JP2008233518A - 感放射線性樹脂組成物および液晶表示素子用スペーサー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物と、他の不飽和化合物との共重合体、重合性不飽和化合物、光重合開始剤、および上記共重合体と熱により架橋反応しうる官能基を含有するシロキサンオリゴマーを含有する感放射線性樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
そこで、このような問題を解決するために、スペーサーをフォトリソグラフィーにより形成する方法が採用されるようになってきた。この方法は、感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布し、所定のマスクを介して例えば紫外線を露光したのち現像して、ドット状やストライプ状のスペーサーを形成するものであり、画素形成領域以外の所定の場所にのみスペーサーを形成することができるため、前述したような問題は基本的には解決される。
また基板の大型化に伴い、基板のコストも高くなっていることから、工程で不良が発生した基板の再利用が積極的に行われている。その再利用の一例として、配向膜を形成したカラーフィルターを強アルカリ水溶液等剥離液により、配向膜剥離処理を行う。この際、スペーサーの剥離液耐性が低い場合、スペーサーも剥離されてしまう可能性がある。
スペーサーも剥がれてしまうと、再度スペーサー形成を実施しなければならず、生産コストがさらに嵩む要因となってしまう。
[A](a1)不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物と、(a2)他の不飽和化合物との共重合体、
[B]重合性不飽和化合物、
[C]光重合開始剤、ならびに
[D]オキシラニル基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基およびスチリル基の群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するシロキサンオリゴマー
を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物によって達成される。
Si(R1)l(R2)m(OR3)n (1)
(ここでR1はエポキシ基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基またはスチリル基を含有する置換基であり、R2、R3は同一でも異なっていてもよく、それぞれ1価の有機基であり、l、nはそれぞれ1〜3の整数であり、mは0〜2の整数である。但し、l+m+n=4である。)
Si(R4)x(OR5)4−x (2)
(ここでR4、R5は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または1価の有機基でありそして、xは0〜3の整数である。)
(イ)前記液晶表示素子用スペーサー用感放射線性樹脂組成物の被膜を基板上に形成する工程、
(ロ)該被膜の少なくとも一部に露光する工程、
(ハ)露光後の該被膜を現像する工程、および
(ニ)現像後の該被膜を加熱する工程。
本発明の液晶表示素子は、感度、弾性回復性、ラビング耐性、透明基板との密着性、耐熱性等の諸性能に優れたスペーサーを具備するものであり、長期にわたり高い信頼性を実現することができる。
本発明における共重合体は、(a1)不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物と、(a2)他の不飽和化合物との共重合体(以下、〔A〕共重合体という。)からなる。
〔A〕共重合体を構成する各成分のうち、(a1)不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物(以下、これらをまとめて「(a1)不飽和カルボン酸系化合物」という。)としては、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のモノカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸;
前記ジカルボン酸の酸無水物等を挙げることができる。
これらの(a1)不飽和カルボン酸系化合物のうち、共重合反応性、得られる〔A〕共重合体のアルカリ現像液に対する溶解性および入手が容易である点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましい。
〔A〕共重合体において、(a1)不飽和カルボン酸系化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
〔A〕共重合体において、(a1)不飽和カルボン酸系化合物に由来する繰り返し単位の含有率は、好ましくは5〜50重量%、さらに好ましくは10〜40重量%、特に好ましくは15〜30重量%である。
[D]成分がビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基またはスチリル基を有するときには、化合物(a2−1)としては、例えば、アリル(メタ)アクリレート等を選択することができる。
アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−メチルグリシジル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、アクリル酸3,4−エポキシブチル、アクリル酸6,7−エポキシヘプチル、アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル等のアクリル酸エポキシ(シクロ)アルキルエステル;
メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−メチルグリシジル、メタクリル酸3,4−エポキシブチル、メタクリル酸6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチル等のメタクリル酸エポキシ(シクロ)アルキルエステル;
α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシル等の他のα−アルキルアクリル酸エポキシ(シクロ)アルキルエステル;
o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類等を選択することができる。
メタクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸4−ヒドロキシブチルエステル、メタクリル酸5−ヒドロキシペンチルエステル、メタクリル酸6−ヒドロキシヘキシルエステル、メタクリル酸7−ヒドロキシヘプチルエステル、メタクリル酸8−ヒドロキシオクチルエステル、メタクリル酸9−ヒドロキシノニルエステル、メタクリル酸10−ヒドロキシデシルエステル、メタクリル酸11−ヒドロキシウンデシルエステル、メタクリル酸12−ヒドロキシドデシルエステルの如きメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;
さらに、アクリル酸4−ヒドロキシ−シクロヘキシルエステル、アクリル酸4−ヒドロキシメチル−シクロヘキシルメチルエステル、アクリル酸4−ヒドロキシエチル−シクロヘキシルエチルエステル、アクリル酸3−ヒドロキシ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエステル、アクリル酸3−ヒドロキシメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルメチルエステル、アクリル酸3−ヒドロキシエチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエチルエステル、アクリル酸8−ヒドロキシ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエステル、アクリル酸2−ヒドロキシ−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルエステル、アクリル酸2−ヒドロキシメチル−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルメチルエステル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルエチルエステル、アクリル酸3−ヒドロキシ−アダマンタン−1−イルエステル、アクリル酸3−ヒドロキシメチル−アダマンタン−1−イルメチルエステル、アクリル酸3−ヒドロキシエチル−アダマンタン−1−イルエチルエステルの如き脂環式構造を有するアクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;
メタクリル酸4−ヒドロキシ−シクロヘキシルエステル、メタクリル酸4−ヒドロキシメチル−シクロヘキシルメチルエステル、メタクリル酸4−ヒドロキシエチル−シクロヘキシルエチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルメチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシエチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエチルエステル、メタクリル酸8−ヒドロキシ−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−イルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシ−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシメチル−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルメチルエステル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル−オクタヒドロ−4,7−メタノ−インデン−5−イルエチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシ−アダマンタン−1−イルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシメチル−アダマンタン−1−イルメチルエステル、メタクリル酸3−ヒドロキシエチル−アダマンタン−1−イルエチルエステルの如き脂環式構造を有するメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;
アクリル酸1,2−ジヒドロキシエチルエステル、アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル、アクリル酸1,3−ジヒドロキシプロピルエステル、アクリル酸3,4−ジヒドロキシブチルエステル、アクリル酸3−[3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−2−ヒドロキシプロポキシ]−2−ヒドロキシプロピルエステル等のアクリル酸ジヒドロキシアルキルエステル;
メタクリル酸1,2−ジヒドロキシエチルエステル、メタクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸1,3−ジヒドロキシプロピルエステル、メタクリル酸3,4−ジヒドロキシブチルエステル、メタクリル酸3−[3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−2−ヒドロキシプロポキシ]−2−ヒドロキシプロピルエステル等のメタクリル酸ジヒドロキシアルキルエステル等を選択することができる。
〔A〕共重合体において、化合物(a2−1)に由来する繰り返し単位の含有率は、好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは20〜50重量%、特に好ましくは20〜40重量%である。
アクリル酸メチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸t−ブチル等のアクリル酸アルキルエステル;
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸t−ブチル等のメタクリル酸アルキルエステル;
アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−メチルシクロヘキシル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル、アクリル酸2−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシ)エチル、アクリル酸イソボロニル等のアクリル酸脂環式エステル;
メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル、メタクリル酸2−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシ)エチル、メタクリル酸イソボロニル等のメタクリル酸脂環式エステル;
アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸のアリールエステルあるいはアラルキルエステル;
メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸のアリールエステルあるいはアラルキルエステル;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステル;
アクリル酸テトラヒドロフラン−2−イル、アクリル酸テトラヒドロピラン−2−イル、アクリル酸2−メチルテトラヒドロピラン−2−イル等の含酸素複素5員環あるいは含酸素複素6員環を有するアクリル酸エステル;
メタクリル酸テトラヒドロフラン−2−イル、メタクリル酸テトラヒドロピラン−2−イル、メタクリル酸2−メチルテトラヒドロピラン−2−イル等の含酸素複素5員環あるいは含酸素複素6員環を有するメタクリル酸エステル;
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−メトキシスチレン等のビニル芳香族化合物;
1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等の共役ジエン系化合物のほか、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル
等を挙げることができる。
〔A〕共重合体において、化合物(a2−2)に由来する繰り返し単位の含有率は、好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは20〜50重量%、特に好ましくは30〜50重量%である。化合物(a2−2)に由来する繰り返し単位の含有率が70重量%を超えると、該重合体のアルカリ現像液に対する溶解性が低下する傾向がある。
〔A〕共重合体は、例えば、(a1)不飽和カルボン酸系化合物、(a2)他の不飽和化合物を、適当な溶媒中、ラジカル重合開始剤の存在下で重合することにより製造することができる。
メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール等のアルコール;
テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート;
エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルプロピオネート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート;
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のジエチレングリコールアルキルエーテル;
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル;
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル等のジプロピレングリコールアルキルエーテル;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート;
プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルプロピオネート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;
メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン等のケトン;
2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸n−プロピル、2−メトキシプロピオン酸n−ブチル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸n−プロピル、2−エトキシプロピオン酸n−ブチル、2−n−プロポキシプロピオン酸メチル、2−n−プロポキシプロピオン酸エチル、2−n−プロポキシプロピオン酸n−プロピル、2−n−プロポキシプロピオン酸n−ブチル、2−n−ブトキシプロピオン酸メチル、2−n−ブトキシプロピオン酸エチル、2−n−ブトキシプロピオン酸n−プロピル、2−n−ブトキシプロピオン酸n−ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸n−プロピル、3−メトキシプロピオン酸n−ブチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸n−プロピル、3−エトキシプロピオン酸n−ブチル、3−n−プロポキシプロピオン酸メチル、3−n−プロポキシプロピオン酸エチル、3−n−プロポキシプロピオン酸n−プロピル、3−n−プロポキシプロピオン酸n−ブチル、3−n−ブトキシプロピオン酸メチル、3−n−ブトキシプロピオン酸エチル、3−n−ブトキシプロピオン酸n−プロピル、3−n−ブトキシプロピオン酸n−ブチル等のアルコキシプロピオン酸アルキルや、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸n−プロピル、ヒドロキシ酢酸n−ブチル、酢酸4−メトキシブチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸2−メトキシブチル、酢酸3−エトキシブチル、酢酸3−プロキシブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸n−ブチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、3−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸n−プロピル、メトキシ酢酸n−ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸n−プロピル、エトキシ酢酸n−ブチル、n−プロポキシ酢酸メチル、n−プロポキシ酢酸エチル、n−プロポキシ酢酸n−プロピル、n−プロポキシ酢酸n−ブチル、n−ブトキシ酢酸メチル、n−ブトキシ酢酸エチル、n−ブトキシ酢酸n−プロピル、n−ブトキシ酢酸n−ブチル等の他のエステル
等を挙げることができる。
前記溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、ラジカル重合開始剤として過酸化物を用いる場合には、それを還元剤とを併用して、レドックス型開始剤としてもよい。
これらのラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
〔A〕共重合体は、カルボキシル基および/またはカルボン酸無水物基を有しており、アルカリ現像液に対して適度の溶解性を有するものであり、〔A〕共重合体を含有する感放射線性樹脂組成物は、現像する際に現像残りおよび膜減りを生じることなく、所定形状のスペーサーを容易に形成することができる。
〔B〕重合性不飽和化合物は、光重合開始剤の存在下における放射線の露光により重合する不飽和化合物からなる。また、後述する[D]成分がビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、メルカプト基またはスチリル基を有する場合に、熱によりまたは放射線の露光により[D]成分と架橋反応する。
このような〔B〕重合性不飽和化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリル酸エステルが、共重合性が良好であり、得られるスペーサーの強度が向上する点から好ましい。
前記単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリル酸エステルは、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
〔C〕光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、荷電粒子線、X線等の放射線の露光により、〔B〕重合性不飽和化合物の重合を開始しうる活性種を発生する成分からなる。
このような〔C〕感放射線性重合開始剤としては、O−アシルオキシム系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ホスフィン系化合物、トリアジン系化合物等を挙げることができる。
前記アセトフェノン系化合物としては、例えば、α−ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物等を挙げることができる。
本発明においては、アセトフェノン系化合物を併用することにより、感度、スペーサー形状や圧縮強度をさらに改善することが可能となる。
また、ビイミダゾール系化合物を併用する場合、それを増感するため、ジアルキルアミノ基を有する脂肪族系または芳香族系の化合物(以下、「アミノ系増感剤」という。)を添加することができる。
これらのアミノ系増感剤のうち、特に4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
前記アミノ系増感剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
これらのチオール系化合物のうち、特に2−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
また、ビイミダゾール系化合物とアミノ系増感剤とを併用する場合、アミノ系増感剤の添加量は、ビイミダゾール系化合物100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、さらに好ましくは1〜20重量部である。アミノ系増感剤の添加量が0.1重量部未満では、感度、解像度や密着性の改善効果が低下する傾向があり、一方50重量部を超えると、得られるスペーサーの形状が損なわれる傾向がある。
また、ビイミダゾール系化合物とアミノ系増感剤とを併用する場合、チオール系化合物の添加量は、ビイミダゾール系化合物100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、さらに好ましくは1〜20重量部である。チオール系化合物の添加量が0.1重量部未満では、スペーサーの形状の改善効果が低下したり、膜減りを生じやすくなる傾向があり、一方50重量部を超えると、得られるスペーサーの形状が損なわれる傾向がある。
本発明で用いられる[D]成分は、前記〔A〕共重合体成分または〔B〕重合性不飽和化合物と熱によりまたは放射線の露光により架橋反応する官能基を有するシロキサンオリゴマーであり、オキシラニル基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基およびスチリル基の群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有する。
本発明で用いられる[D]成分は、好ましくは下記式(1)および下記式(2)のそれぞれで表されるアルコキシシランを共加水分解することにより製造することができる。
Si(R1)l(R2)m(OR3)n (1)
(ここでR1はオキシラニル基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基またはスチリル基を含有する置換基を表わし、R2、R3は同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または1価の有機基であり、l、nはそれぞれ1〜3の整数であり、mは0〜2の整数である。但し、l+m+n=4である。)
Si(R4)x(OR5)4−x (2)
(ここでR4、R5は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ1価の有機基でありそして、xは0〜2の整数である。)
上記加水分解物には、原料中の加水分解されうる部分の全部が加水分解されたもの、およびその一部が加水分解され一部が加水分解されずに残存するものも包含されると理解すべきである。
アリル基を含有する化合物(1)の具体例としては、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリ−n−プロピルオキシシラン、アリルトリ−i−プロピルオキシシラン、アリルトリアセトキシシラン、アリルトリ(メトキシエトキシ)シラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルメチルジ−n−プロピルオキシシラン、アリルメチルジ−i−プロピルオキシシラン、アリルメチルジアセトキシシラン、アリルエチルジメトキシシラン、アリルエチルジエトキシシラン、アリルエチルジ−n−プロピルオキシシラン、アリルエチルジ−i−プロピルオキシシラン、アリルエチルジアセトキシシラン、アリルエチルジ(メトキシエトキシ)シラン、アリルフェニルジメトキシシラン、アリルフェニルジエトキシシラン、アリルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、アリルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、アリルフェニルジアセトキシシラン、アリルフェニルジ(メトキシエトキシ)シランなど;
イソシアネート基を含有する化合物(1)の具体例としては、イソシアネートメチルトリメトキシシラン、イソシアネートメチルトリエトキシシラン、イソシアネートメチルトリ−n−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルトリ−i−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルトリアセトキシシラン、イソシアネートメチルトリ(メトキシエトキシ)シラン、イソシアネートメチルメチルジメトキシシラン、イソシアネートメチルメチルジエトキシシラン、イソシアネートメチルメチルジ−n−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルメチルジ−i−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルメチルジアセトキシシラン、イソシアネートメチルエチルジメトキシシラン、イソシアネートメチルエチルジエトキシシラン、イソシアネートメチルエチルジ−n−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルエチルジ−i−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルエチルジアセトキシシラン、イソシアネートメチルエチルジ(メトキシエトキシ)シラン、イソシアネートメチルフェニルジメトキシシラン、イソシアネートメチルフェニルジエトキシシラン、イソシアネートメチルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、イソシアネートメチルフェニルジアセトキシシラン、イソシアネートメチルフェニルジ(メトキシエトキシ)シラン、2−イソシアネートエチルトリメトキシシラン、2−イソシアネートエチルトリエトキシシラン、2−イソシアネートエチルトリ−n−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルトリ−i−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルトリアセトキシシラン、2−イソシアネートエチルトリ(メトキシエトキシ)シラン、2−イソシアネートエチルメチルジメトキシシラン、2−イソシアネートエチルメチルジエトキシシラン、2−イソシアネートエチルメチルジ−n−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルメチルジ−i−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルメチルジアセトキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジメトキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジエトキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジ−n−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジ−i−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジアセトキシシラン、2−イソシアネートエチルエチルジ(メトキシエトキシ)シラン、2−イソシアネートエチルフェニルジメトキシシラン、2−イソシアネートエチルフェニルジエトキシシラン、2−イソシアネートエチルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、2−イソシアネートエチルフェニルジアセトキシシラン、2−イソシアネートエチルフェニルジ(メトキシエトキシ)シラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリ−n−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリ−i−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリアセトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリ(メトキシエトキシ)シラン、3−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジ−n−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジ−i−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジアセトキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジ−n−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジ−i−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジアセトキシシラン、3−イソシアネートプロピルエチルジ(メトキシエトキシ)シラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジ−n−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジ−i−プロピルオキシシラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジアセトキシシラン、3−イソシアネートプロピルフェニルジ(メトキシエトキシ)シランなど;
を挙げることができる。
これらの化合物は任意の複数を任意の組成で併用してもよい。
上記の化合物を、共加水分解反応に付すことより本発明で使用される[D]成分とすることができる。
反応温度は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜150℃である。
反応時間は、好ましくは30分〜24時間、より好ましくは1〜12時間である。
[D]成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ということがある。)は、好ましくは500〜10,000、より好ましくは1,000〜3,000である。Mwが500未満であると、十分な密着性やスペーサー形成時に発生する汚染物の抑制効果を発現することが難しく、一方10,000を超えると、塗布性が悪化するおそれがある。
また、シロキサンオリゴマーのモノマーである上記式(1)及び(2)で示される化合物もそれ自体を、必要に応じて、シロキサンオリゴマーと併用して用いることができる。その使用量は、〔A〕共重合体100重量部に対して、好ましくは0.5〜20重量部、さらに好ましくは1〜10重量部である。使用量が0.5重量部未満では、十分な密着性や剥離液耐性を発現することが難しく、一方20重量部を超えると、感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向がある。
本発明の感放射線性樹脂組成物には、本発明の所期の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、前記成分以外にも、界面活性剤、密着助剤、保存安定剤、耐熱性向上剤等の添加剤を配合することもできる。
前記界面活性剤は、塗布性を改善する作用を有する成分であり、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤が好ましい。
前記界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、〔A〕重合体100重量部に対して、好ましくは5重量部以下、さらに好ましくは2重量部以下である。界面活性剤の配合量が5重量部を超えると、塗布時に膜荒れを生じやすくなる傾向がある。
これらの保存安定剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
保存安定剤の配合量は、〔A〕重合体100重量部に対して、好ましくは3重量部以下、さらに好ましくは0.001〜0.5重量部である。保存安定剤の配合量が3重量部を超えると、感度が低下してパターン形状が損なわれるおそれがある。
前記耐熱性向上剤としては、例えば、N−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物、N−(アルコキシメチル)メラミン化合物挙げることができる。
これらのN−(アルコキシメチル)グリコールウリル化合物のうち、特にN,N,N’,N’−テトラ(メトキシメチル)グリコールウリルが好ましい。
これらのN−(アルコキシメチル)メラミン化合物のうち、特にN,N,N’,N’,N’’,N’’−ヘキサ(メトキシメチル)メラミンが好ましく、その市販品としては、商品名で、例えば、ニカラックN−2702、同MW−30M(以上 三和ケミカル(株)製)等を挙げることができる。
耐熱性向上剤の配合量は、〔A〕重合体100重量部に対して、好ましくは30重量部以下、さらに好ましくは20重量部以下である。耐熱性向上剤の配合量が30重量部を超えると、感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向がある。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、適当な溶剤に溶解した組成物溶液として使用に供することが好ましい。
前記溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
前記高沸点溶剤としては、例えば、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等を挙げることができる。
また、前記のように調製された組成物溶液は、好ましくは孔径0.5μm程度のミリポアフィルタ等を用いてろ過して、使用に供することもできる。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、特に、液晶表示素子用スペーサーの形成に極めて好適に使用することができる。
次に、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いて本発明のスペーサーを形成する方法について説明する。
(イ)本発明の感放射線性樹脂組成物の被膜を基板上に形成する工程、
(ロ)該被膜の少なくとも一部に露光する工程、
(ハ)露光後の該被膜を現像する工程、および
(ニ)現像後の該被膜を加熱する工程。
透明基板の一面に透明導電膜を形成し、該透明導電膜の上に、感放射線性樹脂組成物を、好ましくは組成物溶液として塗布したのち、塗布面を加熱(プレベーク)することにより、被膜を形成する。
スペーサーの形成に用いられる透明基板としては、例えば、ガラス基板、樹脂基板等を挙げることができ、より具体的には、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等のガラス基板;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド等のプラスチックからなる樹脂基板を挙げることができる。
透明基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO2)からなるNESA膜(米国PPG社登録商標)、酸化インジウム−酸化スズ(In2O3−SnO2)からなるITO膜等を用いることができる。
組成物溶液の塗布法としては、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット塗布法などの適宜の方法を採用することができ、特にスピンコート法、スリットダイ塗布法が好ましい。
上記感光性ドライフィルムは、ベースフィルム上に、本発明の感光性樹脂組成物を好ましくは液状組成物として塗布したのち乾燥することにより、感光性層を積層して形成することができる。感光性ドライフィルムのベースフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂のフィルムを使用することができる。ベースフィルムの厚さは、15〜125μmの範囲が適当である。得られる感光性層の厚さは、1〜30μmの程度が好ましい。
また、プレベークの条件は、各成分の種類、配合割合などによっても異なるが、好ましくは70〜120℃で1〜15分程度である。
次いで、形成された被膜の少なくとも一部に露光する。この場合、被膜の一部に露光する際には、例えば、所定のパターンを有するフォトマスクを介して露光する。
露光に使用される放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を使用できるが、波長が190〜450nmの範囲にある放射線が好ましく、特に365nmの紫外線を含む放射線が好ましい。
露光量は、露光される放射線の波長365nmにおける強度を、照度計(OAI model 356 、OAI Optical Associates Inc.製)により測定した値として、好ましくは100〜10,000J/m2、より好ましくは1,500〜3,000J/m2である。
次いで、露光後の被膜を現像することにより、不要な部分を除去して、所定のパターンを形成する。
現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、シャワー法等のいずれでもよく、現像時間は、通常、10〜180秒間程度である。
現像後、例えば流水洗浄を30〜90秒間行ったのち、例えば圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、所望のパターンが形成される。
次いで、得られたパターンを、例えばホットプレート、オーブン等の加熱装置により、所定温度、例えば100〜230℃で、所定時間、例えばホットプレート上では5〜30分間、オーブン中では30〜180分間、加熱(ポストベーク)をすることにより、所定のスペーサーを得ることができる。
スペーサーの形成に使用される従来の感放射線性樹脂組成物は、180〜200℃程度以上の温度で加熱処理を行わないと、得られるスペーサーが十分な性能を発揮できなかったが、本発明の感放射線性樹脂組成物では、加熱温度を従来より低温とすることができ、その結果、樹脂基板の黄変や変形をきたすことなく、圧縮強度、液晶配向時のラビング耐性、透明基板との密着性等の諸性能に優れるスペーサーを形成することができる。
本発明の液晶表示素子は、前記のようにして形成された本発明のスペーサーを具備するものである。
本発明の液晶素子の構造としては、特に限定されるものではないが、例えば、図1に示すように、透明基板上にカラーフィルター層とスペーサーを形成し、液晶層を介して配置される2つの配向膜、対向する透明電極、対向する透明基板等を有する構造を挙げることができる。また図1に示すように、必要に応じて、偏光板や、カラーフィルター層上に保護膜を形成してもよい。
また、図2に示すように、透明基板上にカラーフィルター層とスペーサーを形成し、配向膜および液晶層を介して、薄膜トランジスター(TFT)アレイと対向させることによって、TN−TFT型の液晶表示素子とすることもできる。この場合も、必要に応じて、偏光板や、カラーフィルター層上に保護膜を形成してもよい。
冷却管と撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4.0重量部およびジエチレングリコールメチルエチルエーテル245重量部を仕込み、引き続いてメタクリル酸18重量部、メタクリル酸グリシジル38重量部、スチレン5重量部およびメタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル34重量部を仕込んで、窒素置換したのち、緩やかに攪拌しつつ、1,3−ブタジエンを5重量部添加し、得られた溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持して重合させて、〔A〕共重合体を含む樹脂溶液を得た。この樹脂溶液の固形分濃度は29.3重量%であり、得られた共重合体について、MwをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー) GPC−101(商品名、昭和電工(株)製)を用いて測定したところ、20,000であった。
この共重合体を〔A−1〕とする。
冷却管と撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4.0重量部、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル245重量部を仕込み、引き続いてメタクリル酸18重量部、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート38重量部、スチレン5重量部およびメタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル34重量部を仕込んで、窒素置換したのち、緩やかに攪拌しつつ、1,3−ブタジエンを5重量部添加し、得られた溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4.2時間保持して重合させて、〔A−2〕共重合体を含む樹脂溶液を得た。この樹脂溶液の固形分濃度は29.3重量%であり、得られた共重合体〔A−2〕について、MwをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー) GPC−101(商品名、昭和電工(株)製)を用いて測定したところ、18,000あった。
冷却管と撹拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル 7重量部およびジエチレングリコールメチルエチルエーテル245重量部を仕込み、引き続いてメタクリル酸18重量部、ベンジルメタクリレート38重量部、スチレン5重量部およびメタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル34重量部を仕込んで、窒素置換したのち、緩やかに攪拌しつつ、1,3−ブタジエンを5重量部添加し、得られた溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4.2時間保持して重合させて、〔A−3〕共重合体を含む樹脂溶液を得た。この樹脂溶液の固形分濃度は29.3重量%であり、得られた共重合体〔A−3〕について、MwをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー) GPC−101(商品名、昭和電工(株)製)を用いて測定したところ、18,000であった。
500mLの三つ口フラスコにテトラメトキシシラン30.4gおよび3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン47.2gをとり、プロピレングリコールメチルエーテル100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体[D−1]の重量平均分子量は1,400であった。
500mLの三つ口フラスコにジフェニルジメトキシシラン48.8gおよび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49.2gをとり、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体[D−2]の重量平均分子量は2,000であった。
500mLの三つ口フラスコにフェニルトリメトキシシラン39.6gおよび(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピルトリエトキシシラン64.0gをとり、メチルイソブチルケトン100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体[D−3]の重量平均分子量は1,600であった。
500mLの三つ口フラスコにメチルトリメトキシシラン27.2gおよび3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン39.2gをとり、プロピレングリコールメチルエーテル100gを加えて溶解させ、得られた混合溶液をマグネチックスターラにより撹拌しながら60℃に加温した。これに、1重量%のシュウ酸を含んだ8.6gのイオン交換水を1時間かけて連続的に添加した。そして、60℃で4時間反応させた後、得られた反応液を室温まで冷却した。その後、反応副生成物であるアルコール分を反応液から減圧留去した。この重合体[D−4]の重量平均分子量は1,900であった。
組成物溶液の調製
〔A〕成分として、合成例1で得た〔A〕共重合体溶液を重合体(A−1)として100部、〔B〕成分として、ジペンタエリストールヘキサアクリレート(商品名KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製)60部と多官能ウレタンアクリレート系化合物を含有する市販品(商品名KAYARAD DPHA−40H)60部、〔C〕成分として、1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート(商品名IRGACURE OX02、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)5部、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール 5部、2−メルカプトベンゾチアゾール2.5部、〔D〕成分として、重合体[D−1]を5部、界面活性剤として、FTX−218(商品名、(株)ネオス製)0.2部、保存安定剤として、4−メトキフェノール0.5部を混合し、固形分濃度が33%になるよう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及びジエチレングリコールエチルメチルエーテルの混合溶媒に溶解したのち、孔径0.2μmのメンブレンフィルタでろ過して、組成物溶液を調製した。
表1において、重合体以外の各成分は、下記のとおりである。
B−1:ジペンタエリストールヘキサアクリレート(商品名KAYARAD DPHA)
B−2:多官能ウレタンアクリレート系化合物を含有する市販品(商品名KAYARAD DPHA−40H)
B−3:ω―カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(商品名アロニックス M−5300(東亜合成(株)製)
B−4:ω―カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(商品名アロニックス M−5300(東亜合成(株)製)
B−5:1,9−ノナンジアクリレート(商品名ライトアクリレート1,9−NDA(共栄社(株)製)
C−1:1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート(商品名IRGACURE OX02、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)
C−2:1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル〕−エタン−1−オンオキシム−O−アセタート
C−3:2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン(商品名イルガキュア907、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)
C−4:2−(4−メチルベンゾイル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン(商品名イルガキュア379、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)
C−5:2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール
C−6:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
C−7:2−メルカプトベンゾチアゾール
E−1:多官能ノボラック型エポキシ樹脂(商品名 ジャパンエポキシレジン(株)製、 エピコート152)
F−1:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
実施例2〜実施例12、比較例1〜3は、実施例1と同様にして組成物溶液を調製した。結果を表1に示す。
実施例1〜実施例13、比較例1〜3は、スピンナーを用いて基板に塗布し、スペーサーを形成した。以下にその詳細を示す。
無アルカリガラス基板上にスピンナーを用いて、前記組成物溶液を塗布したのち、90℃のホットプレート上で90s間プレベークして、膜厚3.0μmの被膜を形成した。
次いで、得られた被膜に、8〜30μm丸の残しパターンのフォトマスクを介して露光した。その後、水酸化カリウム0.05重量%水溶液により、25℃で60秒間現像したのち、純水で1分間洗浄し、さらに220℃のオーブン中で30分間加熱することにより、スペーサーを形成した。
また、実施例14、比較例4は、ドライフィルム法にてスペーサーを形成した。その詳細を以下に示す。
感放射線性樹脂組成物の液状組成物(S−14)をドライフィルム法で塗膜を作成した以外は、実施例1〜13と同様にして、パターン状薄膜を形成して評価した。各成分を表1に示す。なお、露光工程前にベースフィルムの剥離除去を行った。評価結果を表2に示す。また、下記の転写性の評価結果も表2に示す。
ドライフィルムの作成および転写は以下のごとく行った。
厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、アプリケーターを用いて感放射線性樹脂組成物の液状組成物(S−14)を塗布し、塗膜を100℃で5分間加熱し、厚さ4μmの感放射線性ドライフィルム(J−1)を作製した。次に、ガラス基板の表面に、感放射線性転写層の表面が当接されるように感放射線性転写ドライフィルムを重ね合わせ、熱圧着法で感放射線性ドライフィルム(J−1)をガラス基板に転写した。
感放射線性ドライフィルムをガラス基板上に熱圧着法にて転写した際、ドライフィルムがガラス基板上に均一に転写できた場合を「○」、部分的にベースフィルム上にドライフィルムが残ったり、ガラス基板にドライフィルムが密着しなかったりするなど、ガラス基板上にドライフィルムを均一に転写できなかった場合を「×」とした。
実施例14において、感放射線性樹脂組成物の液状組成物(S−14)に代えて感放射線性樹脂組成物の液状組成物(s−4)を用いる以外は、実施例14と同様にして、感放射線性ドライフィルム(J−2)を作製後、パターン状薄膜を形成して評価した。各成分を表1に示す。評価結果を表2に示す。また、転写性の評価結果も表2に示す。
スペーサーの形成と同様にして、スペーサーを形成したとき、ポストベーク後の残膜率(ポストベーク後の膜厚×100/露光後膜厚)が90%以上になる露光量を感度とした。この露光量が1,500J/m2以下のとき、感度が良好といえる。
(2)密着性の評価
スペーサーの形成と同様にして基板上に成膜を形成し、マスクを介して露光しなかった以外は、上記のようにして形成した。成膜した基板をプレッシャークッカー試験(120℃、湿度100%、4時間)で行った後、JIS K−5400−1990の8.5.3付着性碁盤目テープ法により保護膜の密着性(SiO2に対する密着性)を評価した。碁盤目100個中、残った碁盤目の数を表2に示した。90個以上であると密着性が良好と言える。
(3)汚染物(昇華物)の有無のヘイズ値による評価
スピンナーを用いて上記組成物を、SiO2ディップガラス基板上にポストベーク後膜厚が2.0μmになるように塗布した後、プレベークする基板の1〜2cm上にガラスウエハーをセットして、ホットプレート上で80℃、5分間プレベークすることによって昇華物をガラスウエハー上に付着させた。その後、ヘイズメーターを用いて昇華物の付着した基板のヘイズ値を測定することにより昇華物の有無を評価した。昇華物が多い(アウトガスが多い)場合、ヘイズ値は高く(ヘイズ値>1)観測され、昇華物が無い(アウトガスが無い)場合にはヘイズ値は0に近い値を示す。
(4)剥離液耐性の評価
スペーサーを形成した基板を配向膜剥離液(製品名:TS−204、三洋化成(株)製)に50℃で30分浸漬し、さらに210℃15分加熱後に膜厚変化を測定した。加熱後の膜厚×100/初期膜厚により評価を行った。配向膜剥離液浸漬前後で膜厚に変化が95%以上なら配向膜剥離液耐性が良好であると言える。結果を表2に示す。
Claims (6)
- [A] (a1)不飽和カルボン酸および/または不飽和カルボン酸無水物と、(a2)他の不飽和化合物との共重合体、
[B]重合性不飽和化合物、
[C]光重合開始剤、ならびに
[D]オキシラニル基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基およびスチリル基の群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するシロキサンオリゴマー
を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。 - 上記[D]成分が、下記式(1)および下記式(2)のそれぞれで表されるアルコキシシランを共加水分解して得られたシロキサンオリゴマーである請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Si(R1)l(R2)m(OR3)n (1)
(ここでR1はオキシラニル基、オキセタニル基、エピスルフィド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、ウレイド基またはスチリル基を含有する置換基を表し、R2、R3は同一でも異なっていてもよく、それぞれ1価の有機基であり、l、nはそれぞれ1〜3の整数であり、mは0〜2の整数である。但し、l+m+n=4である。)
Si(R4)x(OR5)4−x (2)
(ここでR4、R5は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または1価の有機基でありそして、xは0〜3の整数である。) - 液晶表示素子用スペーサーの形成に用いられる請求項1または2に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の感放射線性樹脂組成物から形成されてなる液晶表示素子用スペーサー。
- 少なくとも以下の工程を以下に記載の順序で含むことを特徴とする液晶表示素子用スペーサーの形成方法。
(イ)請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物の被膜を基板上に形成する工程、
(ロ)該被膜の少なくとも一部に露光する工程、
(ハ)露光後の該被膜を現像する工程、および
(ニ)現像後の該被膜を加熱する工程。 - 請求項4に記載のスペーサーを具備する液晶表示素子。
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