配向制御用突起を有する基板及びそれを用いた液晶表示装置
【課題】本発明はネガ型感光性樹脂組成物を用いて配向制御用突起を形成した基板を用いて製作した液晶表示装置を、長時間にわたり電圧を印加した状態に置いたときに生ずる残像を抑えることを課題とする。
【解決手段】対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されるものとする。さらにはフェノール性水酸基の一部をメタクリル基またはアクリロイル基で置換した樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されるものとする。
【解決手段】対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されるものとする。さらにはフェノール性水酸基の一部をメタクリル基またはアクリロイル基で置換した樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向（ＶＡ、Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）に係り、さらに詳しくは配向分割垂直配向（ＭＶＡ、Ｍｕｌｔｉ Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）型ＬＣＤに用いられる配向制御用突起を有する基板及びそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＶＡ−ＬＣＤ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍｅｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、配向分割垂直配向型液晶表示装置、特許文献１および２、非特許文献１参照）は、１画素内で液晶分子の傾斜方向が複数になるように制御し、全方位で均一な中間調表示が出来るようにした垂直配向型液晶表示装置であり、優れたコントラスト、視野角特性、応答速度を兼ね備えた液晶表示装置と言われている。
【０００３】
図１（ａ）、（ｂ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの動作をその断面で模式的に示した説明図である。図１（ａ）、（ｂ）に示す様に、一般的なＭＶＡ−ＬＣＤ（１０）は、液晶分子（１５）を介して配向制御用突起（１３）が設けられたＴＦＴ側基板（１１）と、配向制御用突起（１４）が設けられたカラーフィルタ側基板（１２）とを配置した構造であるが、配向制御用突起（１３）と配向制御用突起（１４）は互い違いの位置になるようになっている。
【０００４】
図１（ａ）は、電圧無印加時の状態を示し、電圧無印加時に液晶分子（１５）は、両基板間で垂直に配向するが、配向制御用突起（１３）部及び配向制御用突起（１４）部の液晶分子は突起の斜面の影響によってわずかに傾斜している。図１（ｂ）は、電圧印加時の状態を示し、電圧を印加すると突起の斜面の液晶分子が傾斜し始め、傾斜部分以外の液晶分子も順次に同一の配向をするようになる。即ち、ラビング処理に代わり、突起を設けることによって液晶分子の配向を制御するものである。
【０００５】
この配向制御用突起はネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成されるが、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成された配向制御用突起の体積抵抗率は、一般には、１．０×１０１４〜１．０×１０１５Ωｃｍ程度のものである。このような体積抵抗率を有する配向制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤにおいては、長時間にわたり電圧を印加した状態におくと、配向制御用突起表面に電荷がたまり残像が発生することがある。
【特許文献１】特許第２９４７３５０号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８９２１３号公報
【非特許文献１】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｊｏｕｒｎａｌ １９９７年１０月号 Ｐ．３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて配向制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤ用基板であって、長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生することのない配向制御用突起を有する基板およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、請求項１に係る第１の発明は、対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されてなることを特徴とする配向制御用突起を有する基板である。
【０００８】
フェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂をネガ型感光性樹脂組成物に加えて配向制御用突起を形成すれば、配向制御用突起のイオン性不純物の溶出が少なく、配向制御用突起の表面に電荷がたまることも無いため、長時間にわたり電圧を印加し続けても残像の発生しない優れた液晶表示装置を製作できる基板を提供することができる。
【０００９】
請求項２に係る第２の発明は、前記エチレン性不飽和二重結合基はメタクリル基またはアクリロイル基であることを特徴とする請求項１記載の配向制御用突起を有する基板である。
【００１０】
請求項３に係る第３の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の一方は、少なくとも透明基板とカラーフィルタ層からなり、前記カラーフィルタ層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配向制御用突起を有する基板である。
【００１１】
請求項４に係る第４の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくとも一方は、少なくとも透明基板と透明導電性膜層からなり、透明導電性膜層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板である。
【００１２】
請求項５に係る第５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の配向制御用突起を設けられた基板を、液晶を挟持する対向する基板の少なくとも一方に用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１３】
請求項１から４のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板を用いて液晶表示装置を構成することで、長時間にわたり電圧を印加し続けても残像の発生しない優れた液晶表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成した配向制御用突起を有する基板であるので、この基板を具備した液晶表示装置は、長時間にわたり電圧を印加した状態においても配向制御用突起の表面に電荷がたまることはなく、残像が発生することはないものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
本発明は対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板あるいはそれを用いた液晶表示装置に関するものであって、特に配向分割垂直配向型ＬＣＤに用いられる液晶表示装置であることを特徴とするものである。
【００１７】
以下、本明細書では、透光性を有する基板上にカラーフィルタ層を設け、この上に配向制御用突起を形成した基板について主に述べているが、これは本発明による基板または液晶表示装置が、カラーフィルタ層を必ず具備しなければならないことを意味するものではない。
【００１８】
本発明の配向制御用突起を有する基板を構成する基板としては、透光性を有する板状のものが好ましく、ガラス、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォンやポリアクリレートなどのプラスチックのシートあるいはフィルムが挙げられる。
【００１９】
また、配向制御用突起を形成した後、加熱工程を行うことから、耐熱性に優れたガラス基板が好ましく、さらには熱膨張率が小さく加熱工程での寸法安定性に優れたガラスを選択することが好ましい。
【００２０】
本発明の配向制御用突起を有する基板にカラーフィルタ層を形成し、液晶用カラーフィルタとして用いることができる。
【００２１】
一般的にカラーフィルタとは透光性を有する基板上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス、次いで赤、緑、青の着色画素層を形成せしめたものであり、これを液晶用とする場合は、さらに透明導電性膜層、配向膜層を順次積層せしめたものであり、例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ液晶層を介してＬＣＤを構成するものである。
【００２２】
この明細書中では、このブラックマトリックスと赤、緑、青の着色画素層を合わせてカラーフィルタ層と呼ぶこととする。
【００２３】
カラーフィルタ層を構成するブラックマトリックスは既に公知の方法を用いて形成することができる。例えば、クロムやチタンなどの金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基板上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し形成するもの。あるいは、感光性樹脂組成物中にカーボンブラックや金属酸化物などの遮光性微粒子や複数種からなる顔料あるいは染料などの着色剤を混在させ、これを基板上に感光性樹脂層として形成しフォトリソグラフィー法により形成するもの。あるいは、後に示す赤、緑、青などからなる着色画素層を２層以上積層させこれを形成するもの、などが挙げられるが本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。
【００２４】
着色画素層は前記ブラックマトリックスの開口部に設けられ、通常赤色画素パターン、緑色画素パターン、および青色画素パターンの３原色からなる画素パターンが所望の形状により配置されたものである。その形成方法としては顔料分散法、染料法、電着法、印刷法、転写法やインクジェットにより各画素を形成する方法など既に公知の方法が挙げられ、本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。
【００２５】
本発明における配向制御用突起を有する基板の一形態としては、これらカラーフィルタ層上、または透明導電性膜層上に配向制御用突起を設けた構成、あるいはカラーフィルタ層、透明導電性膜層、配向制御用突起、配向膜層の順に形成した構成、もしくは必要ならばこのいずれかの層の間に保護膜層を設けた複数の層からなることを特徴とする。
【００２６】
透明導電膜層は液晶表示装置に用いる、対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくともいずれか一方に必須の構成である。通常は液晶の配向方向を規制する配向膜あるいは配向突起の直下に形成され、電気信号を伝達することで基板の間に挟持された液晶の挙動を制御する。もしくは配向突起の上層に蒸着等で設けることも可能である。
【００２７】
透明導電性膜層は、透明で導電性があり薄膜状に形成できる物質が用いられ、通常ＩＴＯ（インジウムと錫の複合酸化物）膜が、他にはＩＺＯ（インジウムと亜鉛の複合酸化物）やＳｎＯ２（二酸化錫）膜などが選択され、各々スパッタ法、真空蒸着法などの手法にて形成される。
【００２８】
本発明の液晶表示装置を構成する基板の少なくとも一方には、配向膜層が設けられ、これと配向制御用突起とはまた別のものである。配向膜層には、ネガ型液晶化合物を垂直配向させ、かつ透明で絶縁性の物質が用いられる。通常ポリイミド樹脂が用いられる。ポリイミド樹脂用液、ポリアミック酸溶液などを公知の塗布方法あるいは印刷方法にて形成し、その後焼成することにより形成される。
【００２９】
必要に応じて設けられる保護膜層は、ブラックマトリックス及び着色画素層を形成したときに生ずる段差を平坦化するため、あるいはブラックマトリックスや着色画素層中に含まれる成分が液晶層へ混入するのを防ぐものであり、透明性が要求される。該保護膜層を形成する材料としては、光硬化型、熱硬化型、光及び熱硬化型の樹脂組成物、エポキシ、アクリルやポリイミドなどの樹脂硬化物、あるいはスパッタや蒸着による無機化合物等、前述の目的を達成できる材料であればよい。カラーフィルタ層の表面状態を考慮して０．５から３μｍの範囲にて形成することができる。
【００３０】
ＭＶＡ−ＬＣＤに用いる基板は、通常のカラーフィルタにおける画素上に必要に応じて、透明保護層、さらに、透明導電層を介して特有の配向制御用突起を有するものが一般的であり、このような配向制御用突起を寸法精度良く得ることは、特に生産ラインにおいてマスクの汚れを防止するために露光ギャップをつけて露光を適用する場合に難しくなり、通常のネガ型感光性樹脂組成物を使用すると底辺の広がりが大きくなり過ぎて目的とする形状の配向制御用突起を得ることが出来ない。かつ、得られた配向制御用突起を有するカラーフィルタは配向膜塗布が行われることから、配向制御用突起そのものについて高度の耐熱性、耐溶剤性が要求されるとともに、配向膜薄膜を介して極性液晶にさらされることから、イオン性不純物の溶出が少なく、また、優れた電気特性が要求されるものである。
【００３１】
このような加工性及び要求特性を有する配向制御用突起を与える材料として、本発明者らはフェノール性水酸基の一部に不飽和二重結合を有した樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物が、優れていることを見出したものである。
【００３２】
本発明におけるネガ型感光性樹脂組成物に用いられるフェノール性水酸基を含有する樹脂は、クレゾールノボラック樹脂、ポリビニルフェノールが挙げられる。特に好ましいものは、ポリビニルフェノールで下記一般式（１）に示される構造単位を含み、特に限定するものではないが、例えば、ｐ−ヒドロキシスチレン、２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロピレンなどのヒドロキシスチレン類の単独または２種以上の重合体が挙げられる。ポリビニルフェノール樹脂は、通常、置換基を有していてもよいヒドロキシスチレン類を単独で又は２種以上をラジカル重合開始剤またはカチオン重合開始剤の存在下で重合することにより得られる。
【００３３】
【化１】
なお、上記一般式（１）に示される構造単位は特に好ましい構造のものであり、上記一般式（１）で表される化合物は、なんらこれらに限定されるものではなく、例えばｐ−ビニルフェノールとスチレンとの共重合体など、上記一般式（１）で示される単位を含むものであればよい。また、用いる化合物を２種類以上含有してもよい。
【００３４】
本発明におけるフェノール性水酸基に導入することのできるエチレン性不飽和二重結合を有する置換基としては、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、またはマレイン酸等とのエステル結合を有する化合物で、例えばメタクリル酸クロリド、アクリル酸クロリド、イタコン酸クロリド、マレイン酸クロリド等を挙げることができるがこの限りではない。
【００３５】
本発明のネガ型感光性樹脂組成物に含有されるフェノール性水酸基に導入する不飽和二重結合基の量は、フェノール性水酸基１００に対して３から５０の範囲をとることが可能であり、好ましくは１５から２５である。
【００３６】
本発明のネガ型感光性樹脂組成物には前記成分以外に、必要に応じて相溶性のある添加物、例えば、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤、可塑剤、安定剤、界面活性剤、着色料、レベリング剤、カップリング剤などを、本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。
【００３７】
本発明において、使用するエチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、分子内に少なくともエチレン性不飽和基を１個有する化合物であり、光重合開始剤の光分解で生じる活性種によって、重合する物質であり、１官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むものであり、またこれらの混合物であってもよい。また、エチレン性不飽和二重結合を有するダイマーやオリゴマーを含むものである。具体的には、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の高沸点ビニルモノマー、さらには、脂肪族ポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングルコール、ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトールなどのジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル類等やジメチロールトリシクロデカンモノアクリレートやジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等の脂環式モノマーや、芳香族ポリヒドロキシ化合物、例えばヒドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、ビスフェノールＡ等のジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル、イソシアヌル酸のエチレンオキシド変性（メタ）アクリル酸エステルなどを挙げられるが、これらに限定されるものではない。この内常圧で沸点が１００℃以上であるものがより好ましい。また、これらは必要に応じて２種類以上を混合して用いても構わない。
【００３８】
市場から容易に入手できるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の具体例としては、例えば、アロニックスＭ−１０１、Ｍ−２０８、Ｍ−２４０、Ｍ−３０５、Ｍ−４００（以上、東亞合成製）等が挙げられる。
【００３９】
エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の使用量（重量％）は、光硬化性樹脂組成物の重量に基づいて、１０〜１００が好ましく、さらに好ましくは６０〜８０である。
【００４０】
本発明に使用する光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤等が用いられる。
【００４１】
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート、イソプロピルチオキサントン、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、３，３−ジメチル−４−メトキシ−ベンゾフェノン、アントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、４−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノ−１−プロパノン、２−クロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、ミヒラーズケトン、ベンジル−２，４，６−（トリハロメチル）トリアジン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾリル二量体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９ーアクリジニル）ヘプタン、１，５−ビス（９−アクリジニル）ペンタン、１，３−ビス（９−アクリジニル）プロパン、ジメチルベンジルケタール、トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、トリブロモメチルフェニルスルホン及び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）−ブタン−１−オン等が挙げられる。
【００４２】
これらの光重合開始剤は、市販のものが容易に入手することができ、例えばＣＧＩ１２４、イルガキュアー９０７、イルガキュアー３６９（チバ・ガイギー社製）等が挙げられる。
【００４３】
これらの光重合開始剤の配合量（重量％）は、光硬化性樹脂組成物の重量に基づいて、０．０００１〜２０が好ましく、さらに好ましくは０．００１〜１５である。
【００４４】
このように各成分を適時選択し、任意の割合で混合して得た感光液をロールコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター等の公知の塗工手段を用いて最上層に導電膜を設けたカラーフィルタ基板上に塗布する。
【００４５】
なお、感光液を調製する際には、必要に応じて適当な溶媒にて希釈しても良いが、その場合には基材上に塗布した後に乾燥を要する。上記溶剤としては、ジクロルエタン、クロロホルム、アセトン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エチルエトキシアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルエーテル、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【００４６】
次に、本発明の配向制御用突起の形成方法について説明する。透光性を有する基板上に、あるいは必要であれば上述した方法によって、カラーフィルタ層、透明導電性膜層、保護膜層が積層された基板上に、既述のネガ型感光性樹脂組成物を、バーコーター、アプリケーター、ワイヤーバー、スピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工方法を用い積層する。
【００４７】
その後所定のパターンを有したフォトマスクを介し、光照射してパターン露光を行い、次いで現像を行い、未露光部分を溶解除去することで配向制御用突起を形成することができる。
【００４８】
前記パターン露光においては、４００ｎｍ以下の波長を含む光であればよく、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。光照射部分を架橋させた後、アルカリ現像液にて現像することにより、マスクパターンに忠実なＭＶＡ画像を得ることができる。さらに必要ならば、熱処理を施し硬膜化を行うことができる。
【００４９】
本発明における配向制御用突起は、上記フォトリソグラフィー工程後に加熱工程を施すことにより、該配向制御用突起の硬化を促進し基板との密着性を向上せしめ、さらに耐溶剤性、耐薬品性を付与することができ、また、熱による収縮やリフローにより形状を滑らかにし液晶分子の配向性をより向上することが可能となる。さらに、加熱によっても導入した反応性基が脱離しないので、分解物が液晶層に混入し、悪影響をおよぼすことはない。
【００５０】
該配向制御用突起の形状としては、ドット状、ストライプ状、ジグザグ状のように規則性があることが好ましく、その断面が半円状、半楕円形状、あるいは三角形などのような多角形状であることが好ましい。画素上のパターンとしては対向基板の突起パターンとともに画素を２分割以上に分割するものであれば特に限定されるものではない。
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は下述する実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いるネガ型感光性樹脂組成物は光に対して極めて敏感であるため、自然光など不必要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。
【実施例１】
【００５２】
透明基板上にＣｒ薄膜を成膜し、フォトエッチング法でブラックマトリックスを形成した。この上に、赤色感光性樹脂組成物を塗布し、露光、現像、ポストベーク処理を行い赤色画素を形成し、続いて同様の処理を緑色感光性樹脂組成物、青色感光性樹脂組成物について行い、緑色画素、青色画素を形成した。次に、全面にＩＴＯ膜をスパッタにより成膜して透明導電膜層としたものをカラーフィルター基板とした。
【００５３】
ポリ（ｐ−ビニルフェノール）（丸善石油化学社製、製品名；マルカリンカーＭ）２０ｇを酢酸エチル（東京化成工業社製）８０ｇに溶解した液に、メタクリル酸クロリド（東京化成工業社製）１．１５ｇ（２０ｍｏｌ％）を滴下し、室温にて４時間反応させた後、水を加えて分液した。乾燥後、溶媒を留去したものをアセトンに溶解し、クロロホルムで再沈殿させて精製することで、フェノール性水酸基の２０％がメタクリル基に置換されたメタクリル酸変性ポリ（ｐ−ビニルフェノール）を得た。
【００５４】
得られたメタクリル酸変性ポリ（ｐ−ビニルフェノール）２０ｇをシクロヘキサノン（関東化学社製）１６０ｇに溶解した後、ＤＰＨＡ（東亜合成社製、製品名；アロニックスＭ−４００）１４．４ｇ、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、製品名；イルガキュア”ＯＸＥ０１）１．６ｇを混合溶解したネガ型感光性樹脂組成物をスピンコーターにて１．５μｍの厚さでカラーフィルター基板に塗布し、プリベーク後、露光、現像処理を行い、線幅１０μｍのパターンを形成した。続いて、２３０℃／３０分でポストベーク（熱フロー）を行い椀状の突起を形成し、配向制御用突起を有するカラーフィルター基板を得た。
【００５５】
得られた基板上の配向制御用突起の体積抵抗率は、約１．０×１０１５Ωｃｍであった。この配向制御突起を有するカラーフィルター基板を用いてＭＶＡ−ＬＣＤを作製したところ、このＭＶＡ−ＬＣＤは長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生しなかった。
【実施例２】
【００５６】
メタクリル酸クロリド（東京化成工業社製）の代わりにアクリル酸クロリド（東京化成工業社製）を用いてアクリル酸変性ポリ（ｐ−ビニルフェノール）（置換度２０％）を調製し、これを用いた以外は、実施例１と同様にして配向制御用突起をカラーフィルター基板上に製作した。
【００５７】
この配向制御突起を有するカラーフィルター基板を用いてＭＶＡ−ＬＣＤを作製したところ、このＭＶＡ−ＬＣＤは長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る方法によって配向突起を形成した液晶表示パネル用基板を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ …ＭＶＡ−ＬＣＤ
１１ …ＴＦＴ側基板
１２ …カラーフィルタ側基板
１３ …配向制御用突起
１４ …配向制御用突起
１５ …液晶分子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向（ＶＡ、Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）に係り、さらに詳しくは配向分割垂直配向（ＭＶＡ、Ｍｕｌｔｉ Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）型ＬＣＤに用いられる配向制御用突起を有する基板及びそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＶＡ−ＬＣＤ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍｅｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、配向分割垂直配向型液晶表示装置、特許文献１および２、非特許文献１参照）は、１画素内で液晶分子の傾斜方向が複数になるように制御し、全方位で均一な中間調表示が出来るようにした垂直配向型液晶表示装置であり、優れたコントラスト、視野角特性、応答速度を兼ね備えた液晶表示装置と言われている。
【０００３】
図１（ａ）、（ｂ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの動作をその断面で模式的に示した説明図である。図１（ａ）、（ｂ）に示す様に、一般的なＭＶＡ−ＬＣＤ（１０）は、液晶分子（１５）を介して配向制御用突起（１３）が設けられたＴＦＴ側基板（１１）と、配向制御用突起（１４）が設けられたカラーフィルタ側基板（１２）とを配置した構造であるが、配向制御用突起（１３）と配向制御用突起（１４）は互い違いの位置になるようになっている。
【０００４】
図１（ａ）は、電圧無印加時の状態を示し、電圧無印加時に液晶分子（１５）は、両基板間で垂直に配向するが、配向制御用突起（１３）部及び配向制御用突起（１４）部の液晶分子は突起の斜面の影響によってわずかに傾斜している。図１（ｂ）は、電圧印加時の状態を示し、電圧を印加すると突起の斜面の液晶分子が傾斜し始め、傾斜部分以外の液晶分子も順次に同一の配向をするようになる。即ち、ラビング処理に代わり、突起を設けることによって液晶分子の配向を制御するものである。
【０００５】
この配向制御用突起はネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成されるが、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成された配向制御用突起の体積抵抗率は、一般には、１．０×１０１４〜１．０×１０１５Ωｃｍ程度のものである。このような体積抵抗率を有する配向制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤにおいては、長時間にわたり電圧を印加した状態におくと、配向制御用突起表面に電荷がたまり残像が発生することがある。
【特許文献１】特許第２９４７３５０号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８９２１３号公報
【非特許文献１】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｊｏｕｒｎａｌ １９９７年１０月号 Ｐ．３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて配向制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤ用基板であって、長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生することのない配向制御用突起を有する基板およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、請求項１に係る第１の発明は、対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されてなることを特徴とする配向制御用突起を有する基板である。
【０００８】
フェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂をネガ型感光性樹脂組成物に加えて配向制御用突起を形成すれば、配向制御用突起のイオン性不純物の溶出が少なく、配向制御用突起の表面に電荷がたまることも無いため、長時間にわたり電圧を印加し続けても残像の発生しない優れた液晶表示装置を製作できる基板を提供することができる。
【０００９】
請求項２に係る第２の発明は、前記エチレン性不飽和二重結合基はメタクリル基またはアクリロイル基であることを特徴とする請求項１記載の配向制御用突起を有する基板である。
【００１０】
請求項３に係る第３の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の一方は、少なくとも透明基板とカラーフィルタ層からなり、前記カラーフィルタ層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配向制御用突起を有する基板である。
【００１１】
請求項４に係る第４の発明は、前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくとも一方は、少なくとも透明基板と透明導電性膜層からなり、透明導電性膜層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板である。
【００１２】
請求項５に係る第５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の配向制御用突起を設けられた基板を、液晶を挟持する対向する基板の少なくとも一方に用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１３】
請求項１から４のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板を用いて液晶表示装置を構成することで、長時間にわたり電圧を印加し続けても残像の発生しない優れた液晶表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成した配向制御用突起を有する基板であるので、この基板を具備した液晶表示装置は、長時間にわたり電圧を印加した状態においても配向制御用突起の表面に電荷がたまることはなく、残像が発生することはないものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
本発明は対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板あるいはそれを用いた液晶表示装置に関するものであって、特に配向分割垂直配向型ＬＣＤに用いられる液晶表示装置であることを特徴とするものである。
【００１７】
以下、本明細書では、透光性を有する基板上にカラーフィルタ層を設け、この上に配向制御用突起を形成した基板について主に述べているが、これは本発明による基板または液晶表示装置が、カラーフィルタ層を必ず具備しなければならないことを意味するものではない。
【００１８】
本発明の配向制御用突起を有する基板を構成する基板としては、透光性を有する板状のものが好ましく、ガラス、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォンやポリアクリレートなどのプラスチックのシートあるいはフィルムが挙げられる。
【００１９】
また、配向制御用突起を形成した後、加熱工程を行うことから、耐熱性に優れたガラス基板が好ましく、さらには熱膨張率が小さく加熱工程での寸法安定性に優れたガラスを選択することが好ましい。
【００２０】
本発明の配向制御用突起を有する基板にカラーフィルタ層を形成し、液晶用カラーフィルタとして用いることができる。
【００２１】
一般的にカラーフィルタとは透光性を有する基板上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス、次いで赤、緑、青の着色画素層を形成せしめたものであり、これを液晶用とする場合は、さらに透明導電性膜層、配向膜層を順次積層せしめたものであり、例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ液晶層を介してＬＣＤを構成するものである。
【００２２】
この明細書中では、このブラックマトリックスと赤、緑、青の着色画素層を合わせてカラーフィルタ層と呼ぶこととする。
【００２３】
カラーフィルタ層を構成するブラックマトリックスは既に公知の方法を用いて形成することができる。例えば、クロムやチタンなどの金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基板上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し形成するもの。あるいは、感光性樹脂組成物中にカーボンブラックや金属酸化物などの遮光性微粒子や複数種からなる顔料あるいは染料などの着色剤を混在させ、これを基板上に感光性樹脂層として形成しフォトリソグラフィー法により形成するもの。あるいは、後に示す赤、緑、青などからなる着色画素層を２層以上積層させこれを形成するもの、などが挙げられるが本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。
【００２４】
着色画素層は前記ブラックマトリックスの開口部に設けられ、通常赤色画素パターン、緑色画素パターン、および青色画素パターンの３原色からなる画素パターンが所望の形状により配置されたものである。その形成方法としては顔料分散法、染料法、電着法、印刷法、転写法やインクジェットにより各画素を形成する方法など既に公知の方法が挙げられ、本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。
【００２５】
本発明における配向制御用突起を有する基板の一形態としては、これらカラーフィルタ層上、または透明導電性膜層上に配向制御用突起を設けた構成、あるいはカラーフィルタ層、透明導電性膜層、配向制御用突起、配向膜層の順に形成した構成、もしくは必要ならばこのいずれかの層の間に保護膜層を設けた複数の層からなることを特徴とする。
【００２６】
透明導電膜層は液晶表示装置に用いる、対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくともいずれか一方に必須の構成である。通常は液晶の配向方向を規制する配向膜あるいは配向突起の直下に形成され、電気信号を伝達することで基板の間に挟持された液晶の挙動を制御する。もしくは配向突起の上層に蒸着等で設けることも可能である。
【００２７】
透明導電性膜層は、透明で導電性があり薄膜状に形成できる物質が用いられ、通常ＩＴＯ（インジウムと錫の複合酸化物）膜が、他にはＩＺＯ（インジウムと亜鉛の複合酸化物）やＳｎＯ２（二酸化錫）膜などが選択され、各々スパッタ法、真空蒸着法などの手法にて形成される。
【００２８】
本発明の液晶表示装置を構成する基板の少なくとも一方には、配向膜層が設けられ、これと配向制御用突起とはまた別のものである。配向膜層には、ネガ型液晶化合物を垂直配向させ、かつ透明で絶縁性の物質が用いられる。通常ポリイミド樹脂が用いられる。ポリイミド樹脂用液、ポリアミック酸溶液などを公知の塗布方法あるいは印刷方法にて形成し、その後焼成することにより形成される。
【００２９】
必要に応じて設けられる保護膜層は、ブラックマトリックス及び着色画素層を形成したときに生ずる段差を平坦化するため、あるいはブラックマトリックスや着色画素層中に含まれる成分が液晶層へ混入するのを防ぐものであり、透明性が要求される。該保護膜層を形成する材料としては、光硬化型、熱硬化型、光及び熱硬化型の樹脂組成物、エポキシ、アクリルやポリイミドなどの樹脂硬化物、あるいはスパッタや蒸着による無機化合物等、前述の目的を達成できる材料であればよい。カラーフィルタ層の表面状態を考慮して０．５から３μｍの範囲にて形成することができる。
【００３０】
ＭＶＡ−ＬＣＤに用いる基板は、通常のカラーフィルタにおける画素上に必要に応じて、透明保護層、さらに、透明導電層を介して特有の配向制御用突起を有するものが一般的であり、このような配向制御用突起を寸法精度良く得ることは、特に生産ラインにおいてマスクの汚れを防止するために露光ギャップをつけて露光を適用する場合に難しくなり、通常のネガ型感光性樹脂組成物を使用すると底辺の広がりが大きくなり過ぎて目的とする形状の配向制御用突起を得ることが出来ない。かつ、得られた配向制御用突起を有するカラーフィルタは配向膜塗布が行われることから、配向制御用突起そのものについて高度の耐熱性、耐溶剤性が要求されるとともに、配向膜薄膜を介して極性液晶にさらされることから、イオン性不純物の溶出が少なく、また、優れた電気特性が要求されるものである。
【００３１】
このような加工性及び要求特性を有する配向制御用突起を与える材料として、本発明者らはフェノール性水酸基の一部に不飽和二重結合を有した樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物が、優れていることを見出したものである。
【００３２】
本発明におけるネガ型感光性樹脂組成物に用いられるフェノール性水酸基を含有する樹脂は、クレゾールノボラック樹脂、ポリビニルフェノールが挙げられる。特に好ましいものは、ポリビニルフェノールで下記一般式（１）に示される構造単位を含み、特に限定するものではないが、例えば、ｐ−ヒドロキシスチレン、２−（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロピレンなどのヒドロキシスチレン類の単独または２種以上の重合体が挙げられる。ポリビニルフェノール樹脂は、通常、置換基を有していてもよいヒドロキシスチレン類を単独で又は２種以上をラジカル重合開始剤またはカチオン重合開始剤の存在下で重合することにより得られる。
【００３３】
【化１】
なお、上記一般式（１）に示される構造単位は特に好ましい構造のものであり、上記一般式（１）で表される化合物は、なんらこれらに限定されるものではなく、例えばｐ−ビニルフェノールとスチレンとの共重合体など、上記一般式（１）で示される単位を含むものであればよい。また、用いる化合物を２種類以上含有してもよい。
【００３４】
本発明におけるフェノール性水酸基に導入することのできるエチレン性不飽和二重結合を有する置換基としては、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、またはマレイン酸等とのエステル結合を有する化合物で、例えばメタクリル酸クロリド、アクリル酸クロリド、イタコン酸クロリド、マレイン酸クロリド等を挙げることができるがこの限りではない。
【００３５】
本発明のネガ型感光性樹脂組成物に含有されるフェノール性水酸基に導入する不飽和二重結合基の量は、フェノール性水酸基１００に対して３から５０の範囲をとることが可能であり、好ましくは１５から２５である。
【００３６】
本発明のネガ型感光性樹脂組成物には前記成分以外に、必要に応じて相溶性のある添加物、例えば、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤、可塑剤、安定剤、界面活性剤、着色料、レベリング剤、カップリング剤などを、本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。
【００３７】
本発明において、使用するエチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、分子内に少なくともエチレン性不飽和基を１個有する化合物であり、光重合開始剤の光分解で生じる活性種によって、重合する物質であり、１官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むものであり、またこれらの混合物であってもよい。また、エチレン性不飽和二重結合を有するダイマーやオリゴマーを含むものである。具体的には、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の高沸点ビニルモノマー、さらには、脂肪族ポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングルコール、ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトールなどのジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル類等やジメチロールトリシクロデカンモノアクリレートやジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等の脂環式モノマーや、芳香族ポリヒドロキシ化合物、例えばヒドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、ビスフェノールＡ等のジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル、イソシアヌル酸のエチレンオキシド変性（メタ）アクリル酸エステルなどを挙げられるが、これらに限定されるものではない。この内常圧で沸点が１００℃以上であるものがより好ましい。また、これらは必要に応じて２種類以上を混合して用いても構わない。
【００３８】
市場から容易に入手できるエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の具体例としては、例えば、アロニックスＭ−１０１、Ｍ−２０８、Ｍ−２４０、Ｍ−３０５、Ｍ−４００（以上、東亞合成製）等が挙げられる。
【００３９】
エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の使用量（重量％）は、光硬化性樹脂組成物の重量に基づいて、１０〜１００が好ましく、さらに好ましくは６０〜８０である。
【００４０】
本発明に使用する光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤等が用いられる。
【００４１】
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート、イソプロピルチオキサントン、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、３，３−ジメチル−４−メトキシ−ベンゾフェノン、アントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、４−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノ−１−プロパノン、２−クロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、ミヒラーズケトン、ベンジル−２，４，６−（トリハロメチル）トリアジン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾリル二量体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９ーアクリジニル）ヘプタン、１，５−ビス（９−アクリジニル）ペンタン、１，３−ビス（９−アクリジニル）プロパン、ジメチルベンジルケタール、トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、トリブロモメチルフェニルスルホン及び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）−ブタン−１−オン等が挙げられる。
【００４２】
これらの光重合開始剤は、市販のものが容易に入手することができ、例えばＣＧＩ１２４、イルガキュアー９０７、イルガキュアー３６９（チバ・ガイギー社製）等が挙げられる。
【００４３】
これらの光重合開始剤の配合量（重量％）は、光硬化性樹脂組成物の重量に基づいて、０．０００１〜２０が好ましく、さらに好ましくは０．００１〜１５である。
【００４４】
このように各成分を適時選択し、任意の割合で混合して得た感光液をロールコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター等の公知の塗工手段を用いて最上層に導電膜を設けたカラーフィルタ基板上に塗布する。
【００４５】
なお、感光液を調製する際には、必要に応じて適当な溶媒にて希釈しても良いが、その場合には基材上に塗布した後に乾燥を要する。上記溶剤としては、ジクロルエタン、クロロホルム、アセトン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エチルエトキシアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルエーテル、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【００４６】
次に、本発明の配向制御用突起の形成方法について説明する。透光性を有する基板上に、あるいは必要であれば上述した方法によって、カラーフィルタ層、透明導電性膜層、保護膜層が積層された基板上に、既述のネガ型感光性樹脂組成物を、バーコーター、アプリケーター、ワイヤーバー、スピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工方法を用い積層する。
【００４７】
その後所定のパターンを有したフォトマスクを介し、光照射してパターン露光を行い、次いで現像を行い、未露光部分を溶解除去することで配向制御用突起を形成することができる。
【００４８】
前記パターン露光においては、４００ｎｍ以下の波長を含む光であればよく、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。光照射部分を架橋させた後、アルカリ現像液にて現像することにより、マスクパターンに忠実なＭＶＡ画像を得ることができる。さらに必要ならば、熱処理を施し硬膜化を行うことができる。
【００４９】
本発明における配向制御用突起は、上記フォトリソグラフィー工程後に加熱工程を施すことにより、該配向制御用突起の硬化を促進し基板との密着性を向上せしめ、さらに耐溶剤性、耐薬品性を付与することができ、また、熱による収縮やリフローにより形状を滑らかにし液晶分子の配向性をより向上することが可能となる。さらに、加熱によっても導入した反応性基が脱離しないので、分解物が液晶層に混入し、悪影響をおよぼすことはない。
【００５０】
該配向制御用突起の形状としては、ドット状、ストライプ状、ジグザグ状のように規則性があることが好ましく、その断面が半円状、半楕円形状、あるいは三角形などのような多角形状であることが好ましい。画素上のパターンとしては対向基板の突起パターンとともに画素を２分割以上に分割するものであれば特に限定されるものではない。
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は下述する実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いるネガ型感光性樹脂組成物は光に対して極めて敏感であるため、自然光など不必要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。
【実施例１】
【００５２】
透明基板上にＣｒ薄膜を成膜し、フォトエッチング法でブラックマトリックスを形成した。この上に、赤色感光性樹脂組成物を塗布し、露光、現像、ポストベーク処理を行い赤色画素を形成し、続いて同様の処理を緑色感光性樹脂組成物、青色感光性樹脂組成物について行い、緑色画素、青色画素を形成した。次に、全面にＩＴＯ膜をスパッタにより成膜して透明導電膜層としたものをカラーフィルター基板とした。
【００５３】
ポリ（ｐ−ビニルフェノール）（丸善石油化学社製、製品名；マルカリンカーＭ）２０ｇを酢酸エチル（東京化成工業社製）８０ｇに溶解した液に、メタクリル酸クロリド（東京化成工業社製）１．１５ｇ（２０ｍｏｌ％）を滴下し、室温にて４時間反応させた後、水を加えて分液した。乾燥後、溶媒を留去したものをアセトンに溶解し、クロロホルムで再沈殿させて精製することで、フェノール性水酸基の２０％がメタクリル基に置換されたメタクリル酸変性ポリ（ｐ−ビニルフェノール）を得た。
【００５４】
得られたメタクリル酸変性ポリ（ｐ−ビニルフェノール）２０ｇをシクロヘキサノン（関東化学社製）１６０ｇに溶解した後、ＤＰＨＡ（東亜合成社製、製品名；アロニックスＭ−４００）１４．４ｇ、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、製品名；イルガキュア”ＯＸＥ０１）１．６ｇを混合溶解したネガ型感光性樹脂組成物をスピンコーターにて１．５μｍの厚さでカラーフィルター基板に塗布し、プリベーク後、露光、現像処理を行い、線幅１０μｍのパターンを形成した。続いて、２３０℃／３０分でポストベーク（熱フロー）を行い椀状の突起を形成し、配向制御用突起を有するカラーフィルター基板を得た。
【００５５】
得られた基板上の配向制御用突起の体積抵抗率は、約１．０×１０１５Ωｃｍであった。この配向制御突起を有するカラーフィルター基板を用いてＭＶＡ−ＬＣＤを作製したところ、このＭＶＡ−ＬＣＤは長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生しなかった。
【実施例２】
【００５６】
メタクリル酸クロリド（東京化成工業社製）の代わりにアクリル酸クロリド（東京化成工業社製）を用いてアクリル酸変性ポリ（ｐ−ビニルフェノール）（置換度２０％）を調製し、これを用いた以外は、実施例１と同様にして配向制御用突起をカラーフィルター基板上に製作した。
【００５７】
この配向制御突起を有するカラーフィルター基板を用いてＭＶＡ−ＬＣＤを作製したところ、このＭＶＡ−ＬＣＤは長時間にわたり電圧を印加した状態においても残像が発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る方法によって配向突起を形成した液晶表示パネル用基板を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ …ＭＶＡ−ＬＣＤ
１１ …ＴＦＴ側基板
１２ …カラーフィルタ側基板
１３ …配向制御用突起
１４ …配向制御用突起
１５ …液晶分子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されてなることを特徴とする配向制御用突起を有する基板。
【請求項２】
前記エチレン性不飽和二重結合基はメタクリル基またはアクリロイル基であることを特徴とする請求項１記載の配向制御用突起を有する基板。
【請求項３】
前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の一方は、少なくとも透明基板とカラーフィルタ層からなり、前記カラーフィルタ層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配向制御用突起を有する基板。
【請求項４】
前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくとも一方は、少なくとも透明基板と透明導電性膜層からなり、透明導電性膜層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の配向制御用突起を設けられた基板を、液晶を挟持する対向する基板の少なくとも一方に用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
対向する基板との間で液晶を挟持する液晶表示装置を構成する、少なくとも配向制御用突起を有する基板において、該配向制御用突起が、少なくともフェノール性水酸基とエチレン性不飽和二重結合基の両方を有する樹脂を含むネガ型感光性樹脂組成物により形成されてなることを特徴とする配向制御用突起を有する基板。
【請求項２】
前記エチレン性不飽和二重結合基はメタクリル基またはアクリロイル基であることを特徴とする請求項１記載の配向制御用突起を有する基板。
【請求項３】
前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の一方は、少なくとも透明基板とカラーフィルタ層からなり、前記カラーフィルタ層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の配向制御用突起を有する基板。
【請求項４】
前記対向する基板との間で液晶を挟持する基板の少なくとも一方は、少なくとも透明基板と透明導電性膜層からなり、透明導電性膜層上に配向制御用突起を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の配向制御用突起を有する基板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の配向制御用突起を設けられた基板を、液晶を挟持する対向する基板の少なくとも一方に用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−３９００２（Ｐ２００６−３９００２Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１５５１０（Ｐ２００４−２１５５１０）
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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