JP2003241199A - 光硬化性樹脂組成物、液晶パネル用基板、及び、液晶パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一なセルギャップを維持し得る液晶パネル
用基板、当該液晶パネル用基板を用いる表示品質に優れ
た液晶パネル及び柱状スペーサーに適した形成材料を提
供する。 【解決手段】 液晶パネル用基板（カラーフィルター１
０３）は、基板５上の非表示部領域に複数の柱状スペー
サー１２を設けてなり、当該柱状スペーサーは室温にお
いて２．０ＧＰａの圧縮荷重に対して弾性変形率が６０
％以上である。また、液晶パネルを構成する表示側基板
及び液晶駆動側基板の少なくとも一方が上記液晶パネル
用基板である。上記柱状スペーサーは、多官能アクリレ
ートモノマー、ポリマー及び光重合開始剤を含有し、前
記多官能アクリレートモノマーの含有量が５０重量％以
上である光硬化性樹脂組成物により形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、均一なセルギャッ
プを維持し得る液晶パネル用基板、及び、当該液晶パネ
ル用基板を用いる表示品質に優れた液晶パネルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは、表示側基板と液晶駆動側
基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄
い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液
晶配列を電気的に制御して表示側基板の透過光又は反射
光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。

【０００３】液晶パネルには、スタティック駆動方式、
単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式な
ど種々の駆動方式があるが、近年、パーソナルコンピュ
ーターや携帯情報端末などのフラットディスプレーとし
て、アクティブマトリックス方式又は単純マトリックス
方式の液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置が急速に
普及してきている。

【０００４】図１は、アクティブマトリックス方式の液
晶パネルの一構成例である。液晶パネル１０１は、表示
側基板であるカラーフィルター１と液晶駆動側基板であ
るＴＦＴアレイ基板２とを対向させて１〜１０μｍ程度
の間隙部３を設け、当該間隙部３内に液晶Ｌを充填し、
その周囲をシール材４で密封した構造をとっている。カ
ラーフィルター１は、透明基板５上に、画素間の境界部
を遮光するために所定のパターンに形成されたブラック
マトリックス層６と、各画素を形成するために複数の色
（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）を所
定順序に配列した画素部７又は最近ではホログラムを利
用した画素部と、保護膜８と、透明電極膜９とが、透明
基板に近い側からこの順に積層された構造をとってい
る。一方、ＴＦＴアレイ基板２は、透明基板上にＴＦＴ
素子を配列し、透明電極膜を設けた構造をとっている
（図示せず）。また、カラーフィルター１及びこれと対
向するＴＦＴアレイ基板２の内面側には配向膜１０が設
けられる。そして、各色に着色された画素の背後にある
液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が
得られる。

【０００５】間隙部３の厚さ、すなわちセルギャップ
（表示側基板と液晶駆動側基板の間隙距離）は液晶層の
厚さそのものであり、色ムラやコントラストムラといっ
た表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コン
トラスト比、広視野角等の良好な表示性能をカラー液晶
表示装置に付与するためには、セルギャップを一定且つ
均一の維持する必要がある。

【０００６】セルギャップを維持する方法としては、間
隙部３内にスペーサーとしてガラス、アルミナ又はプラ
スチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子１１
を多数散在させ、カラーフィルター１とＴＦＴアレイ基
板２とを貼り合わせ、液晶を注入する方法がある。この
方法においては、スペーサーの大きさをもってセルギャ
ップが決定され、維持される。

【０００７】しかし、間隙部内にスペーサーとして粒子
を散在させる方法では、スペーサーの分布が偏り易い。
また、粒子状のスペーサーは、ブラックマトリックス層
６の背後であるか画素の背後であるかは関係なく、ラン
ダムに散在する。スペーサーが表示領域すなわち画素部
に存在する場合、スペーサーの部分をバックライトの光
が透過した後、スペーサー周辺の液晶の配向が乱れた
り、スペーサー周辺の液晶だけは電圧のＯＮ、ＯＦＦに
よる配向制御が不能になるなどの支障を来たし、コント
ラスト比などの表示品位を低下させるという問題があ
る。

【０００８】一般に、スペーサーの散在量（密度）を増
やせば、間隙部の面方向全域に渡ってスペーサーが均一
に分布し、セルギャップのばらつきも少なくなるが、ス
ペーサーの散在量が増えると表示領域に存在するスペー
サーの数も増えるので、上記問題が顕在化し、表示品位
を著しく低下させてしまう。

【０００９】粒子状スペーサーの問題点を解消する方法
として、図２に示すように、カラーフィルター１の内面
側であってブラックマトリックス層６が形成されている
位置と重なり合う領域（非表示領域）に、セルギャップ
に対応する高さを有する柱状スペーサー１２を形成する
ことが行われるようになってきた。柱状スペーサー１２
は、カラーフィルターの透明基板上に光硬化性樹脂を均
一な厚みに塗布し、得られた塗膜をフォトリソグラフィ
ーによってパターン露光して硬化させることによって、
ブラックマトリックス層の形成領域内すなわち非表示領
域に形成される。

【００１０】一般に、フォトリソグラフィーに用いられ
る光硬化性樹脂は、モノマー、ポリマー、光重合開始剤
を含有する組成物である。しかし、このような従来の光
硬化性樹脂を用いて形成された柱状スペーサーは、カラ
ーフィルターとＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧
着）時の高温高圧下において塑性変形し、所定距離のセ
ルギャップを均一に維持できなくなって表示ムラを生じ
るなど、スペーサーとしての機能に支障を来すという問
題があった。

【００１１】また、硬化樹脂の柱状スペーサーは、カラ
ーフィルターとＴＦＴアレイ基板とを組み立てて液晶パ
ネルとした後も、外部からの衝撃又は押圧力によって塑
性変形してセルギャップがばらついて表示ムラを生じる
など、スペーサーとしての機能に支障を来す場合があ
る。

【００１２】このような塑性変形を防止するために柱状
スペーサーの硬度を高くすると、広い実用温度域（−２
０℃〜＋４０℃）における液晶の収縮や膨張に追従でき
ず、液晶層に発泡が生じて、色抜け、色むら等の品質表
示低下を来たすという問題があった。

【００１３】柱状スペーサーによってセルギャップを正
確且つ均一に形成し、維持するためには、上記問題点を
解消する必要がある。

【００１４】また近年、液晶表示装置の大面積化が進
み、広い基板の全域に渡ってセルギャップを均一に維持
する必要性が大きくなってきた。基板面積が大きくなる
と比較的小さな外力でも基板が歪むようになるので、か
かる歪みによるギャップのばらつきを阻止する必要性も
生じてきた。さらに近年、表示応答性を向上させるため
に液晶層の厚さ、すなわちセルギャップが狭くなってき
ているので、狭いギャップを正確に維持する必要性も生
じてきた。

【００１５】このように、液晶表示装置における近年の
表示面積の拡大化及びセルギャップの狭小化に伴い、セ
ルギャップの均一性が僅かに損われるだけでも表示性能
に大きく影響し、表示ムラ等の表示品位が低下し易くな
ってきている。従って、セルギャップの正確さと均一性
に対する要求は益々厳しくなりつつある。

【００１６】また近年、カラーフィルターとＴＦＴアレ
イ基板とを組み立てる（セル圧着）手順から加熱工程や
徐冷工程をなくして簡素化し生産性を向上させるため
に、室温下でセル圧着を行う方法（室温セル圧着法）が
提案されている。

【００１７】また、セル圧着工程の生産性を上げるため
に、ワンドロップフィル法（One Drop Fill Technolog
y: ODF法）が提案されている（1354・SID 01 DIGEST, 5
6.3:Development of One Drop Fill Technology for AM
-LCDs (H. Kamiya et al.)）。この方法は、カラーフィ
ルター又はＴＦＴアレイ基板のような液晶パネル用基板
の液晶封入面に、所定量の液晶ドロップレットを滴下
し、もう一方の液晶パネル用基板を真空下で所定のセル
ギャップを維持できる状態で対峙させ、貼り合わせる。
この方法は、従来のセル圧着工程と比べて工程を簡素化
できる。さらに、従来のセル圧着工程は、カラーフィル
ターとＴＦＴアレイ基板とを所定のセルギャップを維持
できる状態で対峙させ貼り合せた後、貼合せ体の一端に
設けた充填口から毛細管現象とセルギャップ内外の圧力
差を利用してセルギャップ内に液晶を充填し封入するも
のであるが、上記した表示面積の拡大化及びセルギャッ
プの狭小化に伴い、液晶を円滑に充填することが困難に
なりつつある。これに対してＯＤＦ法では、液晶パネル
用基板が大面積化し且つセルギャップが狭小化しても、
液晶の封入が容易である。この生産性に優れた新しい方
法は、今後主流になる可能性がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を考慮して成し遂げられたものであり、その第一の目的
は、セル圧着時やその後の取り扱い時において塑性変形
しにくい充分な硬度と、液晶の熱的な収縮及び膨張に追
従し得るしなやかさを持つ柱状スペーサーを備え、セル
ギャップを正確且つ均一に形成し、維持することができ
る液晶パネル用基板を提供することにある。

【００１９】また、本発明の第二の目的は、液晶表示装
置の表示面積が大きい又はセルギャップが非常に狭い場
合でもセルギャップを正確且つ均一に維持し得る柱状ス
ペーサーを備え、近年の表示面積の拡大化及びセルギャ
ップの狭小化に対応できる液晶パネル用基板を提供する
ことにある。

【００２０】また、本発明の第三の目的は、室温セル圧
着法に用いる場合（特にＯＤＦ法において室温セル圧着
を行う場合）に塑性変形を起こさないで、正確且つ均一
なセルギャップを形成できる柱状スペーサーを備えた液
晶パネル用基板を提供することにある。

【００２１】また、本発明の第四の目的は、上記本発明
に係る液晶パネル用基板を用いた、表示品質に優れる液
晶パネルを提供することにある。

【００２２】また、本発明の第五の目的は、室温での弾
性変形率に優れ、特に、上記液晶パネルのセル圧着時や
その後の取り扱い時において塑性変形しにくい充分な硬
度と、液晶の熱的な収縮及び膨張に追従し得るしなやか
さを持つ柱状スペーサーを形成し得るパターン形成用の
感光性樹脂組成物を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶パネル
用基板は、基板上の非表示部領域に複数の柱状スペーサ
ーを設けてなり、当該柱状スペーサーは室温において
２．０ＧＰａの圧縮荷重に対して弾性変形率［（弾性変
形量／総変形量）×１００］が６０％以上であることを
特徴とする。

【００２４】上記柱状スペーサーは、室温下で圧縮荷重
に対して塑性変形しにくい充分な硬度と、液晶表示装置
の使用環境温度域内での液晶収縮及び膨張に追従し得る
しなやかさを有している。

【００２５】従って、本発明に係る液晶パネル用基板と
相手側基板とを室温セル圧着法により貼り合わせる場合
には、圧力ムラを緩和或いは吸収することによって基板
全体にわたり荷重を均一化してギャップムラの発生を防
止すると共に、圧縮荷重の開放後は、ほぼ完全に元の高
さに復元してセルギャップを所定距離に維持できる。

【００２６】また、完成した液晶パネルは、衝撃や押圧
力等の外力が加えられた場合に一時的にゆがんでも、セ
ルギャップは元通りに復元するので、表示ムラを阻止で
きる。さらに、室温を含む広い温度範囲において液晶の
熱的収縮又は膨張に追従できるので、気泡の発生も阻止
できる。

【００２７】また、本発明に係る液晶パネル用基板の柱
状スペーサーは、圧縮荷重による変形を受けても復元性
が非常に良い。従って、本発明に係る液晶パネル用基板
は、液晶表示装置の表示面積が大きい又はセルギャップ
が非常に狭い場合でもセルギャップを正確且つ均一に維
持することができる。

【００２８】また、本発明に係る液晶パネル用基板の柱
状スペーサーは、室温下で適度な弾性変形を示す。従っ
て、本発明に係る液晶パネル用基板は、室温セル圧着法
により貼合わせを行う場合に塑性変形を起こさないで、
正確且つ均一なセルギャップを形成できる。本発明に係
る液晶パネル用基板の柱状スペーサーは、ＯＤＦ法にお
いて室温セル圧着を行う場合にも、好適に利用できる。

【００２９】本発明に係る液晶パネル用基板は、基板上
の非表示部領域に上記柱状スペーサーを設けると共に、
表示領域に画素部を設けてなるカラーフィルターとして
好適に利用される。

【００３０】次に、本発明に係る液晶パネルは、表示側
基板と液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶を
封入してなる液晶パネルであって、前記表示側基板及び
液晶駆動側基板の少なくとも一方が前記本発明に係る液
晶パネル用基板であることを特徴とする。

【００３１】本発明に係る液晶パネルは、セル圧着時及
びその後の取り扱い時においてセルギャップを正確且つ
均一に維持することができるので、表示ムラを生じさせ
にくく、画像品質に優れている。

【００３２】次に、本発明に係るパターン形成用の光硬
化性樹脂組成物は、少なくとも多官能アクリレートモノ
マー、ポリマー及び光重合開始剤を含有し、前記多官能
アクリレートモノマーの含有量が５０重量％以上である
光硬化性樹脂組成物であって、硬化後に室温において
２．０ＧＰａの圧縮荷重に対して弾性変形率［（弾性変
形量／総変形量）×１００］が６０％以上を示すことを
特徴とする。

【００３３】本発明に係る光硬化性樹脂組成物は、多官
能アクリレートモノマーを５０〜８０重量％と高い割合
で含有するアクリル系硬化性樹脂であり、室温で大きな
弾性変形率と小さい塑性変形率を示す。この光硬化性樹
脂組成物は、パターン形成用材料として利用することが
でき、特に、上記液晶パネルの柱状スペーサー形成する
のに好適に用いることができる。

【００３４】本発明に係る光硬化性樹脂組成物中の多官
能アクリレートモノマーの少なくとも一部が、１つ以上
の酸性基及び３つ以上のエチレン性不飽和結合を有する
酸性多官能アクリレートモノマーである場合には、室温
での弾性変形率に優れ、特に、上記液晶パネルのセル圧
着時やその後の取り扱い時において塑性変形しにくい充
分な硬度と、液晶の熱的な収縮及び膨張に追従し得るし
なやかさを持つ柱状スペーサーを形成し得る上、形成さ
れる柱状スペーサーのエッジ形状が良好となり、また柱
状スペーサーが上面面積（Ｓ２）と下面面積（Ｓ１）と
の比（Ｓ２／Ｓ１）が１以下で且つ０．３以上の良好な
順テーパー形状となりやすくなるため、好ましい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下において図面を参照して本発
明を詳しく説明する。なお、互いに異なる実施態様又は
従来技術を示す図面であっても、対応する細部について
は、たとえ組成、構造、形状、物性等が異なっていても
共通の符号を用いる。

【００３６】本発明により提供される液晶パネル用基板
は、基板上の非表示部領域に複数の柱状スペーサーを設
けてなり、当該柱状スペーサーは室温において２．０Ｇ
Ｐａの圧縮荷重に対して弾性変形率［（弾性変形量／総
変形量）×１００］が６０％以上であることを特徴とす
る。

【００３７】図３は、本発明に係る液晶パネル用基板に
属するカラーフィルターの一例（カラーフィルター１０
３）を示す平面図であり、図４は、同じカラーフィルタ
ー１０３のＡ−Ａ線における縦断面図である。

【００３８】このカラーフィルター１０３は、透明基板
５に所定のパターンで形成されたブラックマトリックス
６と、当該ブラックマトリックス上に所定のパターンで
形成した画素部７（７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ）と、当該画素部
を覆うように形成された保護膜８を備えている。保護膜
上に必要に応じて液晶駆動用の透明電極９が形成される
場合もある。カラーフィルター１０３の最内面、この場
合には透明電極上には、配向膜１０が形成される。

【００３９】柱状スペーサー１２は、ブラックマトリッ
クス層６が形成された領域（非表示領域）に合わせて、
透明電極９上の所定の複数箇所（図３では５箇所）に形
成されている。柱状スペーサー１２は、透明電極９上若
しくは画素部７上若しくは保護膜８上に形成される。カ
ラーフィルター１０１においては、保護膜８上に透明電
極９を介して柱状スペーサーが海島状に形成されている
が、保護膜８と柱状スペーサー１２を一体的に形成し、
その上を覆うように透明電極の層を形成しても良い。ま
た、カラーフィルターがブラックマトリックス層を備え
ていない場合には、画素部を形成していない領域に柱状
スペーサーを形成することができる。

【００４０】カラーフィルター１０１の透明基板５とし
ては、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、
合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、或い
は、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有す
る透明なフレキシブル材を用いることができる。この中
で特にコーニング社製１７３７ガラスは、熱膨張率の小
さい素材であり寸法安定性及び高温加熱処理における作
業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない
無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス
方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルターに
適している。

【００４１】ブラックマトリックス層６は、表示画像の
コントラストを向上させるために、画素部７Ｒ，７Ｇ，
７Ｂの間及び画素部形成領域の外側を取り囲むように設
けられる。ブラックマトリックス層６を形成する方法と
しては、感光性レジストを用いる方法と、遮光性粒子を
含有する光硬化性樹脂組成物を用いる方法がある。

【００４２】感光性レジストを用いる方法においては、
先ず、透明基板５上に遮光層として、クロム等の金属薄
膜をスパッタリング法又は真空蒸着法等の気相法により
形成するか、又は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂等の樹脂にカーボンブラック等の遮光性粒子
を含有する樹脂組成物からなる樹脂層をスピンコータ
ー、ロールコーター、スプレイ、印刷等の塗布法により
形成する。このような金属薄膜又は遮光性樹脂からなる
遮光層の上に、公知のポジ型又はネガ型の感光性レジス
トを塗布して感光性レジスト層を形成し、ブラックマト
リックス用のフォトマスクを介して露光、現像する。そ
して、現像により露出した部分の遮光層をエッチング
し、残存する感光性レジストを除去することによって、
ブラックマトリックス層６を形成することができる。

【００４３】また、遮光性粒子を含有する光硬化性樹脂
組成物を用いる方法においては、先ず、透明基板５上
に、カーボンブラックや金属酸化物等の遮光性粒子を含
有させた光硬化性樹脂組成物を塗布し、必要に応じて乾
燥させて感光性塗膜を形成し、当該塗膜をブラックマト
リックス用のフォトマスクを介して露光、現像し、必要
に応じて加熱処理を施すことによって、ブラックマトリ
ックス層６を形成することができる。遮光性粒子と混合
する光硬化性樹脂組成物としては、後述する柱状スペー
サーの形成に用いられる光硬化性樹脂組成物をそのまま
用いても良い。

【００４４】ブラックマトリックス層の厚さは、金属薄
膜の場合は１０００〜２０００Å程度とし、遮光性樹脂
層の場合は、０．５〜２．５μｍ程度とする。

【００４５】画素部７は、赤色パターン、緑色パターン
及び青色パターンがモザイク型、ストライプ型、トライ
アングル型、４画素配置型等の所望の形態で配列されて
なり、表示領域を形成する。画素部は、顔料分散法、染
色法、印刷法、電着法等の公知の方法により形成するこ
とができるが、その中でも、顔料等の着色剤を含有した
光硬化性樹脂組成物を用いる顔料分散法により形成する
のが好ましい。

【００４６】顔料分散法による場合には、先ず、光硬化
性樹脂組成物に顔料等の着色剤を分散させて、赤色用、
緑色用、及び、青色用の光硬化性着色樹脂組成物を夫々
調製する。次に、透明基板５上に、ブラックマトリック
ス層６を覆うように、ある色、例えば光硬化性赤色樹脂
組成物をスピンコート等の公知の方法で塗布して光硬化
性赤色樹脂層を形成し、赤色パターン用フォトマスクを
介して露光を行い、アルカリ現像後、クリーンオーブン
等で加熱硬化することにより赤色画素部７Ｒを形成す
る。その後、緑色用、及び、青色用の光硬化性着色樹脂
組成物を順次用いて同様にして各色をパターニングし
て、緑色画素部７Ｇ及び青色画素部７Ｂを形成する。

【００４７】着色剤としては、画素部のＲ、Ｇ、Ｂ等の
求める色に合わせて、有機着色剤及び無機着色剤の中か
らカラーフィルターの加熱プロセスに耐え得る耐熱性が
あり、且つ、良好に分散し得る微粒子のものを選んで使
用することができる。

【００４８】有機着色剤としては、例えば、染料、有機
顔料、天然色素等を用いることができる。また、無機着
色剤としては、例えば、無機顔料、体質顔料等を用いる
ことができる。

【００４９】有機顔料の具体例としては、カラーインデ
ックス（C.I.；The Society of Dyers and Colourists
社発行） においてピグメント（Pigment）に分類されて
いる化合物、すなわち、下記のようなカラーインデック
ス（C.I.）番号が付されているものを挙げることができ
る。C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロ
ー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイ
エロー１３、C.I.ピグメントイエロー１３８、C.I.ピグ
メントイエロー１５０、C.I.ピグメントイエロー１８
０、C.I.ピグメントイエロー１８５等のイエロー系ピグ
メント；C.I.ピグメントレッド１、C.I.ピグメントレッ
ド２、C.I.ピグメントレッド３、C.I.ピグメントレッド
２５４、C.I.ピグメントレッド１７７等のレッド系ピグ
メント；及び、C.I.ピグメントブルー１５、C.I.ピグメ
ントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：４、
C.I.ピグメントブルー１５：６等のブルー系ピグメン
ト；C.I.ピグメントバイオレット２３：１９；C.I.ピグ
メントグリーン３６。

【００５０】また、前記無機顔料あるいは体質顔料の具
体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシ
ウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤
色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化ク
ロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成
鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。本発
明において着色剤は、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。

【００５１】また、着色剤と混合する光硬化性樹脂組成
物としては、後述する柱状スペーサーの形成に用いられ
る光硬化性樹脂組成物をそのまま用いても良い。

【００５２】画素部の厚さは、通常０．５〜２．５μｍ
程度とする。また、赤色画素部７Ｒが最も薄く、緑色画
素部７Ｇ、青色画素部７Ｂの順に厚くなるというように
各色の画素部の厚さを変えて、各色ごとに最適な液晶層
厚みに設定してもよい。

【００５３】保護膜８は、カラーフィルターの表面を平
坦化すると共に、画素部７に含有される成分が液晶層に
溶出するのを防止するために設けられる。保護膜８は、
公知のネガ型の光硬化性透明樹脂組成物又は熱硬化性透
明樹脂組成物を、スピンコーター、ロールコーター、ス
プレイ、印刷等の方法により、ブラックマトリックス層
６及び画素部７を覆うように塗布し、光又は熱によって
硬化させることによって形成できる。光硬化性透明樹脂
組成物としては、後述する柱状スペーサーの形成に用い
られる光硬化性樹脂組成物をそのまま用いても良い。

【００５４】保護膜の厚さは、樹脂組成物の光透過率、
カラーフィルターの表面状態等を考慮して設定し、例え
ば、０．１〜２．０μｍ程度とする。スピンコーターを
使用する場合、回転数は５００〜１５００回転／分の範
囲内で設定する。

【００５５】保護膜上の透明電極膜９は、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（Ｓ
ｎＯ）等、およびそれらの合金等を用いて、スパッタリ
ング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な方法により
形成され、必要に応じてフォトレジストを用いたエッチ
ング又は治具の使用により所定のパターンとしたもので
ある。この透明電極の厚みは２０〜５００ｎｍ程度、好
ましくは１００〜３００ｎｍ程度とすることできる。

【００５６】柱状スペーサー１２は、カラーフィルター
１０３をＴＦＴアレイ基板等の液晶駆動側基板と貼り合
わせた時にセルギャップを維持するために、基板上の非
表示領域に複数設けられる。柱状スペーサー１２は、２
〜１０μｍ程度の範囲で一定の高さを持つものであり、
突出高さは液晶層に要求される厚み等から適宜設定する
ことができる。また、柱状スペーサー１２の太さは５〜
２０μｍ程度の範囲で適宜設定することができる。ま
た、柱状スペーサー１２の形成密度（密集度）は、液晶
層の厚みムラ、開口率、柱状スペーサーの形状、材質等
を考慮して適宜設定することができるが、例えば、赤
色、緑色及び青色の各画素の１組に１個の割合で必要充
分なスペーサー機能を発現する。このような柱状スペー
サーの形状は柱状であればよく、例えば、円柱状、角柱
状、截頭錐体形状等であっても良い。

【００５７】カラーフィルター１０３に代表される本発
明に係る液晶パネル用基板は、柱状スペーサーが室温に
おいて２．０ＧＰａの圧縮荷重に対して弾性変形率
［（弾性変形量／総変形量）×１００］が６０％以上、
好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上であ
ることを特徴とする。

【００５８】本発明において「室温」とは日常生活で遭
遇する環境温度を意味し、その範囲は明確ではないが、
少なくとも１℃〜３５℃の温度範囲を含んでいる。

【００５９】柱状スペーサーの弾性変形率は、次のよう
な方法によって測定することができる。柱状スペーサー
に荷重を負荷して変形量を測定する装置としては、
（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャー
スコープＨ−１００（ビッカース圧子（四角錐形状）の
頭部を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を有する
圧子を使用）を用いることができる。図３は、このよう
な装置を用いて高さＴの柱状スペーサーを圧縮し荷重を
開放する過程での当該柱状スペーサーの挙動と、総変形
量（Ｔ１）、塑性変形量（Ｔ２）及び弾性変形量（Ｔ
３）相互の関係を示したものである。先ず、カラーフィ
ルター１０３又は本発明に係る他の液晶パネル用基板を
室温下に置き、上記装置を用いて柱状スペーサーの上底
部に圧子を当接させて押し込むことにより、当該柱状ス
ペーサーの高さ方向（膜の厚み方向）へ向けて、２２ｍ
Ｐａ／秒の割合で荷重を増やしながら加えていく。圧縮
荷重が２．０ＧＰａに達したら５秒間保持して、柱状ス
ペーサーの総変形量（Ｔ１）を測定する。次に、柱状ス
ペーサーに押し付けた圧子を上昇させることにより、２
２ｍＰａ／秒の割合で荷重を取り除き、圧縮荷重が０
（ゼロ）に戻った時に残存する変形量、すなわち塑性変
形量（Ｔ２）を測定する。そして、総変形量（Ｔ１）か
ら塑性変形量（Ｔ２）を差し引いて、荷重の開放により
直ちに復元する変形量、すなわち弾性変形量（Ｔ３）を
算出する。このようにして得られた総変形量（Ｔ１）と
弾性変形量（Ｔ３）の値を、次式：（弾性変形量（Ｔ
３）／総変形量（Ｔ１））×１００に代入して弾性変形
率（％）を求めることができる。

【００６０】柱状スペーサーの室温での弾性変形率が６
０％未満の場合には、室温下で塑性変形しやすくなり、
正確且つ均一なセルギャップを保持すると言うスペーサ
ーの機能を果たせなくなる。この場合、具体的に例え
ば、カラーフィルターと液晶駆動側基板とを室温セル圧
着法により組み立てる時に圧力ムラを緩和或いは吸収で
きずにギャップムラを生じやすく、或いは、組み立てら
れた液晶パネルに衝撃や押圧力等の外力が加えられた時
にゆがんだまま元に戻らなくなりやすく、或いは、室温
を含む広い温度範囲において液晶の熱的収縮又は膨張に
追従できずに気泡が生じやすいといった支障を来たす。

【００６１】本発明においては上記柱状スペーサーが室
温において２．０ＧＰａの圧縮荷重に対して弾性変形率
が６０％以上であると共に、総変形率［＝（総変形量
（Ｔ１）／高さ（Ｔ）×１００）］が８０％以下である
ことが好ましい。総変形率が８０％よりも大きくなる
と、セル圧着時にカラーフィルターと液晶駆動基板とが
接触し、カラーフィルター或いは液晶駆動基板を傷め、
その結果、表示ムラを生じる可能性がある。

【００６２】上記の物性を満足する柱状スペーサーは、
光硬化性樹脂組成物を用いて形成することができる。光
硬化性樹脂組成物としては、少なくとも多官能アクリレ
ートモノマー、ポリマー及び光重合開始剤を含有する組
成物が好ましく用いられる。

【００６３】光硬化性樹脂組成物に配合される多官能ア
クリレートモノマーとしては、アクリル基やメタクリル
基等のエチレン性不飽和結合含有基を２つ以上有する化
合物を用い、具体的には、エチレングリコール（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、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ジプロピレングリコールジ（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、ポリ
プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサ
ンジ（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、グリセリンジ（メタ）アクリレ
ート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチ
ロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，４−ブ
タンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトール
（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ヘキサ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メ
タ）アクリレート等を例示することができる。

【００６４】多官能アクリレートモノマーは、２種以上
を組み合わせて使用してもよい。なお、本発明において
（メタ）アクリルとはアクリル又はメタクリルのいずれ
かであることを意味し、（メタ）アクリレートとはアク
リレート基又はメタクリレートのいずれかであることを
意味する。

【００６５】本発明では、このような多官能アクリレー
トモノマーの含有量を、光硬化性樹脂組成物の総固形分
に対して５０重量％以上とするのが好ましい。ここで総
固形分とは、溶剤以外の全ての成分の合計量であり、液
状のモノマー成分も含まれる。光硬化性樹脂組成物中の
多官能アクリレートモノマーの含有量が５０重量％未満
であると、当該光硬化性樹脂組成物を用い、露光、現像
を行って形成したパターンの弾性変形率が小さくなり、
広い温度範囲において大きな弾性変形率と小さな塑性変
形率を有するパターンの形成が困難になる。ここで、弾
性変形率は上述した式により算出され、塑性変形率
（％）は次式：［（塑性変形量（Ｔ２）／総変形量（Ｔ
１））×１００］により算出される。

【００６６】上記の多官能アクリレートモノマーは、３
官能以上のエチレン性不飽和結合を有するモノマーを含
むことが好ましく、その含有量は多官能アクリレートモ
ノマーの使用量の約３０〜９５重量％を占めることが好
ましい。

【００６７】光硬化性樹脂組成物の多官能アクリレート
モノマーの含有量を多くすると、上述したように、広い
温度範囲において大きな弾性変形率と小さな塑性変形率
を有する硬化パターンを形成することができる。しかし
ながら、その半面、良好な現像性が得られ難くなり、パ
ターンエッジ形状の精度が落ちたり、或いは、柱状スペ
ーサーにとって好ましい順テーパー形状（すなわち、柱
状スペーサーの上面面積（Ｓ２）と下面面積（Ｓ１）の
比が１以下の台形）が得られない等の不都合が生じやす
くなる。その理由は、光硬化性樹脂組成物に多官能アク
リレートモノマーを多量に配合すると硬化後の架橋密度
が非常に高くなるため、弾性変形を塑性変形よりも優位
にする点では貢献するが、現像時の可溶性が落ちすぎて
しまい、良好な現像性を得る点では不利になるためと推
測される。

【００６８】このような不都合を解決するためには、３
官能以上の多官能アクリレートモノマーのなかでも、一
分子内に１つ以上の酸性基と３つ以上のエチレン性不飽
和結合を有するもの（以下、「３官能以上の酸性多官能
アクリレートモノマー」という）を用いることが好まし
い。

【００６９】３官能以上の酸性多官能アクリレートモノ
マーは、樹脂組成物の架橋密度を向上させる役割と、ア
ルカリ現像性を向上させる役割を有する。そのため、当
該酸性多官能アクリレートモノマーを含有する樹脂組成
物を用いて柱状スペーサーを形成する場合には、当該柱
状スペーサーのエッジ形状が良好となり、また柱状スペ
ーサーの上面面積（Ｓ２）と下面面積（Ｓ１）との比
（Ｓ２／Ｓ１）が１以下で且つ０．３以上の良好な順テ
ーパー形状を形成しやすい。更に、室温での弾性変形率
に優れ、特に、上記液晶パネルのセル圧着時やその後の
取り扱い時において塑性変形しにくい充分な硬度と、液
晶の熱的な収縮及び膨張に追従し得るしなやかさを持つ
柱状スペーサーを形成し得る。

【００７０】酸性多官能アクリレートモノマーの酸性基
は、アルカリ現像が可能なものであればよく、例えばカ
ルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられる
が、アルカリ現像性及び樹脂組成物の取り扱い性の点か
らカルボキシル基が好ましい。

【００７１】上記したような３官能以上の酸性多官能ア
クリレートモノマーとしては、（１）水酸基含有多官能
（メタ）アクリレートを二塩基酸無水物で変性すること
によりカルボキシル基を導入した多官能（メタ）アクリ
レート、或いは、（２）芳香族多官能（メタ）アクリレ
ートを濃硫酸や発煙硫酸で変性することによりスルホン
酸基を導入した多官能（メタ）アクリレート等を用いる
ことができる。

【００７２】３官能以上の酸性多官能アクリレートモノ
マーとしては、下記一般式（１）、（２）で表されるも
のが好ましい。

【００７３】

【化１】

【００７４】（式（１）中、ｎは０〜１４であり、ｍは
１〜８である。式（２）中、Ｒは式（１）と同様であ
り、ｎは０〜１４であり、ｐは１〜８であり、ｑは１〜
８である。一分子内に複数存在するＲ、Ｔ、Ｇは、各々
同一であっても、異なっていても良い。） 式（１）、（２）で表される酸性多官能アクリレートモ
ノマーとして、具体的には、例えば、東亞合成株式会社
製のカルボキシル基含有３官能アクリレートであるＴＯ
−７５６、及びカルボキシル基含有５官能アクリレート
であるＴＯ−１３８２が挙げられる。

【００７５】光硬化性樹脂組成物に配合されるポリマー
としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
塩化ビニル共重合体、エチレン−ビニル共重合体、ポリ
スチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレン−メタクリル
酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリ
ビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネー
ト、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナ
イロン６６、ナイロン１２、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、ポリカーボネート、
ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ
樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、オポリエーテルイミド
樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を例示することが
できる。

【００７６】さらにポリマーとしては、重合可能なモノ
マーであるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メ
タ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレー
ト、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチ
ル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレ
ート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペ
ンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）ア
クリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレー
ト、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル
（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレ
ン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）
アクリレートの中から選ばれる１種以上と、（メタ）ア
クリル酸、アクリル酸の二量体（例えば、東亞合成化学
（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マ
レイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中
から選ばれる１種以上からなるポリマー又はコポリマー
も例示できる。また、上記のコポリマーにグリシジル基
又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させ
たポリマー等も例示できるが、これらに限定されるもの
ではない。

【００７７】上記例示のポリマーの中でも、エチレン性
不飽和結合を含有するポリマーは、モノマーと共に架橋
結合を形成し、優れた強度が得られるので、特に好まし
く用いられる。

【００７８】このようなポリマーの含有量は、光硬化性
樹脂組成物の総固形分に対して１０〜４０重量％とする
のが好ましい。

【００７９】光硬化性樹脂組成物に配合される光重合開
始剤としては、紫外線、電離放射線、可視光、或いは、
その他の各波長、特に３６５ｎｍ以下のエネルギー線で
活性化し得る光ラジカル重合開始剤を使用することがで
きる。そのような光重合開始剤して具体的には、ベンゾ
フェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビ
ス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス
（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセ
トフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベ
ンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケ
トン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノ
ン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノ
ン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ
−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサ
ントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキ
サントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチル
チオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジル
メトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−
ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラ
キノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベン
ズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロ
ン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス
（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−
ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘ
キサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−
（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−
プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキ
シム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−
（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−
３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイ
ル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−
（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン
−１−オン、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、ナフタレン
スルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライ
ド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイ
ソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチ
アゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カン
ファーキノン、アデカ（株）製Ｎ１７１７、四臭化炭
素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、
エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコル
ビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み
合わせ等を例示できる。本発明では、これらの光重合開
始剤を１種のみ又は２種以上を組み合わせて用いること
ができる。

【００８０】このような光重合開始剤の含有量は、光硬
化性樹脂組成物の総固形分に対して２〜２０重量％とす
るのが好ましい。

【００８１】光硬化性樹脂組成物は、多官能アクリレー
トモノマー、ポリマー及び光重合開始剤以外の成分を必
要に応じて含有していてもよい。例えば、光硬化性樹脂
組成物には、耐熱性、密着性、耐薬品性（特に耐アルカ
リ性）の向上を図る目的で、エポキシ樹脂を配合しても
良い。使用できるエポキシ樹脂としては、三菱油化シェ
ル（株）製の商品名エピコートシリーズ、ダイセル
（株）製の商品名セロキサイドシリーズ、及び、同社製
の商品名エポリードシリーズを例示することができる。
エポキシ樹脂としては、さらに、ビスフェノール−Ａ型
エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキ
シ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオー
ルグリシジルエステル、脂肪族又は脂環式エポキシ樹
脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポ
キシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリ
シジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノ
マーとの共重合エポキシ化合物等を例示することができ
る。本発明では、これらのエポキシ樹脂を１種のみ又は
２種以上を組み合わせて用いることができる。

【００８２】このようなエポキシ樹脂の含有量は、光硬
化性樹脂組成物の総固形分に対して０〜１０重量％とす
るのが好ましい。

【００８３】光硬化性樹脂組成物には、固形分を溶解、
分散させてスピンコーティング等の塗布適性を調節する
ために、通常、溶剤を配合する。溶剤としては、モノマ
ー、ポリマー、光重合開始剤等の配合成分に対する溶解
性又は分散性が良好で、且つ、スピンコーティング性が
良好となるように沸点が比較的高い溶剤を用いるのが好
ましい。

【００８４】使用可能な溶剤としては、例えばメタノー
ル、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール等のア
ルコール類；α−又はβ−テルピネオール等のテルペン
類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類；トルエ
ン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水
素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソル
ブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビ
トール、ブチルカルビトール、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、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、トリエチ
レングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類；
酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチ
ルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテー
ト、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセ
テート、ブチルカルビトールアセテート、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等の酢酸エステ
ル類を例示することができる。

【００８５】これらの溶剤の中から１種のみ又は２種以
上を混合して使用し、固形分濃度を通常は５〜５０重量
％に調製する。

【００８６】硬化性樹脂組成物を調製するには、多官能
アクリレートモノマー、ポリマー、光重合開始剤、及
び、必要に応じて他の成分を適切な溶剤に投入し、ペイ
ントシェーカー、ビーズミル、サンドグラインドミル、
ボールミル、アトライターミル、２本ロールミル、３本
ロールミルなどの一般的な方法で溶解、分散させればよ
い。

【００８７】柱状スペーサーを形成するには、先ず、光
硬化性樹脂組成物の塗工液をスピンコーター、ロールコ
ーター、スプレイ、印刷等の方法により透明基板上に直
接、又は、透明電極等の他の層を介して塗布し、乾燥し
て、光硬化性樹脂層を形成する。スピンコーターの回転
数は、保護膜を形成する場合と同様に５００〜１５００
回転／分の範囲内で設定すればよい。次に、この樹脂層
を柱状スペーサー用フォトマスクを介して露光し、アル
カリ液のような現像液により現像して柱状パターンを形
成し、この柱状パターンを必要に応じてクリーンオーブ
ン等で加熱処理（ポストベーク）することによって柱状
スペーサーが形成される。柱状スペーサーは、カラーフ
ィルター上に直接又は他の層を介して間接的に設けるこ
とができる。例えば、カラーフィルター上にＩＴＯ等の
透明電極又は保護膜を形成し、その上に柱状スパーサー
を形成しても良いし、カラーフィルター上に保護膜と透
明電極をこの順に形成し、さらに透明電極上に柱状スパ
ーサーを形成しても良い。

【００８８】配向膜１０は、カラーフィルターの内面側
に、画素部７を備える表示部及びブラックマトリックス
層６や柱状スペーサー１２を備える非表示部を覆うよう
に設けられる。配向膜は、ポリイミド樹脂等の樹脂を含
有する塗工液をスピンコート等の公知の方法で塗布し、
乾燥し、必要に応じて熱や光により硬化させた後、ラビ
ングすることによって形成できる。

【００８９】このようにして得られたカラーフィルター
１０３（表示側基板）と、ＴＦＴアレイ基板（液晶駆動
側基板）を対向させ、両基板の内面側周縁部をシール剤
により接合すると、両基板は所定距離のセルギャップを
保持した状態で貼り合わされる。そして、基板間の間隙
部に液晶を満たして密封することにより、本発明に係る
液晶パネルに属する、アクティブマトリックス方式のカ
ラー液晶表示装置が得られる。

【００９０】カラーフィルター１０３に代表される本発
明に係る液晶パネル用基板を相手側基板と貼り合わせる
には、室温セル圧着法を適用するのが好ましい。液晶パ
ネルの従来のセル組立工程では、先ず、エポキシ硬化剤
等の熱硬化剤を用い、スペーサービーズを散布したアレ
イ基板上にカラーフィルター基板を、或いは、スペーサ
ービーズを散布したカラーフィルター基板上にアレイ基
板を高温下で圧着し、その後、真空下で基板間に液晶を
注入、封止する方法により行うのが一般的であった。し
かし、この様な方法ではパネルの組立工程が多いために
製造速度や歩留まりの低下が起き易い。また、中型乃至
小型液晶パネルの場合には画素数が少ないため、駆動容
量も小さく、従って駆動ドライバーをパネルの三辺に実
装するだけで足り、残る一辺から液晶を注入することが
できるのに対して、高精細の大型液晶パネルの場合には
画素数が多くなり、大きな駆動容量が必要となる。その
ため、パネルの四辺にドライバー実装エリアが必要とな
り、液晶の注入時にドライバー実装エリアが液晶に触れ
たりすると、液晶の汚染による信頼性の低下を招き易
い。

【００９１】ＯＤＦ法は、基板上に液晶を滴下した後、
対向する基板を所定のセルギャップを空けた状態で一度
に貼合わせる方法であり、従来はスペーサービーズによ
るセルギャップの不均一、シール材の接着強度不足、液
晶汚染等の問題が障害となっていたために工業的応用を
図ることが困難であったが、近年、柱状スペーサーの開
発やその信頼性の向上、接着性の良好な光硬化型シール
材の開発などの状況を踏まえ、工業的な製造への応用が
期待されるようになってきた。本発明により提供される
柱状スペーサーは、常温で優れた弾性変形率を有し、高
いセルギャップ精度を持つため、このようなＯＤＦ法で
常温セル圧着を行なう場合にも好適に用いることができ
る。

【００９２】本発明に係る液晶パネル用基板は、室温下
で圧縮荷重に対して適度に弾性変形する柱状スペーサー
を備えているので、室温セル圧着法により貼り合わせを
行う場合には、圧力ムラを緩和或いは吸収することによ
って基板全体にわたり荷重を均一化してギャップムラの
発生を防止すると共に、圧縮荷重の開放後は、ほぼ完全
に元の高さに復元してセルギャップを所定距離に維持で
きる。

【００９３】また、完成した液晶パネルは、衝撃や押圧
力等の外力が加えられた場合に一時的にゆがんでも、セ
ルギャップは元通りに復元するので、表示ムラを阻止で
きる。さらに、室温を含む広い温度範囲において液晶の
熱的収縮又は膨張に追従できるので、気泡の発生も阻止
できる。

【００９４】従って、本発明に係る液晶パネルは、表示
ムラを生じにくく、画像品質に優れている。

【００９５】以上、カラーフィルターを例にとって本発
明の液晶パネル用基板を説明したが、本発明はモノクロ
のカラーフィルターのような、カラーフィルター以外の
表示側基板に適用することができるし、ＴＦＴアレイ基
板や単純マトリックス方式の駆動基板のように液晶駆動
側基板に適用することもできる。ＴＦＴアレイ基板等の
液晶駆動側基板に適用する場合には、液晶駆動側基板上
の柱状スペーサーは、組み合わせる表示側基板のブラッ
クマトリックス層と重なり合う領域（非表示領域）に設
けられる。

【００９６】

【実施例】（調製例１） （１）共重合樹脂溶液１の合成 重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量
部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−
２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル(ＤＭＤＧ)を８８重量
部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２’−アゾビス
（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一
に溶解させた。その後、窒素気流下で、８５℃で２時間
攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。得られた
溶液に、さらにメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７
重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、及び、ハイ
ドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪
拌し、目的とする共重合樹脂溶液１（固形分５０％）を
得た。得られた共重合体の物性を第１表に示す。

【００９７】

【表１】

【００９８】（２）硬化性樹脂組成物１の調製 下記分量の各材料 ・上記共重合樹脂溶液１（固形分５０％）：１６重量部 ・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サート
マー社、ＳＲ３９９）：２４重量部 ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シ
ェルエポキシ社製、エピコート１８０Ｓ７０）：４重量
部 ・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−
モルフォリノプロパン−１−オン：４重量部 ・ジエチレングリコールジメチルエーテル：５２重量部 を室温で攪拌・混合し、硬化性樹脂組成物１を得た。

【００９９】（３）硬化性樹脂組成物２の調製 下記分量の各材料 ・上記共重合樹脂溶液１（固形分５０％）：３２重量部 ・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サート
マー社、ＳＲ３９９）：１６重量部 ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シ
ェルエポキシ社製、エピコート１８０Ｓ７０）：４重量
部 ・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−
モルフォリノプロパン−１−オン：４重量部 ・ジエチレングリコールジメチルエーテル：４４重量部 を室温で攪拌・混合し、硬化性樹脂組成物２を得た。

【０１００】（４）硬化性樹脂組成物３の調製 下記分量の各材料 ・上記共重合樹脂溶液１（固形分５０％）：８重量部 ・カルボキシル基含有５官能アクリレートモノマー（東
亞合成（株）製、ＴＯ−１３８２）：３２重量部 ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シ
ェルエポキシ社製、エピコート１８０Ｓ７０）：２重量
部 ・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−
モルフォリノプロパン−１−オン：２重量部 ・ジエチレングリコールジメチルエーテル：５６重量部 を室温で攪拌・混合し、硬化性樹脂組成物３を得た。

【０１０１】（実施例１） （１）ブラックマトリックスの形成 先ず、下記分量 ・黒色顔料：２３部 ・高分子分散剤（ビックケミー・ジャパン（株）製Ｄｉ
ｓｐｅｒｂｙｋ １１１）：２重量部 ・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）：７
５重量部 の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔
料分散液を調製した。

【０１０２】次に下記分量 ・上記の黒色顔料分散液：６１重量部 ・硬化性樹脂組成物１：２０重量部 ・ジエチレングリコールジメチルエーテル：３０重量部 の成分を十分混合して、遮光層用組成物を得た。

【０１０３】そして、厚み１．１ｍｍのガラス基板（旭
硝子（株）製ＡＬ材）上に上記遮光層用組成物をスピン
コーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、膜厚約
１μｍの遮光層を形成した。当該遮光層を、超高圧水銀
ランプで遮光パターンに露光した後、０．０５％水酸化
カリウム水溶液で現像し、その後、基板を１８０℃の雰
囲気中に３０分間放置することにより加熱処理を施して
遮光部を形成すべき領域にブラックマトリックスを形成
した。

【０１０４】（２）着色層の形成 上記のようにしてブラックマトリックスを形成した基板
上に、下記組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーテ
ィング法により塗布（塗布厚み１．５μｍ）し、その
後、７０℃のオーブン中で３０分間乾燥した。

【０１０５】次いで、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜か
ら１００μｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシ
ミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを
用いて着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を
１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリ
ウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ
現像し、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分の
みを除去した。その後、基板を１８０℃の雰囲気中に３
０分間放置することにより加熱処理を施して赤色画素を
形成すべき領域に赤色のレリーフパターンを形成した。

【０１０６】次に、下記組成の緑色硬化性樹脂組成物を
用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、
緑色画素を形成すべき領域に緑色のレリーフパターンを
形成した。

【０１０７】さらに、下記組成の青色硬化性樹脂組成物
を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程
で、青色画素を形成すべき領域に青色のレリーフパター
ンを形成し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色から
なる着色層を形成した。

【０１０８】ａ．赤色硬化性樹脂組成物の組成 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：１０重量部 ・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部 ・硬化性樹脂組成物１：５重量部 ・酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部 ｂ．緑色硬化性樹脂組成物の組成 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：１０重量部 ・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部 ・硬化性樹脂組成物１：５重量部 ・酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部 ｃ．青色硬化性樹脂組成物の組成 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：１０重量部 ・ポリスルホン酸型高分子分散剤：３重量部 ・硬化性樹脂組成物１：５重量部 ・酢酸−３−メトキシブチル：８２重量部 （３）保護膜の形成 上記のようにして着色層を形成した基板上に、硬化性樹
脂組成物１をスピンコーティング法により塗布、乾燥
し、乾燥膜厚２μｍの塗布膜を形成した。

【０１０９】硬化性樹脂組成物１の塗布膜から１００μ
ｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアラ
イナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて着色
層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を１０秒間照
射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液
（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、硬
化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を２００℃の雰囲気中に３０分間放置する
ことにより加熱処理を施して保護膜を形成し、本発明の
カラーフィルターを得た。

【０１１０】（４）スペーサーの形成 上記のようにして着色層を形成した基板上に、硬化性樹
脂組成物１をスピンコーティング法により塗布、乾燥
し、乾燥膜厚５μｍの塗布膜を形成した。

【０１１１】硬化性樹脂組成物１の塗布膜から１００μ
ｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアラ
イナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて、ブ
ラックマトリックス上のスペーサーの形成領域のみに紫
外線を１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸
化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してア
ルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分
のみを除去した。その後、基板を２００℃の雰囲気中に
３０分間放置することにより加熱処理を施して、上端部
面積１００μｍ²で高さＴが４．５μｍの固定スペーサ
ーを形成し、本発明のカラーフィルターを得た。

【０１１２】（５）液晶表示装置の作製 上記のようにして得られたカラーフィルターの固定スペ
ーサーを含む表面に、基板温度２００℃でアルゴンと酸
素を放電ガスとし、ＤＣマグネトロンスパッタリング法
によってＩＴＯをターゲットとして透明電極膜を形成し
た。その後、更に透明電極膜上にポリイミドよりなる配
向膜を形成した。

【０１１３】次いで、ＴＦＴを形成したガラス基板上に
ＴＮ液晶を必要量滴下し、上記カラーフィルターを重ね
合わせ、ＵＶ硬化性樹脂をシール材として用い、常温で
０．３ｋｇ／ｃｍ²の圧力をかけながら４００ｍＪ／ｃ
ｍ²の照射量で露光することにより接合してセル組み
し、本発明の液晶表示装置を作製した。

【０１１４】（実施例２） （１）スペーサーの形成 硬化性樹脂組成物３を用いて固定スペーサーを形成した
以外は実施例１と同様にして、実施例２のカラーフィル
ターを得た。

【０１１５】（２）液晶表示装置の作製 上記のようにして得られた実施例２のカラーフィルター
を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２の液晶
表示装置を作製した。

【０１１６】（比較例１） （１）スペーサーの形成 硬化性樹脂組成物２を用いて固定スペーサーを形成した
以外は実施例１と同様にして、比較例１のカラーフィル
ターを得た。

【０１１７】（２）液晶表示装置の作製 上記のようにして得られた比較例１のカラーフィルター
を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例１の液晶
表示装置を作製した。

【０１１８】（現像性の評価）実施例１、２及び比較例
１で得られたカラーフィルターの固定スペーサーの現像
性を現像時間から評価した。また、得られたスペーサー
の上面面積（Ｓ２）と下面面積（Ｓ１）をＳＥＭ写真か
ら算出し、そのテーパー形状（Ｓ２／Ｓ１）を評価し
た。その結果を第２表に示す。

【０１１９】

【表２】

【０１２０】（弾性変形率の評価）実施例１、２及び比
較例１で得られたカラーフィルターの固定スペーサーに
対し、ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００
μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子を装着した
（株）フィッシャー・インスツルメンツ製フィッシャー
スコープＨ−１００を用いて、室温で厚み方向に２２Ｍ
Ｐａ／秒の割合で２ＧＰａまで荷重をかけ、５秒間保持
した後に、厚み方向に２２ＭＰａ／秒の割合で荷重を取
り除いた時の変形量（μｍ）を測定し、総変形量Ｔ１、
塑性変形量Ｔ２、弾性変形量Ｔ３を求め、弾性変形率
［（Ｔ３／Ｔ１）×１００］を算出した。その結果を第
３表に示す。

【０１２１】（液晶表示評価）実施例１、２及び比較例
１で得られた液晶表示装置を用いて、固定スペーサーの
違いによる色むらの有無を肉眼で観察した。その結果を
第３表に示す。

【０１２２】

【表３】

【０１２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液晶
パネル用基板は、室温において２．０ＧＰａの圧縮荷重
に対して弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１０
０］が６０％以上である柱状スペーサーを備えている。

【０１２４】本発明に係る液晶パネル用基板に設けられ
た柱状スペーサーは、室温下で圧縮荷重に対して塑性変
形しにくい充分な硬度と、液晶表示装置の使用環境温度
域内での液晶収縮及び膨張に追従し得るしなやかさを有
している。

【０１２５】従って、本発明に係る液晶パネル用基板と
相手側基板とを室温セル圧着法により貼合わせる場合に
は、圧力ムラを緩和或いは吸収することによって基板全
体にわたり荷重を均一化してギャップムラの発生を防止
すると共に、圧縮荷重の開放後は、ほぼ完全に元の高さ
に復元してセルギャップを所定距離に維持できる。

【０１２６】また、完成した液晶パネルは、衝撃や押圧
力等の外力が加えられた場合に一時的にゆがんでも、セ
ルギャップは元通りに復元するので、表示ムラを阻止で
きる。さらに、室温を含む広い温度範囲において液晶の
熱的収縮又は膨張に追従できるので、気泡の発生も阻止
できる。

【０１２７】また、本発明に係る液晶パネル用基板の柱
状スペーサーは、圧縮荷重による変形を受けても復元性
が非常に良い。従って、本発明に係る液晶パネル用基板
は、液晶表示装置の表示面積が大きい又はセルギャップ
が非常に狭い場合でもセルギャップを正確且つ均一に維
持することができる。

【０１２８】また、本発明に係る液晶パネル用基板の柱
状スペーサーは、室温下で適度な弾性変形を示す。従っ
て、本発明に係る液晶パネル用基板は、室温セル圧着法
により貼合わせを行う場合に塑性変形を起こさないで、
正確且つ均一なセルギャップを形成できる。本発明に係
る液晶パネル用基板の柱状スペーサーは、ＯＤＦ法にお
いて室温セル圧着を行う場合にも、好適に利用できる。

【０１２９】また、本発明に係る液晶パネルは、カラー
フィルター等の表示側基板及びＴＦＴアレイ基板等の液
晶駆動側基板のうちの少なくとも一方が前記本発明に係
る液晶パネル用基板である。

【０１３０】本発明に係る液晶パネルは、セル圧着時及
びその後の取り扱い時においてセルギャップを正確且つ
均一に維持することができるので、表示ムラを生じさせ
にくく、画像品質に優れている。

【０１３１】本発明に係る光硬化性樹脂組成物は、多官
能アクリレートモノマーを５０重量％以上と高い割合で
含有するアクリル系硬化性樹脂であり、室温で大きな弾
性変形率と小さい塑性変形率を示す。この光硬化性樹脂
組成物は、パターン形成用材料として利用することがで
き、特に、上記液晶パネルの柱状スペーサー形成するの
に好適に用いることができる。

【０１３２】上記多官能アクリレートモノマーの少なく
とも一部として３官能以上の酸性多官能アクリレートモ
ノマーを用いる場合には、室温での弾性変形率に優れ、
特に、上記液晶パネルのセル圧着時やその後の取り扱い
時において塑性変形しにくい充分な硬度と、液晶の熱的
な収縮及び膨張に追従し得るしなやかさを持つ柱状スペ
ーサーを形成し得る上、形成される柱状スペーサーのエ
ッジ形状が良好となり、また柱状スペーサーが上面面積
（Ｓ２）と下面面積（Ｓ１）との比（Ｓ２／Ｓ１）が１
以下で且つ０．３以上の良好な順テーパー形状が形成さ
れやすくなるため、非常に好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶パネルの一例についての模式的断面
図である。

【図２】従来の液晶パネルの別の例についての模式的断
面図である。

【図３】本発明に係る液晶パネル用基板の一例について
の平面図である。

【図４】本発明に係る液晶パネル用基板の一例について
の断面図である。

【図５】荷重と柱状スペーサーの変形量との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルター １０３…カラーフィルター ２…ＴＦＴアレイ基板 ３…間隙部 ４…シール材 ５…透明基板 ６…ブラックマトリックス層 ７（７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ）…画素部 ８…保護膜 ９…透明電極膜 １０…配向膜 １１…粒子状スペーサー １２…柱状スペーサー

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AA03 AA18 AB13 AB14 AC01 AD01 BC13 BJ07 2H048 BA02 BA11 BA45 BA48 BB02 BB08 BB14 BB15 BB37 BB44 2H089 LA04 LA09 LA16 MA04X MA07X NA05 NA07 NA22 NA24 NA32 PA05 PA06 QA04 QA14 QA16 SA17 TA01 TA09 TA12 TA13 4J026 AA02 AA12 AA17 AA25 AA30 AA34 AA38 AA43 AA45 AA48 AA49 AA53 AA54 AA68 AB01 AB04 AB07 AB08 AB09 AB17 AB19 AB28 AB31 AB34 AB40 AC04 AC05 BA28 BA50 DB36 GA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上の非表示部領域に複数の柱状スペ
   ーサーを設けてなり、当該柱状スペーサーは室温におい
   て２．０ＧＰａの圧縮荷重に対して弾性変形率［（弾性
   変形量／総変形量）×１００］が６０％以上であること
   を特徴とする、液晶パネル用基板。
2. 【請求項２】 前記基板の表示領域に画素部を設けてな
   るカラーフィルターであることを特徴とする、請求項１
   に記載の液晶パネル用基板。
3. 【請求項３】 表示側基板と液晶駆動側基板とを対向さ
   せ、両者の間に液晶を封入してなる液晶パネルであっ
   て、前記表示側基板及び液晶駆動側基板の少なくとも一
   方が前記請求項１又は２に記載の液晶パネル用基板であ
   ることを特徴とする、液晶パネル。
4. 【請求項４】 前記表示側基板はカラーフィルターであ
   って前記請求項２に記載の液晶パネル用基板により構成
   されていることを特徴とする、請求項３に記載の液晶パ
   ネル。
5. 【請求項５】 パターン形成用の光硬化性樹脂組成物に
   おいて、少なくとも多官能アクリレートモノマー、ポリ
   マー及び光重合開始剤を含有し、前記多官能アクリレー
   トモノマーの含有量が５０重量％以上である光硬化性樹
   脂組成物であって、硬化後に室温において２．０ＧＰａ
   の圧縮荷重に対して弾性変形率［（弾性変形量／総変形
   量）×１００］が６０％以上を示すことを特徴とする、
   光硬化性樹脂組成物。
6. 【請求項６】 液晶パネル用基板上の非表示部領域に設
   けられる柱状スペーサーを形成するために用いられるこ
   とを特徴とする、請求項５に記載の光硬化性樹脂組成
   物。
7. 【請求項７】 前記多官能アクリレートモノマーの少な
   くとも一部が、１つ以上の酸性基及び３つ以上のエチレ
   ン性不飽和結合を有する、請求項５又は６に光硬化性樹
   脂組成物。