アレイ基板、液晶表示素子およびアレイ基板の製造方法
【課題】低温硬化されて色特性に優れたカラーフィルタ層を有するアレイ基板を提供し、カラーフィルタオンアレイ構造の液晶表示素子を提供する。
【解決手段】ジケトピロロピロール系顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料、トリアリールメタン系染料およびアゾ系染料からなる群より選ばれる１種以上の着色剤と、カルボキシル基と熱架橋性基を有する重合体と、式（１）または式（２）の化合物とを含有する着色組成物を用い、スイッチング能動素子８を有する基板４にカラーフィルタ層１３を形成し、スペーサ１０を低温で形成してアレイ基板を構成する。アレイ基板から液晶表示素子を構成する。
【解決手段】ジケトピロロピロール系顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料、トリアリールメタン系染料およびアゾ系染料からなる群より選ばれる１種以上の着色剤と、カルボキシル基と熱架橋性基を有する重合体と、式（１）または式（２）の化合物とを含有する着色組成物を用い、スイッチング能動素子８を有する基板４にカラーフィルタ層１３を形成し、スペーサ１０を低温で形成してアレイ基板を構成する。アレイ基板から液晶表示素子を構成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング能動素子とカラーフィルタ層とスペーサとを有する液晶表示素子用のアレイ基板であって、
前記カラーフィルタ層は、
ジケトピロロピロール系顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料、トリアリールメタン系染料およびアゾ系染料からなる群より選ばれる少なくとも１種の着色剤と、
カルボキシル基と熱架橋性基を有する重合体と
を含有する着色組成物から形成される着色パターンを有し、
前記スペーサは、
［Ｐ］アルカリ可溶性樹脂、
［Ｑ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［Ｒ］感放射線性重合開始剤、並びに
［Ｓ］下記式（１）で表される化合物および下記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物
を含有する第１の感放射線性樹脂組成物から形成されることを特徴とするアレイ基板。
【化１】
【化２】
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つは電子吸引性基であり、かつＲ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６のアルキル基で置換されていてもよい。
式（２）中、Ｒ７〜Ｒ１６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ７〜Ｒ１６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６の炭化水素基で置換されていてもよい。Ａは、単結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルメチレン基、スルフィニル基、スルホニル基、メチレン基または炭素数２〜６のアルキレン基である。但し、上記メチレン基およびアルキレン基は、水素原子の全部または一部がシアノ基、ハロゲン原子またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。）
【請求項２】
前記着色組成物に含有される前記重合体は、不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸無水物からなる群より選択される少なくとも１種から形成される構成単位と、エポキシ基含有不飽和化合物から形成される構成単位とを含む共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
前記着色組成物は、上記式（１）で表される化合物、上記式（２）で表される化合物、３級アミン化合物、アミン塩、ホスホニウム塩、アミジン塩、アミド化合物、チオール化合物、ブロックイソシアネート化合物およびイミダゾール環含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のアレイ基板。
【請求項４】
前記第１の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｐ］アルカリ可溶性樹脂は、（Ｐ−１）不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸無水物からなる群より選択される少なくとも１種から形成される構成単位と、（Ｐ−２）エポキシ基含有不飽和化合物から形成される構成単位とを含む共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項５】
前記着色パターンは、２００℃以下の硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項６】
前記スペーサは、２００℃以下の硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項７】
前記着色パターンは、前記スペーサの硬化温度より低い硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項８】
前記カラーフィルタ層は、前記着色パターンの上に絶縁膜を有し、
前記絶縁膜は、
［Ｉ］エポキシ基を有する化合物、
［ＩＩ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［ＩＩＩ］感放射線性重合開始剤、並びに
［ＩＶ］上記式（１）で表される化合物および上記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物
を含有する第２の感放射線性樹脂組成物から形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項９】
前記第２の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｉ］エポキシ基を有する化合物は、重合体であることを特徴とする請求項８に記載のアレイ基板。
【請求項１０】
前記第２の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｉ］エポキシ基を有する化合物は、カルボキシル基をさらに有することを特徴とする請求項８または９に記載のアレイ基板。
【請求項１１】
前記絶縁膜は、２００℃以下の硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１２】
前記着色パターンは、前記絶縁膜の硬化温度より低い硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１３】
前記絶縁膜は、前記スペーサの硬化温度より低い硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１４】
前記カラーフィルタ層の上に透明電極を有し、前記透明電極の上に、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて得られた配向膜を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１５】
前記配向膜は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤を用いて得られた配向膜であることを特徴とする請求項１４に記載のアレイ基板。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のアレイ基板を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１７】
スイッチング能動素子とカラーフィルタ層とスペーサとを有する液晶表示素子用のアレイ基板の製造方法であって、
［１］ジケトピロロピロール系顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料、トリアリールメタン系染料およびアゾ系染料からなる群より選ばれる少なくとも１種の着色剤と、
カルボキシル基と熱架橋性基を有する重合体と
を含有する着色組成物の塗膜を、前記スイッチング能動素子を有する基板上に形成する工程、
［２］前記着色組成物の塗膜に着色パターンを形成する工程、
［３］前記着色パターンが形成された塗膜を２００℃以下で硬化する工程、
［４］［Ｐ］アルカリ可溶性樹脂、
［Ｑ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［Ｒ］感放射線性重合開始剤、および
［Ｓ］下記式（１）で表される化合物および下記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含有する第１の感放射線性樹脂組成物の塗膜を、工程［３］の前記硬化した塗膜を有する基板の上に形成する工程、
［５］前記第１の感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
［６］工程［５］で放射線が照射された前記塗膜を現像する工程、並びに
［７］工程［６］で現像された前記塗膜を２００℃以下で硬化してスペーサを形成する工程
を有することを特徴とするアレイ基板の製造方法。
【化３】
【化４】
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つは電子吸引性基であり、かつＲ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６のアルキル基で置換されていてもよい。
式（２）中、Ｒ７〜Ｒ１６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ７〜Ｒ１６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６の炭化水素基で置換されていてもよい。Ａは、単結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルメチレン基、スルフィニル基、スルホニル基、メチレン基または炭素数２〜６のアルキレン基である。但し、上記メチレン基およびアルキレン基は、水素原子の全部または一部がシアノ基、ハロゲン原子またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。）
【請求項１８】
前記着色組成物は、上記式（１）で表される化合物、上記式（２）で表される化合物、３級アミン化合物、アミン塩、ホスホニウム塩、アミジン塩、アミド化合物、チオール化合物、ブロックイソシアネート化合物およびイミダゾール環含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする請求項１７に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１９】
工程［３］の硬化温度が、工程［７］の硬化温度より低い温度であることを特徴とする請求項１７または１８に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２０】
工程［３］と工程［４］との間に、
［ａ］［Ｉ］エポキシ基を有する化合物、
［ＩＩ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［ＩＩＩ］感放射線性重合開始剤、および
［ＩＶ］上記式（１）で表される化合物および上記下記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物
を含有する第２の感放射線性樹脂組成物の塗膜を前記基板上の前記硬化された着色パターンの上に形成する工程、
［ｂ］前記第２の感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
［ｃ］前記放射線が照射された塗膜を現像する工程、並びに
［ｄ］前記現像された塗膜を２００℃以下で硬化して絶縁膜を形成する工程
を有することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２１】
工程［３］の硬化温度が、工程［ｄ］の硬化温度より低い温度であることを特徴とする請求項２０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２２】
工程［ｄ］の硬化温度が、工程［７］の硬化温度より低い温度であることを特徴とする請求項２０または２１に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２３】
配向膜を２００℃以下で形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか１項に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２４】
前記配向膜を２００℃以下で形成する工程は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて前記配向膜を形成することを特徴とする請求項２３に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１】
スイッチング能動素子とカラーフィルタ層とスペーサとを有する液晶表示素子用のアレイ基板であって、
前記カラーフィルタ層は、
ジケトピロロピロール系顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料、トリアリールメタン系染料およびアゾ系染料からなる群より選ばれる少なくとも１種の着色剤と、
カルボキシル基と熱架橋性基を有する重合体と
を含有する着色組成物から形成される着色パターンを有し、
前記スペーサは、
［Ｐ］アルカリ可溶性樹脂、
［Ｑ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［Ｒ］感放射線性重合開始剤、並びに
［Ｓ］下記式（１）で表される化合物および下記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物
を含有する第１の感放射線性樹脂組成物から形成されることを特徴とするアレイ基板。
【化１】
【化２】
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つは電子吸引性基であり、かつＲ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６のアルキル基で置換されていてもよい。
式（２）中、Ｒ７〜Ｒ１６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ７〜Ｒ１６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６の炭化水素基で置換されていてもよい。Ａは、単結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルメチレン基、スルフィニル基、スルホニル基、メチレン基または炭素数２〜６のアルキレン基である。但し、上記メチレン基およびアルキレン基は、水素原子の全部または一部がシアノ基、ハロゲン原子またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。）
【請求項２】
前記着色組成物に含有される前記重合体は、不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸無水物からなる群より選択される少なくとも１種から形成される構成単位と、エポキシ基含有不飽和化合物から形成される構成単位とを含む共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
前記着色組成物は、上記式（１）で表される化合物、上記式（２）で表される化合物、３級アミン化合物、アミン塩、ホスホニウム塩、アミジン塩、アミド化合物、チオール化合物、ブロックイソシアネート化合物およびイミダゾール環含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のアレイ基板。
【請求項４】
前記第１の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｐ］アルカリ可溶性樹脂は、（Ｐ−１）不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸無水物からなる群より選択される少なくとも１種から形成される構成単位と、（Ｐ−２）エポキシ基含有不飽和化合物から形成される構成単位とを含む共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項５】
前記着色パターンは、２００℃以下の硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項６】
前記スペーサは、２００℃以下の硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項７】
前記着色パターンは、前記スペーサの硬化温度より低い硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項８】
前記カラーフィルタ層は、前記着色パターンの上に絶縁膜を有し、
前記絶縁膜は、
［Ｉ］エポキシ基を有する化合物、
［ＩＩ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［ＩＩＩ］感放射線性重合開始剤、並びに
［ＩＶ］上記式（１）で表される化合物および上記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物
を含有する第２の感放射線性樹脂組成物から形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項９】
前記第２の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｉ］エポキシ基を有する化合物は、重合体であることを特徴とする請求項８に記載のアレイ基板。
【請求項１０】
前記第２の感放射線性樹脂組成物に含有される［Ｉ］エポキシ基を有する化合物は、カルボキシル基をさらに有することを特徴とする請求項８または９に記載のアレイ基板。
【請求項１１】
前記絶縁膜は、２００℃以下の硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１２】
前記着色パターンは、前記絶縁膜の硬化温度より低い硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１３】
前記絶縁膜は、前記スペーサの硬化温度より低い硬化温度で形成されたものであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１４】
前記カラーフィルタ層の上に透明電極を有し、前記透明電極の上に、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて得られた配向膜を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１５】
前記配向膜は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤を用いて得られた配向膜であることを特徴とする請求項１４に記載のアレイ基板。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のアレイ基板を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１７】
スイッチング能動素子とカラーフィルタ層とスペーサとを有する液晶表示素子用のアレイ基板の製造方法であって、
［１］ジケトピロロピロール系顔料、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン系顔料、トリアリールメタン系染料およびアゾ系染料からなる群より選ばれる少なくとも１種の着色剤と、
カルボキシル基と熱架橋性基を有する重合体と
を含有する着色組成物の塗膜を、前記スイッチング能動素子を有する基板上に形成する工程、
［２］前記着色組成物の塗膜に着色パターンを形成する工程、
［３］前記着色パターンが形成された塗膜を２００℃以下で硬化する工程、
［４］［Ｐ］アルカリ可溶性樹脂、
［Ｑ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［Ｒ］感放射線性重合開始剤、および
［Ｓ］下記式（１）で表される化合物および下記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含有する第１の感放射線性樹脂組成物の塗膜を、工程［３］の前記硬化した塗膜を有する基板の上に形成する工程、
［５］前記第１の感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
［６］工程［５］で放射線が照射された前記塗膜を現像する工程、並びに
［７］工程［６］で現像された前記塗膜を２００℃以下で硬化してスペーサを形成する工程
を有することを特徴とするアレイ基板の製造方法。
【化３】
【化４】
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つは電子吸引性基であり、かつＲ１〜Ｒ６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６のアルキル基で置換されていてもよい。
式（２）中、Ｒ７〜Ｒ１６は、それぞれ独立して水素原子、電子吸引性基またはアミノ基である。但し、Ｒ７〜Ｒ１６のうち少なくとも１つはアミノ基である。また、上記アミノ基は、水素原子の全部または一部が炭素数１〜６の炭化水素基で置換されていてもよい。Ａは、単結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルメチレン基、スルフィニル基、スルホニル基、メチレン基または炭素数２〜６のアルキレン基である。但し、上記メチレン基およびアルキレン基は、水素原子の全部または一部がシアノ基、ハロゲン原子またはフルオロアルキル基で置換されていてもよい。）
【請求項１８】
前記着色組成物は、上記式（１）で表される化合物、上記式（２）で表される化合物、３級アミン化合物、アミン塩、ホスホニウム塩、アミジン塩、アミド化合物、チオール化合物、ブロックイソシアネート化合物およびイミダゾール環含有化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とする請求項１７に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１９】
工程［３］の硬化温度が、工程［７］の硬化温度より低い温度であることを特徴とする請求項１７または１８に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２０】
工程［３］と工程［４］との間に、
［ａ］［Ｉ］エポキシ基を有する化合物、
［ＩＩ］エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物、
［ＩＩＩ］感放射線性重合開始剤、および
［ＩＶ］上記式（１）で表される化合物および上記下記式（２）で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物
を含有する第２の感放射線性樹脂組成物の塗膜を前記基板上の前記硬化された着色パターンの上に形成する工程、
［ｂ］前記第２の感放射線性樹脂組成物の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
［ｃ］前記放射線が照射された塗膜を現像する工程、並びに
［ｄ］前記現像された塗膜を２００℃以下で硬化して絶縁膜を形成する工程
を有することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２１】
工程［３］の硬化温度が、工程［ｄ］の硬化温度より低い温度であることを特徴とする請求項２０に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２２】
工程［ｄ］の硬化温度が、工程［７］の硬化温度より低い温度であることを特徴とする請求項２０または２１に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２３】
配向膜を２００℃以下で形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか１項に記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２４】
前記配向膜を２００℃以下で形成する工程は、光配向性基を有する感放射線性重合体を含む液晶配向剤および光配向性基を有さないポリイミドを含む液晶配向剤のうちのいずれかを用いて前記配向膜を形成することを特徴とする請求項２３に記載のアレイ基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１５７９５（Ｐ２０１３−１５７９５Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０４８１（Ｐ２０１１−１５０４８１）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
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