酸ジエステル;スチレン、α-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレンなどのビニル基含有芳香族化合物類;1,3-ブタジエン、イソプレン、1,4-ジメチルブタジエンなどの共役ジオレフィン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基含有重合性化合物;塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド結合含有重合性化合物;N-フェニルマレイミドなどのイミド基含有重合性化合物;酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニル類;および下記式(6)~(8)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 [式(6)~(8)中、nは独立に1以上6以下の自然数を表す。]
 これらの中では、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、N-フェニルマレイミド、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、前記式(6)および(7)で表される化合物が好ましい。
 前記化合物(b)は、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよい。
 前記化合物(b)の使用量は、前記化合物(a)および化合物(b)の合計量100質量%に対し、好ましくは5~95質量%、より好ましくは10~90質量%である。
 前記アクリル樹脂は、例えば、前記化合物(a)および化合物(b)を、従来公知の有機溶媒中で、従来公知のラジカル開始剤を用いて重合することにより得ることができる。
 ・ポリイミド
 ポリイミドとしては、特に制限されないが、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するポリイミドが好ましく、該官能基を有し、下記式(A1)で表される構造単位を有する重合体であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(A1)中、R1は水酸基を有する2価の基であり、Xは4価の有機基である。R1としては、例えば、下記式(a1)で表される2価の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(a1)中、R2は、単結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、メチレン基、ジメチルメチレン基またはビス(トリフルオロメチル)メチレン基であり;R3は独立に、水素原子、ホルミル基、アシル基またはアルキル基である。ただし、R3の少なくとも1つは水素原子である。n1およびn2は、それぞれ独立に0~2の整数である。ただし、n1およびn2の少なくとも一方は1または2である。n1とn2との合計が2以上の場合、複数のR3は同一でも異なっていてもよい。
 Xで表される4価の有機基としては、例えば、4価の脂肪族炭化水素基、4価の芳香族炭化水素基、下記式(1)で表される基が挙げられる。Xは、テトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基であることが好ましく、下記式(1)で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式(1)中、Arは独立に3価の芳香族炭化水素基であり、Aは直接結合または2価の基である。前記2価の基としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、メチレン基、ジメチルメチレン基、ビス(トリフルオロメチル)メチレン基が挙げられる。
 前記ポリイミドは、従来公知の方法、例えば、ジアミンと酸無水物などとを用いて、従来公知の方法でイミド化することにより得ることができる。
 前記式(A1)で表される構造単位を有する重合体は、式(A1)中のXまたはR1がカルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有していてもよく、該重合体の合成原料として、該官能基を有する化合物を用い、部分イミド化することで得られる、該官能基を有する重合体であってもよい。
 前記ポリイミドのイミド化率は、好ましくは1%以上、より好ましくは3%以上、さらに好ましくは5%以上である。イミド化率の上限値は、100%であってもよいが、好ましくは50%、より好ましくは30%である。イミド化率が前記範囲にあると、耐熱性およびアルカリ可溶性に優れる重合体が得られる等の点で好ましい。
 イミド化率は、例えば、以下のようにして測定することができる。
 まず、ポリイミドの赤外吸収スペクトルを測定し、ポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピーク(1780cm-1付近、1377cm-1付近)の存在を確認する。次に、そのポリイミドについて、350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定する。熱処理前と熱処理後の1377cm-1付近のピーク強度を比較する。熱処理後のポリイミドのイミド化率を100%として、熱処理前のポリイミドのイミド化率={熱処理前の1377cm-1付近のピーク強度/熱処理後の1377cm-1付近のピーク強度}×100(%)を求める。赤外吸収スペクトルの測定には、例えば、「NICOLET6700FT-IR」(サーモエレクトロン社製)を用いる。
 ・ポリベンゾオキサゾール
 ポリベンゾオキサゾールとしては、特に制限されないが、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するポリベンゾオキサゾールが好ましく、該官能基を有し、下記式(a5-1)で表される構造単位を有する重合体であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(a5-1)中、X1は芳香族環を有する4価の有機基であり、Y1は2価の有機基である。
 式(a5-1)中、X1における芳香族環は、置換または無置換のいずれの環であってもよい。置換基としては、例えば、-OH、-COOH、アルキル基、アルコキシ基、脂環式炭化水素基が挙げられる。X1に結合するNとOは、例えば、X1中の芳香族環上の隣り合った炭素原子に結合し、ベンゾオキサゾール環を形成している。X1に芳香族環が2つ以上含まれる場合、複数の芳香族環は、連結多環系および縮合多環系のいずれの構造を形成していてもよい。
 X1の総炭素数は、6~24であることが好ましく、6~20であることがより好ましく、6~18であることがさらに好ましい。
 式(a5-1)中、Y1は、好ましくは脂環式環および芳香族環から選ばれる環を少なくとも1つ含む2価の基であり、1~4つの芳香族環を有している基がより好ましく、2つの芳香族環を有している基が特に好ましい。
 なお、Y1に含まれる脂環式環および芳香族環は、置換または無置換のいずれの環であってもよい。置換基としては、例えば、-OH、-COOH、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、脂環式炭化水素基が挙げられる。Y1に前記環が2つ以上含まれる場合、複数の前記環は、連結多環系および縮合多環系のいずれの構造を形成していてもよい。
 Y1の総炭素数は、4~24であることが好ましく、4~15であることがより好ましく、6~12であることがさらに好ましい。
 前記ポリベンゾオキサゾールは、従来公知の方法、例えば、ジカルボン酸、そのジエステル体およびそのジハライド体から選ばれる少なくとも1種と、水酸基を2つ有するジアミンとを重合させることにより得ることができる。
 前記式(a5-1)で表される構造単位を有する重合体は、式(a5-1)中のX1またはY1がカルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有していてもよく、該重合体の合成原料として、該官能基を有する化合物を用い、部分環化することで得られる、該官能基を有する重合体であってもよい。
 前記ポリベンゾオキサゾールの環化率は、好ましくは1%以上、より好ましくは3%以上、さらに好ましくは5%以上である。環化率の上限値は、100%であってもよいが、好ましくは50%、より好ましくは30%である。環化率が前記範囲にあると、耐熱性およびアルカリ可溶性に優れる重合体が得られる等の点で好ましい。
 環化率は、例えば、以下のようにして測定することができる。
 まず、ポリベンゾオキサゾールの赤外吸収スペクトルを測定し、ベンゾオキサゾール環の吸収ピーク(1557cm-1付近、1574cm-1)の存在を確認する。次に、そのポリベンゾオキサゾールについて、350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定する。熱処理前と熱処理後の1554cm-1付近のピーク強度を比較する。熱処理後のポリベンゾオキサゾールの環化率を100%として、熱処理前のポリベンゾオキサゾールの環化率={熱処理前の1554cm-1付近のピーク強度/熱処理後の1554cm-1付近のピーク強度}×100(%)を求める。赤外吸収スペクトルの測定には、例えば、「NICOLET6700FT-IR」(サーモエレクトロン社製)を用いる。
 ・ポリシロキサン
 ポリシロキサンとしては、特に制限されないが、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するポリシロキサンが好ましく、該官能基を有し、下記式(a4)で表されるオルガノシランを、加水分解および部分縮合させて得られるポリシロキサンが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(a4)中、R1は水素原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数6~15のアリール基含有基、炭素数2~15のエポキシ環含有基、または前記アルキル基に含まれる1または2以上の水素原子を置換基に置き換えてなる基(置換体)であり、R1が複数ある場合はそれぞれ同一でも異なっていてもよく;R2は水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアシル基または炭素数6~15のアリール基であり、R2が複数ある場合はそれぞれ同一でも異なっていてもよく;nは0~3の整数である。
 前記置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基、(メタ)アクリロイルオキシ基から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
 隔壁の耐クラック性と硬度を両立させる点から、ポリシロキサン中に含まれるフェニル基の含有量は、Si原子100モルに対して、好ましくは20~70モルであり、さらに好ましくは30~55モルである。該フェニル基の含有量は、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定することができる。
 ・ポリオレフィン
 ポリオレフィンとしては、特に制限されないが、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するポリオレフィンが好ましく、プロトン性極性基を有する環状オレフィン重合体が好ましい。プロトン性極性基とは、周期律表第15族または第16族に属する原子に水素原子が直接結合している原子団をいう。周期律表第15族または第16族に属する原子としては、好ましくは酸素原子、窒素原子または硫黄原子であり、特に好ましくは酸素原子である。
 環状オレフィン重合体とは、脂環、芳香環等の環状構造と炭素-炭素二重結合とを有する環状オレフィンの、単独重合体または共重合体である。環状オレフィン重合体は、環状オレフィン以外の単量体から誘導される構造単位を有していてもよい。
 プロトン性極性基を有する環状オレフィン重合体としては、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有し、例えば、下記式(A6-1)で表される構造単位を有する重合体、特に、式(A6-1)で表される構造単位と式(A6-2)で表される構造単位とを有する重合体が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(A6-1)中、Ra1~Ra4は、それぞれ独立に水素原子または-Xn-Ra5(Xは2価の有機基であり、nは0または1であり、Ra5は、アルキル基、芳香族基または前記プロトン性極性基であり、アルキル基および芳香族基は、それぞれ置換基を有してもよい。)である。Ra1~Ra4のうち少なくとも1つは、Ra5がプロトン性極性基である-Xn-Ra5基である。mは0~2の整数であり、好ましくは0または1である。
 Xにおける2価の有機基としては、例えば、メチレン基、エチレン基等の炭素数1~18のアルキレン基、フェニレン基等の炭素数6~24のアリーレン基が挙げられる。
 Ra5における、アルキル基としては、例えば、直鎖状または分岐状の炭素数1~18のアルキル基であり、芳香族基としては、例えば、炭素数6~24の芳香族基である。
 式(A6-2)中、Rb1は、プロトン性極性基以外の極性基であり、好ましくはアセトキシ基等の炭素数2~12のアシルオキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、2,2,2-トリフルオロエトキシカルボニル基等の炭素数2~12のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等の炭素数7~24のアリーロキシカルボニル基、シアノ基、または塩素原子等のハロゲン原子である。
 Rb2は、水素原子、メチル基等の炭素数1~18のアルキル基である。
 Rb3およびRb4は、水素原子である。
 なお、Rb1~Rb4は、任意の組み合わせで、それらが結合している2つの炭素原子と共に、環構成原子として酸素原子または窒素原子を含む、3~5員の複素環構造を形成してもよい。
 mは0~2の整数であり、好ましくは0または1である。
 前記ポリオレフィンは、従来公知の方法、例えば、前記式(A6-1)で表される構造単位を誘導するモノマーを重合させることにより得ることができる。さらに、重合により得られた重合体を水素化してもよい。
 ・カルド骨格を有する樹脂
 カルド骨格を有する樹脂としては特に制限されない。カルド骨格とは、環状構造を構成している環炭素原子に2つの環状構造が結合した骨格構造をいい、例えば、フルオレン環の9位の炭素原子に2つの芳香環(例:ベンゼン環)が結合した構造が挙げられる。
 カルド骨格を有する樹脂としては、アルカリ可溶性の観点から、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基から選ばれる少なくとも1種の基を有する樹脂を用いることが好ましい。
 環状構造を構成している環炭素原子に2つの環状構造が結合した骨格構造の具体例としては、9,9-ビス(フェニル)フルオレン骨格、9,9-ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン骨格、9,9-ビス(シアノフェニルまたはアミノアルキルフェニル)フルオレン骨格、エポキシ基を有する9,9-ビス(フェニル)フルオレン骨格、(メタ)アクリル基を有する9,9-ビス(フェニル)フルオレン骨格が挙げられる。
 カルド骨格を有する樹脂は、従来公知の方法、例えば、カルド骨格を有する単量体を重合して得ることができる。
 カルド骨格を有する樹脂としては、市販品を用いることもできる。例えば、大阪ガスケミカル(株)製のオグソールCR-TR1、オグソールCR-TR2、オグソールCR-TR3、オグソールCR-TR4、オグソールCR-TR5、オグソールCR-TR6等の、カルド骨格を有するポリエステル化合物が挙げられる。
 ・ノボラック樹脂
 ノボラック樹脂としては特に制限されない。ノボラック樹脂としては、フェノール化合物とアルデヒド化合物とを反応させて得られる、例えば、フェノールノボラック構造や、レゾールノボラック構造を有する樹脂が挙げられる。
 ノボラック樹脂としては、2.38重量%の水酸化テトラメチルアンモニウムに可溶する樹脂が好ましい。
 ノボラック樹脂としては、例えば、下記式(C1)で表される構造単位を有するノボラック樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(C1)中、Aはフェノール性水酸基を有する2価の芳香族基であり、R1は、メチレン基、炭素数2~30のアルキレン基、炭素数4~30の2価の脂環式炭化水素基、炭素数7~30のアラルキレン基または-R2-Ar-R2-で表される基(Arは2価の芳香族基であり、R2はそれぞれ独立にメチレン基または炭素数2~20のアルキレン基である)である。また、前記メチレン基が有する1つの水素原子は、シクロペンタジエニル基、芳香族環、芳香族環を含む基、または窒素原子、硫黄原子、酸素原子等を有するヘテロ環で置換されていてもよい。
 R1において、-R2-Ar-R2-で表される基としては、例えば、-CH2-Ph-CH2-で表される基(Phはフェニレン基である)が挙げられる。
 Aにおいてフェノール性水酸基を有する2価の芳香族基としては、例えば、フェノール性水酸基を有するベンゼン環、フェノール性水酸基を有する縮合多環式芳香族基が挙げられる。フェノール性水酸基を有する縮合多環式芳香族基は、例えば、縮合多環式芳香族炭化水素基に含まれる、芳香環炭素に結合した水素原子の一部または全部を、水酸基に置換した基である。縮合多環式芳香族炭化水素基としては、例えば、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環が挙げられる。
 ノボラック樹脂は、従来公知の方法、例えば、フェノールと、ホルムアルデヒドと、酸触媒または塩基触媒とを用いて得ることができる。また、ノボラック樹脂は、特許第2823057号、特許第3729554号、特許第3794598号、特許第3992181号などに記載の製造方法で得ることができる。
 ノボラック樹脂としては、市販品を用いることもできる。例えば、日本化薬(株)製のKAYARAD CCR-1291H、CCR-1235、DIC(株)製のPR-40、PR-45、PR-80、PR-85等が挙げられる。
 〈架橋剤〉
 前記架橋剤としては、架橋性官能基を有し、前記アルカリ可溶性重合体と反応し、架橋構造を形成できる化合物であれば特に制限されない。
 前記架橋性官能基としては、例えば、オキセタニル基;グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基等のエポキシ基を有する基;メトキシメチル基、エトキシメチル基等のアルコキシアルキル基;ベンジルオキシメチル基;アセトキシメチル基;ベンゾイロキシメチル基;ホルミル基;アセチル基;ジメチルアミノメチル基;ジエチルアミノメチル基;ジメチロールアミノメチル基;ジエチロールアミノメチル基;モルホリノメチル基;ビニル基、ビニリデン基、(メタ)アクリロイル基等のエチレン性不飽和基が挙げられる。これらの中でも、表面硬度に優れ、長期にわたり性質の変化が小さい隔壁が得られる等の点から、エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基またはアルコキシアルキル基が好ましい。
 前記エチレン性不飽和基含有化合物としては、分子中にエチレン性不飽和基を少なくとも2個有する化合物が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリロイル基を2個以上有する化合物が挙げられる。
 具体的には、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(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、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルに(メタ)アクリル酸を付加させた(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリロイルオキシエチルエーテル、ビスフェノールAジ(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシエチルエーテル、ビスフェノールAジ(メタ)アクリロイルオキシメチルエチルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(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、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ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
 エポキシ基またはオキセタニル基含有化合物としては、分子内にエポキシ基またはオキセタニル基が含有されていればよく、特に限定されないが、例えば、KBM303、KBM403(いずれも信越化学(株)製)、エポライトM-1230、エポライトEHDG-L(いずれも共栄社化学(株)製)、PP-101(東都化成(株)製)、NKオリゴEA-1010/ECA(新中村化学)が挙げられる。
 エポキシ基またはオキセタニル基を2つ有する化合物としては、例えば、エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト400E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト1500NP、エポライト80MF、エポライト4000、エポライト3002(いずれも共栄社化学(株)製)、NC6000(日本化薬(株)製)、デナコールEX-212L、デナコールEX-214L、デナコールEX-216L、デナコールEX-850L(いずれもナガセケムテックス(株)製)、セロキサイド2021P(ダイセル化学工業(株)製)、GAN、GOT(いずれも日本化薬(株)製)、jER828、jER1002、jER1750、jER1007、YX8100-BH30、E1256、E4250、E4275(いずれも三菱化学(株)製)、BPFG、BPEFG、オグソールPG100(いずれも大阪ガスケミカル(株)製)、エピクロンEXA-9583、HP4032(いずれもDIC(株)製)、EP-4088S、EP-4085S、EP-4080S(いずれも(株)アデカ)が挙げられる。
 エポキシ基またはオキセタニル基を3つ有する化合物としては、例えば、VG3101(三井化学(株)製)、テピックS、テピックG、テピックP(日産化学工業(株)製)、デナコールEX-321L(ナガセケムテックス(株)製)が挙げられる。
 エポキシ基またはオキセタニル基を4つ以上有する化合物としては、例えば、エポトートYH-434L(東都化成(株)製)、EPPN502H、NC3000、NC6000(いずれも日本化薬(株)製)又はエピクロンN695、HP7200(いずれもDIC(株)製)が挙げられる。
 オキセタニル基含有化合物としては、例えば、4,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]ビフェニル、3,7-ビス(3-オキセタニル)-5-オキサノナン、3,3’-〔1,3-(2-メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン)〕ビス(3-エチルオキセタン)、1,4-ビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル〕ベンゼン、1,2-ビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル〕エタン、1,3-ビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル〕プロパン、エチレングリコールビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、ジシクロペンテニルビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、トリエチレングリコールビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、テトラエチレングリコールビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレンビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、トリメチロールプロパントリス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、1,4-ビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕ブタン、1,6-ビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、ポリエチレングリコールビス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス〔(3-エチル-3-オキセタニル)メチル〕エーテルが挙げられる。
 アルコキシアルキル基含有化合物としては、分子内にアルコキシアルキル基が含有されていればよく、特に限定されないが、例えば、アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有尿素化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物が挙げられる。
 前記架橋剤は、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよい。
 感光性に優れる組成物が得られ、また、長期にわたり性質の変化が小さい隔壁が得られる等の点から、架橋剤の含有量は、前記感光性組成物100質量%に対し、好ましくは5~80質量%であり、より好ましくは10~70質量%であり、特に好ましくは15~60質量%である。
 〈光開始剤〉
 前記光開始剤は、放射線等の光を照射することにより、重合を開始させる化合物であれば特に制限されず、従来公知の化合物を用いることができる。
  このような化合物としては、2,2’-ビス(2,4-ジクロロフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2-メチルフェニル)-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ジフェニル-4,5,4’,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、ジエトキシアセトフェノン、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、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ベンゾイン、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モンフォリノプロパノン-1、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-(0-アセチルオキシム)、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、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシナフチル)-1,3,5-トリアジンなどが挙げられる。
 前記光開始剤は、1種単独で、または2種以上を使用することができる。
 感光性に優れる組成物が得られる等の点から、光開始剤の含有量は、前記感光性組成物100質量%に対し、好ましくは0.1~20質量%であり、より好ましくは0.5~10質量%である。光開始剤の含有量を前記範囲とすることで、感度を損なうことなく、感光性組成物から形成される隔壁の現像性を向上できる傾向にある。
 前記感光性組成物には、さらに、有機溶剤、酸化防止剤、熱重合禁止剤、界面活性剤、密着助剤、溶解性調整剤、粘度調整剤、無機フィラーなどの充填材、着色剤等のその他の添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。
 前記有機溶剤としては、特開2006-201670号公報、特開2012-256023号公報および特開2014-013413号公報などに記載の有機溶剤が挙げられ、
 前記酸化防止剤としては、特開2010-117614号公報、特開2010-184961号公報および特開2013-241554号公報などに記載の酸化防止剤が挙げられ、
 前記界面活性剤としては、特開2010-250109号公報、特開2014-089970号公報および特開2014-048428号公報などに記載の界面活性剤が挙げられ、
 前記密着助剤としては、特開2012-256023号公報、特開2013-242511号公報および特開2014-080578号公報などに記載の密着助剤が挙げられ、
 前記無機フィラーとしては、特開2007-332255号公報、特開2008-242076号公報、特開2012-198527号公報、特開2013-216737号公報および特開2014-062195号公報などに記載の無機フィラーが挙げられ、
 前記その他の添加剤としては、特開2006-154434号公報や特開2007-293306号公報などに記載の化合物が挙げられる。
 〈感光性組成物の調製方法〉
 前記感光性組成物は、例えば、アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤と、その他の任意成分とを混合することによって調製することができる。また、ゴミを取り除くために、各成分を均一に混合した後、得られた混合物をフィルター等で濾過してもよい。
 〔隔壁の形成方法〕
 前記隔壁の形成方法としては、特に制限されないが、好ましくは、前記感光性組成物を塗布し硬化させることで、隔壁を形成する方法が挙げられる。
 このような隔壁の形成方法は、第1電極層スタックまたは第2電極層スタック上で直接行ってもよいし、ガラス支持体、金属支持体または樹脂製支持体等の他の支持体上で行った後、得られた隔壁を第1電極層スタックまたは第2電極層スタック上等に設けてもよいが、前記表面層を有する電極層スタック上で直接行うことが好ましい。
 前記隔壁を形成する方法としては特に制限されないが、具体的には、第1電極層スタックや第2電極層スタック上または他の支持体上に、前記感光性組成物を塗布し、必要により乾燥させた後、光を照射し硬化させることで隔壁を得ることができる。なお、前記光を照射する際に、所定パターンのマスクを用いて光を照射し(露光し)、次いで、アルカリ性現像液を用いて現像し、必要により加熱することで、所望の形状、例えば、格子状の隔壁を得ることができ、収容空間を複数の隔壁で区画した複数の画素領域を有する表示素子を容易に作成することができる。
 これらの各工程は、従来公知の方法で行うことができ、例えば、特開2012-256023号公報に記載の方法が挙げられる。
 前記方法で得られた隔壁は、さらに、その表面、好ましくは両面を、従来公知の親水化処理方法で親水化させる、または、従来公知の疎水化処理方法で疎水化させるなどの表面処理を行ってもよい。
 親水化処理方法としては、例えば、得られた膜の表面を、コロナ放電処理、プラズマ処理またはUVオゾン処理で表面改質する方法や、得られた膜の表面に、アクリル系樹脂またはスルホン酸塩基含有樹脂等からなる膜をコーティングまたはラミネートにより積層する方法が挙げられる。
 疎水化処理方法としては、例えば、得られた膜の表面を、長鎖アルキル基含有カップリング剤、フッ素含有カップリング剤または珪素含有カップリング剤により表面処理することで表面改質する方法や、得られた膜の表面に、長鎖アルキル基含有樹脂、フッ素含有樹脂または珪素含有樹脂等からなる膜をコーティングまたはラミネートにより積層する方法が挙げられる。
 例えば、前記感光性組成物から膜を形成し、該膜表面をUVオゾン処理する場合には、該処理時の露光量は、親水性、耐光性、耐熱性、耐薬品性および高硬度の隔壁を容易に得ることができる等の点から、好ましくは0.1~8J/cm2@254nmであり、より好ましくは0.5~5J/cm2@254nmである。
 <第1電極層スタック、第2電極層スタック>
 第1および第2電極層スタックとしては特に制限されないが、透明材料からなるスタック(積層体)が好ましい。
 第1および第2電極層スタックは、通常、ガラスや樹脂製の透明基板と酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電性材料からなる透明導電層とを含む。
 このような電極層スタックを用いる場合、その透明導電層側が対向するように各電極層スタックは配置される。
 第1および第2電極層スタックは、さらに、他の層、例えば、平坦化膜、パッシベーション膜、反射膜、絶縁膜、疎水性膜などの従来公知の層を、前記透明基板や透明導電層の上またはこれらの層間に有していてもよい。
 第1および第2電極層スタックには、前記のような層が存在し、これらの層のうち、前記収容空間に接する面に存在し、かつ、前記隔壁に接する層のうち、少なくとも一方の電極層スタックに存在する層が、本発明における表面層である。
 本発明では、この表面層として、表示素子に求められる特性に応じた層を用い、該層の熱線膨張係数を考慮して、隔壁を形成する組成物を調製し、隔壁を形成してもよいし、求められる特性に応じた隔壁を用い、該隔壁の熱線膨張係数を考慮して、少なくとも一方の電極層スタック表面に表面層を設けてもよい。
 前記表面層は、疎水性層であることが好ましい。第1および第2電極層スタックの、前記収容空間に接する2つの面は、それぞれ疎水性層であってもよいが、この場合、各面の疎水性の程度は異なり、一方の面の疎水性が他方の面の疎水性より高いことが好ましい。
 つまり、本発明の表示素子は、第1および第2電極層スタック間に電圧を印加しない場合に、第1または第2電極層スタックの一方の、前記収容空間に接する面上に前記無極性液体が存在するような疎水性層を第1および第2電極層スタックが有することが好ましい。
 前記疎水性層を有する電極層スタックは、例えば、透明基板と透明導電層とを含む積層体の表面に、疎水性材料を含む組成物を塗布して塗膜を形成したり、疎水性材料からなるフィルムを積層することで得ることができる。
 このような疎水性材料としては、含フッ素材料、含珪素材料が挙げられ、これらの中でも、含フッ素材料が好ましい。
 含フッ素材料としては、例えば、特開2011-157292号公報、特開2010-121137号公報、特開2003-315308号公報、特許第4045253号、特開2013-142753号公報、特表2013-522669号公報、特開2014-066835号公報に記載のフッ素ポリマー等が挙られる。
 また、含フッ素材料としては、上市されている市販品を用いてもよく、該市販品としては、例えば、旭硝子(株)製のサイトップ(商品名;型番CTL-809M)、DuPont社製のテフロン(登録商標)(商品名;型番AF1600やAF2400)などを使用してもよい。
 <収容空間>
 前記収容空間としては、極性液体と無極性液体とを含むことができ、印加される電圧の有無による無極性液体の存在状態の変化を妨げることがないような大きさの空間であればよく、所望の用途、表示したい画素領域の大きさ等に応じて適宜選択すればよい。
 <極性液体>
 前記極性液体は、前記収容空間に収容される。極性液体としては、用いられる無極性液体と非混和性であれば特に制限されないが、無色透明、かつ、導電性の液体であることが好ましく、具体的には、水のほか、塩化リチウムや塩化カリウム、塩化ナトリウム等の電解質を溶解させた水溶液等を用いることができる。
 前記極性液体としては、2種類以上の液体を用いてもよいが、通常は、1種類の液体を用いる。
 <無極性液体>
 前記無極性液体も、前記収容空間に収容される。無極性液体としては、特に制限されないが、ほとんど極性を有さず、かつ、電気絶縁性を示す液体であることが好ましい。
 無極性液体としては、例えば、側鎖高級アルコール、側鎖高級脂肪酸、オクタンやデカン等のアルカン炭化水素、シリコーンオイルなどの疎水性液体が挙げられる。
 前記無極性液体としては、2種類以上の液体を用いてもよいが、通常は、1種類の液体を用いる。
 1つの画素領域(セル)に収容される無極性液体の使用量は、所望の用途に応じて適宜調整すればよいが、例えば、表示素子の表示面側の電極層スタック面全面を覆うことができる量であることが好ましい。
 本発明で用いる無極性液体は、着色した液体(着色液体)であることが好ましく、前記疎水性液体に、該液体に溶解または均一分散可能な、染料や顔料等の色材を配合した液体が好ましい。着色液体は、透明であってもよく、不透明であってもよい。
 前記染料としては、特開2014-010249号公報や特開2013-228683号公報に記載の色素等が挙げられ、顔料としては、カーボンブラックや特開2012-181513号公報に記載の顔料等が挙げられる。
 前記色材は、所望の用途に応じ、無極性液体が所定の波長の光を吸収するように、適宜選択して用いればよく、1種単独で用いてもよいし2種以上を用いてもよい。
 無極性液体が色材を含有する場合、色材の含有量は特に制限されず、所望の用途に応じ適宜調整すればよいが、前記疎水性液体に溶解または均一分散可能な量であることが好ましく、無極性液体100質量%に対し、例えば0.01~30質量%の量で配合することが好ましい。
 さらに、前記無極性液体は、必要に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
 ≪エレクトロウェッティングディスプレイ≫
 本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、前記本発明の表示素子を含めば特に制限されない。
 本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、本発明の表示素子を含むため、長寿命で表示性に優れるディスプレイである。
 本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、従来のエレクトロウェッティングディスプレイに用いられてきた、絶縁膜、薄膜トランジスタ(TFT)、カラーフィルタ層、ブラックマトリクスなどの、従来公知の層を所望の用途に応じて所望の場所に所望の順番で積層することで形成することができる。このようなエレクトロウェッティングディスプレイの構成としては、例えば、本発明の表示素子を用いる以外は、特開2013-142753号公報や特開2012-63767号公報に記載されている構成と同様の構成であってもよい。
 特に、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、表示面側でフルカラー表示が可能となるディスプレイを低コストで製造できる等の点から、カラーフィルタ層を含むことが好ましい。
 カラーフィルタ層としては特に制限されず、赤、青、緑に限らず、シアン、マゼンタ、黄色などの層を所望の用途に応じ適宜選択して用いればよい。
 また、カラーフィルタ層は、所望の用途に応じ、所望の位置に設ければよく、例えば、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイが、カラーフィルタ層とTFTとを有する場合、前記本発明の表示素子のTFTが積層される側に設けてもよく、TFTが積層される側とは反対側に設けてもよい。
 以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。なお、「部」および「%」は、特記しない限り質量基準である。
 下記合成例で得られた重合体のゲルパーミエーションカラムクロマトグラフィーによる重量平均分子量(Mw)を以下条件に基づいて測定した。
・測定方法:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法
・標準物質:ポリスチレン
・装置  :東ソー(株)製、商品名:HLC-8020
・カラム :東ソー(株)製ガードカラムHXL-H、TSK gel G7000HXL、TSK gel GMHXL 2本、TSK gel G2000HXLを順次連結したもの
・溶媒  :テトラヒドロフラン
・サンプル濃度:0.7質量%
・注入量 :70μL
・流速  :1mL/min
 1.重合体の合成
 [合成例1] 重合体(A1)の合成
 反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を160部仕込み、80℃まで昇温した。得られた容器に、単量体としてメタクリル酸を13部、ベンジルメタクリレートを46部、スチレンを13部、N-フェニルマレイミドを16部、n-ブチルメタクリレートを2部、および2-ヒドロキシエチルメタクリレートを10部と、重合触媒としてアゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリルを5部および溶剤としてPGMEAを25部混合した溶液とを各々2時間かけて反応容器に滴下した。滴下後80℃で2時間加熱し、100℃で1時間加熱した。加熱後の混合溶液を23℃に冷却して、重合体(A1)を含む固形分濃度が35質量%のPGMEA溶液を得た。得られた重合体(A1)のMwは12000であった。
 [合成例2]
 重合体(A2)の合成
 反応容器に、PGMEAを90部仕込み、80℃まで昇温した。得られた容器に、単量体としてメタクリル酸を20部、ベンジルメタクリレートを40部、2-ヒドロキシエチルメタクリレートを10部および溶剤としてPGMEAを15部混合した溶液と、重合触媒としてアゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリルを6部および溶剤としてPGMEAを25部混合した溶液とを各々2時間かけて反応容器に滴下した。滴下後80℃で2時間加熱し、次いで、100℃で1時間加熱した。加熱後の混合溶液を23℃に冷却後に、グリシジルメタクリレートを30部およびテトラn-ブチルアンモニウムクロライドを1部添加し、80℃で12時間加熱した。加熱後の混合溶液を23℃に冷却して、重合体(A2)を含む固形分濃度が35質量%のPGMEA溶液を得た。得られた重合体(A2)のMwは20000であった。
 [合成例3] 重合体(A3)の合成(ポリイミド)
 3つ口フラスコに重合溶剤としてγ-ブチロラクトン(γ-BL)390gを加えた後、ジアミン化合物として2,2’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン120gを重合溶剤中に加えた。ジアミン化合物を重合溶剤に溶解させた後、酸二無水物として4,4’-オキシジフタル酸二無水物71gを加えた。その後、60℃で1時間反応させた後、末端封止剤としての無水マレイン酸19gを加えた。60℃で更に1時間反応させた後、昇温して180℃で4時間反応させることで、重合体(A3)を含む固形分濃度が35質量%のγ-BL溶液を約600g得た。得られた重合体(A3)のMwは8000であった。
 [合成例4] 重合体(A4)の合成(ポリベンゾオキサゾール前駆体)
 ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸1モルと1-ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体443.2g(0.90モル)と、ヘキサフルオロ-2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン366.3部(1.00モル)とを、温度計、攪拌機、原料投入口および乾燥窒素ガス導入管を備えた4つ口のセパラブルフラスコに入れ、そこにN-メチル-2-ピロリドン3000部を加えて溶解させた。その後オイルバスを用いて75℃にて16時間反応させた。16時間反応後、N-メチル-2-ピロリドン100部に溶解させた5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物32.8部(0.20モル)を加え、更に3時間攪拌し反応を終了した。反応混合物をろ過した後、ろ物を水/イソプロパノール=3/1(質量比)の溶液に投入することで生じた沈殿物を濾集し、水で充分洗浄した後、真空下で乾燥することで、ポリベンゾオキサゾール前駆体(重合体(A4))を得た。重合体(A4)濃度が35質量%となるようにγ-BLを加えて、重合体(A4)のγ-BL溶液を得た。得られた重合体(A4)のMwは15000であった。
 [合成例5] 重合体(A5)の合成(ポリシロキサン)
 500mLの三つ口フラスコに、メチルトリメトキシシランを63.39部(0.55mol)、フェニルトリメトキシシランを69.41部(0.35mol)、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を24.64部(0.1mol)およびプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を150.36部仕込み、室温で攪拌しながら、水55.8部にリン酸0.338部(仕込みモノマーに対して0.2質量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後にフラスコの内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(フラスコの内温は100~110℃)。反応中に副生成物であるメタノールおよび水が合計115部留出した。得られた重合体(A5)のPGME溶液に、重合体(A5)濃度が35質量%となるようにPGMEを加えて、重合体(A5)のPGME溶液を得た。得られた重合体(A5)のMwは5000であり、Si原子100モルに対するフェニル基含有量は35モルであった。
 なお、重合体(A5)中のフェニル基の含有量は、「JNM-ECS400」(日本電子(株)製)を用いて29Si-核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したSiのピーク面積とフェニル基が結合していないSiのピーク面積との比から求めた。
 [合成例6] 重合体(A6)の合成(ポリオレフィン)
 窒素置換した1000mLオートクレーブに、8-カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン60部、N-フェニル-(5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキシイミド)40部、1,5-ヘキサジエン2.8部、(1,3-ジメシチルイミダゾリジン-2-イリデン)(トリシクロヘキシルホスフィン)ベンジリデンルテニウムジクロリド0.05部およびPGMEA400部を仕込み、撹拌下に80℃で2時間重合反応を行って、重合体(A6’)を含有する重合体溶液を得た。
 この重合体溶液に、水素添加触媒としてビス(トリシクロヘキシルホスフィン)エトキシメチレンルテニウムジクロリド0.1部を加え、水素を4MPaの圧力で5時間吹き込み、水素添加反応を進行させたのち、活性炭粉末1部を添加し、撹拌しつつ150℃で水素を4MPaの圧力で3時間吹き込んだ。次いで、孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルタでろ過して活性炭を分離することで、重合体(A6’)の水素化物である重合体(A6)を含有する水素添加反応溶液490部を得た。ここで得られた重合体(A6)を含有する水素添加反応溶液の固形分濃度は21質量%であり、重合体(A6)の収量は102部であった。得られた重合体(A6)の水素添加反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮し、固形分濃度を35質量%に調整して、重合体(A6)の溶液を得た。得られた重合体(A6)のMwは4000であった。
 [調製例7] 重合体(A7)の調製(カルド樹脂)
 カルド樹脂のPGME溶液であるCR-TR5(大阪ガスケミカル(株)製)は、固形分52.7質量%、固形分酸価135KOHmg/gの製品である。CR-TR5を100部計量し、そこにPGMEを50.57部添加攪拌した。このようにして固形分濃度が35質量%のカルド樹脂(A7)の溶液を得た。
 [合成例8] 重合体(A8)の合成(ノボラック樹脂)
 温度計、冷却管、分留管および撹拌器を取り付けたフラスコに、フェノール94.1g(1.0モル)、メチルイソブチルケトン400g、水96gおよび92質量%パラホルムアルデヒド32.6g(ホルムアルデヒド換算で1.0モル)を仕込んだ。そこに、攪拌しながらパラトルエンスルホン酸3.4gを加えた。その後、100℃で8時間反応させた。反応終了後に純水200gを加え、系内の溶液を分液ロートに移して水層を分離除去した。次いで、有機層を洗浄水が中性を示すまで水洗後、有機層から溶媒を加熱減圧下に除去し、ノボラック樹脂(重合体(A8))を140g得た。得られた重合体(A8)のMwは2000であった。得られた重合体(A8)とPGMEAとを用いて固形分濃度35質量%の重合体(A8)の溶液を得た。
 フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)による測定チャートから、原料と比較してメチレン結合による伸縮由来の吸収(2800~3000cm-1)が確認でき、更に、芳香族エーテル由来の吸収(1000~1200cm-1)は発見できなかった。これらの結果により、本合成例では水酸基同士の脱水エーテル化反応(水酸基が消失)は生じず、メチレン結合を有するノボラック樹脂が得られたと同定できる。
 2.隔壁形成用感光性組成物の調製
 前記合成例1で得られた重合体(A1)の溶液を重合体(A1)換算で100部、架橋剤(B2)50部、光開始剤(C)5部、密着助剤(D)5部および界面活性剤(E)1部を混合することで、溶液である組成物1を得た。
 同様に下記表1に示す組成で、各成分を混合することにより、組成物2~14を得た。組成物2~14でも、該組成物中の重合体の量が下記表1の量となるように前記で得られた重合体溶液を用いた。なお、表1中の各成分の詳細は下記表2のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 [実施例1]
 3.隔壁の作成
 片面に100nm厚のITO層を備えたガラスウエハのITO層上に、表1に示す組成物1を塗布し、ホットプレートにて110℃で5分間加熱処理(プレベーク)し、高さ(図1の上下方向に相当する方向の長さ)25~35μmの塗膜を形成した。形成した塗膜に、パターン化マスクを介して、ステッパー((株)ニコン製、型式「NSR-2005i10D」)を用い、表3に示す紫外線量を露光させた。露光後の塗膜を、水酸化テトラメチルアンモニウムを2.38質量%含有する水溶液に90秒間浸漬し(現像処理)、次いで、水洗処理を行った。その後、オーブンにて220℃で1時間加熱処理し、その表面を卓上型光表面処理装置(製品名PL16-110、セン特殊光源(株)製)を用いて低圧水銀灯によるUVオゾン処理(露光量:3J/cm2@254nm)を行うことで、線幅10μm、格子間隔50μm、高さ(図1の上下方向に相当する方向の長さ)20μmの隔壁(格子状パターン化塗膜)を作成した。得られた隔壁(格子状パターン化塗膜)の平面図を図2に示す。
 なお、本発明における露光量の値(J/cm2@254nm)は、照射する紫外線を254nm換算した時の光線量であり、露光量の値(mJ/cm2@365nm)は、照射する紫外線を365nm換算した時の光線量である。
 4.表示素子の作成
 基板として片面に100nm厚のITO層およびその上に450μm厚の疎水性膜(アモルファスフッ素ポリマー「AF1600」 DuPont社製)を備える厚さ0.7mm厚のガラス板を用い、該基板の疎水性膜上に表1に示す組成物1を塗布した以外は、前記「3.隔壁の作成」と同様にして、高さ(図1の上下方向に相当する方向の長さ)20μm、線幅10μm、格子間隔50μmの隔壁を形成した。形成した隔壁によって囲まれた区画(セル)それぞれに、着色オイル(オクタン中にズダンブラックB(和光純薬工業(株)製)を0.1wt%溶解させた液体)を注入し、得られた隔壁付基板を水中に入れた。その後、片面に100nm厚のITO層を備えたガラス板2(「20Ω」、日本板硝子(株)製)を用い、該ガラス板2のITO層が隔壁付基板側となり、かつ、隔壁に接するように配置した。その後、隔壁とガラス板2のITO層との接触部を光硬化性エポキシ接着剤で封止することで、基板中央部に100個以上のセルを有する表示素子を作成した。
 [実施例2~13および比較例1]
 表3または4に示す組成物を用い、表3または4に示す露光量にて紫外線照射を行った以外は、実施例1と同様にして、それぞれ、隔壁および表示素子を形成した。
 5.評価
 実施例および比較例で得られた隔壁および表示素子を、以下の方法で評価した。結果を表3または4に示す。
 5-1.形状
 前記実施例および比較例で得られた隔壁の断面形状を電子顕微鏡にて観察し、隔壁の高さ(図1の上下方向に相当する方向の長さ)、ITO層に接する隔壁の幅(底幅)、隔壁のITO層に接する側とは反対側における隔壁の幅(頂上幅)をSEM((株)日立ハイテクノロジーズ製、形式「S-4200」)で測定した。
 なお、隔壁の高さは、任意の5箇所を測定し、その平均値を高さとして表3または4に示し、測定した5箇所の測定結果の標準偏差σを用いて下記式から隔壁の高さ面内均一性を評価した。
  高さ面内均一性(3σ)=3×σ
 5-2.熱線膨張係数の評価
 前記実施例および比較例で得られた隔壁について、TMA(Thermal Mechanical Analysis)SS6100装置(セイコーインスツルメント社製)を用い、膜厚20μm、縦10mm、横10mmのフィルム片を直立に固定し、プローブにより、1g重の荷重をかけた。フィルムの熱履歴を除去するため、室温から200℃まで5℃/minで一旦昇温した後、冷却し、再度、室温から5℃/minで昇温し、得られた結果と温度との関係を示すグラフを作成した。このグラフの50~150℃間の傾きから熱線膨張係数を求めた。
 5-3.熱線膨張係数の差の評価
 熱線膨張係数の差について、下記計算式によって評価した。
  熱線膨張係数の差=(前記実施例および比較例で得られた隔壁の熱線膨張係数)-(表面層の熱線膨張係数)
 なお、前記450μm厚の疎水性膜(アモルファスフッ素ポリマー「AF1600」 DuPont社製)の熱線膨張係数は、膜厚20μm、縦10mm、横10mmのAF1600からなるフィルムを用いた以外は前記「5-2.熱線膨張係数の評価」と同様の方法で測定した。熱線膨張係数は100ppm/Kであった。
 また、前記100nm厚のITO層の熱線膨張係数は、ITO層付ガラス基板(「20Ω」、日本板硝子(株)製)を用いて測定した。なお、該ITO層の熱線膨張係数は、ITO層付ガラス基板(「20Ω」)および該「20Ω」からITO層を剥離したガラス基板の、前記「5-2.熱線膨張係数の評価」と同様の方法で測定した熱線膨張係数の値の差から算出した。熱線膨張係数は10ppm/Kであった。
 5-4.外観
 実施例および比較例で得られた表示素子をヒートサイクル装置(TSA-40L、タバイエスペック社製)を用い、降温速度2℃/minで-40℃まで冷却し、-40℃で10分間保持し、その後、昇温速度2℃/minで100℃まで加熱し、100℃で10分間保持する工程を1サイクルとし、このサイクルを100回繰り返した後で隔壁とそれに接する表面層(疎水性膜またはITO層)部分を顕微鏡観察した。隔壁と表面層との間にクラックまたは剥がれが生じた場合には、クラックありと評価し、これらのいずれも生じなかった場合をクラックなしと評価した。
 5-5.表示素子の作動状態の評価
 実施例および比較例で得られた表示素子の、隔壁、着色オイルおよび水を挟む一対のITO層間に10V/10μm間隔の直流電圧を印加した。実施例で得られた表示素子は、基板中央部の100個のセルについて、電圧の印加により、着色オイルが収縮し(半球状へ変化し)背面が透過し、電圧印加を停止した場合、すべてのセルにおいて着色表示に戻った。
 前記直流電圧の印加と印加の停止を1サイクルとして、該サイクルを100回繰り返し、該サイクルを100回繰り返した後の電圧印加を停止した状態において、すべてのセルのうち、8割を超えるセルにおいて着色表示の欠損が生じない場合を、表示素子の作動状態は「良好」と判断し、2割以上~半数未満のセルに着色表示の欠損が発生した状態を、表示素子の作動状態は「やや良好」と判断し、半数以上のセルに着色表示の欠損が発生した場合を、表示素子の作動状態は「不良」と判断した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 6.評価結果
 実施例1~13で得られた表示素子は前記サイクルを100回繰り返した後も半数以上のセルに着色表示の欠損が生じないことを確認した。特に実施例3~13で得られた表示素子は、前記サイクルを100回繰り返した後も8割を超えるセルに着色表示の欠損が生じなかった。つまり、実施例で得られた表示素子は、着色オイル(無極性液体)の存在状態をスムーズにかつ長期間安定して変化させることが可能であることが分かった。
 また、得られる隔壁の熱線膨張係数が前記範囲になるような組成物を用いると、例えば、高さ面内均一性に優れる隔壁を容易に得ることができたため、所望の形状の隔壁を容易に形成できることが分かった。
 一方、比較例1で得られた表示素子は、表示素子の作動状態の評価において、電圧印加を停止した時の着色オイルの略半球状への変化(収縮挙動)に異常が見られ、半数以上のセルに着色表示の欠損が発生したため、評価結果は不良であった。
 10:表示素子
 11:第1電極層スタック
 12:第2電極層スタック
 13:隔壁
 14:無極性液体
 15:極性液体
 16:収容空間(画素領域(セル))
 20:ITO層上に形成された隔壁
 21:隔壁
 22:ITO層
 23:セル

Claims (13)

  1.  第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された収容空間と、前記収容空間を区画する隔壁とを備え、
     前記収容空間には、少なくとも、互いに非混和性の極性液体と無極性液体とが含まれ、
     前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面には、前記隔壁に接する表面層が存在し、
     前記隔壁と表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である、表示素子。
  2.  前記隔壁の熱線膨張係数は、0.1~150ppm/Kである、請求項1に記載の表示素子。
  3.  前記隔壁は、感光性組成物から得られる膜である、請求項1または2に記載の表示素子。
  4.  前記隔壁は、ネガ型感光性組成物から得られる膜である、請求項1~3のいずれか1項に記載の表示素子。
  5.  前記ネガ型感光性組成物は、アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤を含む、請求項4に記載の表示素子。
  6.  前記架橋剤は、エチレン性不飽和基含有化合物、エポキシ基またはオキセタニル基含有化合物およびアルコキシアルキル基含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物である、請求項5に記載の表示素子。
  7.  前記アルカリ可溶性重合体は、カルボキシル基、フェノール性水酸基およびシラノール基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有する化合物である、請求項5または6に記載の表示素子。
  8.  前記アルカリ可溶性重合体が、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシロキサン、ポリオレフィン、カルド骨格を有する樹脂、およびノボラック樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体である、請求項5~7のいずれか1項に記載の表示素子。
  9.  前記アルカリ可溶性重合体の重量平均分子量が1000~100000である、請求項5~8のいずれか1項に記載の表示素子。
  10.  第1電極層スタックと、第2電極層スタックと、前記第1電極層スタックおよび前記第2電極層スタック間に形成された、互いに非混和性の極性液体および無極性液体を含む収容空間、を区画する隔壁であって、
     前記第1電極層スタックと第2電極層スタックの少なくとも一方の前記収容空間に接する面に存在し、かつ、隔壁に接する表面層との熱線膨張係数の差の絶対値が150ppm/K以下である隔壁、
    を形成するための、
     感光性組成物。
  11.  アルカリ可溶性重合体、架橋剤および光開始剤を含むネガ型の組成物である、請求項10に記載の感光性組成物。
  12.  請求項1~9のいずれか1項に記載の表示素子を含む、エレクトロウェッティングディスプレイ。
  13.  カラーフィルタ層を含む、請求項12に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ。
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