[发明专利]放射线敏感性树脂组合物、液晶显示元件用间隔体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及极其适合用于形成液晶显示元件中的间隔体(spacer)的含有侧链不饱和聚合物的放射线敏感性树脂组合物、间隔体及其形成方法以及液晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件中，以往为了将2块基板间的间隔(盒间隙)保持一定，使用具有规定粒径的玻璃珠、塑料珠等间隔粒子。但是由于这些间隔粒子无规则地散布在玻璃基板等透明基板上，如果在像素形成区域中存在间隔粒子，则存在产生间隔粒子被映出的现象，或入射光被散射，液晶显示元件的对比度降低等问题。

因此，为了解决该问题，采用通过光刻法形成间隔体的方法。该方法中，将放射线敏感性树脂组合物涂布在基板上，通过规定掩模例如用紫外线曝光后进行显影，形成点状或条纹状的间隔体，由于可以仅在像素形成区域之外的规定区域形成间隔体，上述问题基本上得到解决。

此外，近年从液晶显示元件的大面积化或提高生产性等方面考虑，基板玻璃基板的大型化，例如进展到1500×1800mm、甚至是1870×2200mm程度。但是，在以往的基板的尺寸下，由于基板尺寸小于掩模尺寸，可以用一次性曝光方式进行曝光，但是对于大型基板，制造与该基板尺寸同程度的掩模尺寸基本上是不可能的，难以用一次性曝光方式进行曝光。

因此，作为可以对应于大型基板的曝光方式，提倡分步(step)曝光方式。但是，分步曝光方式中，对一块基板进行数次曝光，每次曝光时，位置配合或分步移动需要时间，所以与一次性曝光方式相比，产量降低，为了弥补该问题，对放射线敏感性树脂组合物要求高灵敏度。

此外，一次性曝光方式中，可以为3000J/m²左右的曝光量，但是分步曝光方式中，必须使各次的曝光量更低，对于用于形成间隔体的以往的放射线敏感性树脂组合物，1000J/m²以下的曝光量时，难以实现充分的间隔体形状和膜厚。

此外，随着基板的大型化在步骤中产生不良问题时，必须将形成在滤色器上的取向膜剥离再利用。剥离取向膜时使用碱水溶液类的剥离液，间隔体必须对于该剥离液具有耐性。即，剥离取向膜时，优选下层的间隔体不会由于膨润或溶解而产生膜厚变化，此外，弹性特性等物理性质也必须表现出与剥离前同等的性质。

日本特开2000-105456号公报、日本特开2000-171804号公报和日本特开2000-298339号公报中，通过在感光性树脂组合物中，使用具有羟基的共聚性树脂与(甲基)丙烯酰氧基烷基异氰酸酯化合物反应而得到的具有光聚合性官能团作为构成单元的共聚性树脂，可以实现高灵敏度、耐化学试剂性等作为间隔体或保护膜的性能的提高。为了实现间隔体或保护膜的耐热性、与基板的粘合性、耐化学试剂性、特别是对于取向膜剥离液或碱水溶液的耐性的提高，使用在分子内具有2个以上环氧基的酚醛型环氧树脂。但是，由于添加该环氧树脂，感光性树脂组合物在显影液中的溶解性有可能降低。

进一步地，对于丙烯酸型树脂类和酚醛型环氧树脂，由于彼此的分子结构有较大的不同，树脂间的相溶性较低，有可能在形成的间隔体表面上产生凹凸状的表面粗糙。若在间隔体表面上产生凹凸状的表面粗糙则难以对盒间隙进行严密的控制，结果有可能引起液晶显示元件的品质降低。

如上所述，利用以往的放射线敏感性树脂组合物时，虽然通过添加酚醛型环氧树脂化合物，可以提高与基板的粘合性、诸如取向膜剥离液耐性等耐化学试剂性，但是在显影液中的溶解性或图案的表面粗糙方面存在问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供高灵敏度的即使曝光量为1000J/m²以下也得到充分的间隔体形状，可以形成弹性回复性、摩擦耐性、与透明基板的粘合性、耐热性等优异，并且显影性优异，在得到的图案表面上无凹凸状的表面粗糙的液晶显示元件用间隔体的放射线敏感性树脂组合物。

本发明的其它的目的在于，提供由上述放射线敏感性树脂组合物形成的液晶显示用间隔体以及具有该间隔体的液晶显示元件。

本发明的进一步其它的目的在于，提供上述液晶显示用间隔体的形成方法。

本发明的进一步其它的目的和优点由下述说明可知。

根据本发明，本发明的上述目的和优点第1通过放射线敏感性树脂组合物实现，该组合物的特征在于，含有：

[A1]使选自(a1)不饱和羧酸和不饱和羧酸酐中的至少1种和(a2)在1个分子中含有至少1个羟基的不饱和化合物的共聚物与下式(1)所示的含有异氰酸酯基的不饱和化合物反应得到的聚合物，以及