WO1999000705A1

WO1999000705A1 - Procedes de formation de motifs creux et en relief et utilisation de ces motifs dans la fabrication de filtres de couleur d'ecrans a cristaux liquides

Info

Publication number: WO1999000705A1
Application number: PCT/JP1998/002887
Authority: WO
Inventors: Kinji Matsushima; Tomonobu Sumino; Yukihiro Andou
Original assignee: Dainippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 1999-01-07
Also published as: EP0921440B1; DE69833550T2; JP4200168B2; EP0921440A4; EP0921440A1; JP3947232B2; KR20000068331A; TW581911B; JP2006338032A; DE69833550D1; US6187485B1; KR100578605B1

Description

明細書凹凸パターンの形成方法および液晶表示装置

用カラーフィルタ一製造におけるその使用

技術分野

本発明は凹凸パターンの形成方法に係り、特に凹部の厚みと凸部の厚みの制御が容易な、凹凸パターンの簡便な形成方法に関する。また本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタ一の保護層及び柱状スぺーサ部の形成のための上記方法の使用に関する。また、さらに、本発明は、スぺーサとなる柱状凸部と保護層の厚みを高精度に制御された液晶表示装置用カラーフィルターに関する。

背景技術

基板上に凹凸パターンを形成したものとして、印刷用の凹版、凸版、レリーフホログラム形成用のホログラム原版、マイクロレンズアレー等、種々のものが使用されている。例えば、基板上にマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレーは、近年普及しているバックライト方式のカラー液晶ディスプレイ（L C D) において、照明用光源からの光を効率良く画素部に集光するための手段として使用され、また、 C C D等を使用したカラ一イメージセンサーにおいて、有効開口率を上げるために各受光セルに対応して受光面に配設され使用されている。さらに、近年、光通信等で使用が増大している光ファイバにおいても、光の結合を行う場合にマイクロレンズが組み合わされて使用されている。

しかしながら、従来の凹凸パターンの形成方法は、ポジ型あるいはネガ型の感光性樹脂を使用し、所望のパターンで露光した後に現像して凹凸バタ一ンを形成したり、あるいは、樹脂層上に所定のパターンでマスクを形成し、このマスクを介して樹脂層をエッチングすることにより凹凸パターンを形成するものであり、工程が煩雑であつたり、凹凸パターンを構成する凹部および凸部の寸法精度力 <低いという問題があった。

近年、フラットディスプレイとして、カラ一液晶表示装置が注目されている。力ラ一液晶表示装置の一例として、ブラックマトリックス、複数の色（通常、赤 (R) 、緑（G) 、青（B) の 3原色）からなる着色層、透明導電層（共通電極）および配向層を備えたカラ一フィルターと、薄膜トランジスタ（T F T素子）、画素電極および配向層を備えた T F Tアレイ基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層としたものがある。このようなカラ一液晶表示装置では、間隙部が液晶層の厚みそのものであり、カラ一液晶表示装置に要求される高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能とするためには、液晶層の厚み、すなわち、カラーフィルターと T F Tアレイ基板の間隙距離を厳密に一定にする必要がある。

近年、カラー液晶表示装置における液晶層の厚みを決定する方法として、カラ一フィルタ一と T F Tアレイ基板との間隙に、ガラスやアルミナ、プラスチック等からなるスぺーサ一と称する粒子ある、は棒状体を多数混合した液晶を注入する方法がある。そして、スぺーサ一の大きさをもって両基板の間隙部の大きさ、つまり、液晶層の厚みが決定される。

し力、し、上述のようなカラーフィルタ一と T F Tアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラ一液晶表示装置の動作の上で次のような問題点が生じる。すなわち、基板面上に散在させるスぺーサ一の密度が適正で、かつ、基板面上にスぺ一サ一が均一に分散されていなければ、カラー液晶表示装置の全面に亘つて大きさが均一な間隙部は形成されない。一般に、スぺ一サ一の散 (密度）を増した場合、間隙部の厚みのばらつき偏差は少なくなるが、散在量（密度）が多くなると表示画素部上に存在するスぺーサ一の数も増し、表示画素部ではこのスぺーサ一が液晶材料の異物となる。そして、スぺーサ一の存在によって、配向膜で規制された液晶分子の配向に乱れが生じたり、スぺーサ一周辺の液晶だけは電圧の 0 N、 O F Fによる配向制御が不能になる等の支障がみられ、コントラスト比等の表示性能が低下すとるいう問題があつた。

このような問題を解消するために、間隙（液晶層の厚み）を決定するための柱状凸部を備えたカラ一フィルタ一力提案されている（特開平 4— 3 1 8 8 1 6号等） 0 しかしながら、このカラーフィルターでは、着色層を形成し、この着色層を覆うように保護層を形成した後に、光感光性樹脂を用いて再度フォトリソグラフィ一工程により柱状凸部をブラックマトリックス上の所定箇所に形成するので、工程が煩雑である。

また、例えば、近年注目されている I P S (In-Plane Switching) 液晶モ一ドでは、 T N液晶モードよりも精密な基板間隙の制御が要求されている。このような要求に応えるために、柱状凸部の高さの精度を ± 0. 3 / m以下とするには、感光性樹脂の高い塗布精度が要求され、スループット、歩留等が問題となっている。

発明の開示

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、工程が簡便であるとともに、寸法の制御精度が高い凹凸パターンの形成方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、液晶表示装置用カラ一フィルターにおける透明保護層と柱状凸部の形成方法であって、高い寸法制御を可能とする、簡単な方法を提供することを目的とする。

また、さらに、本発明は、スぺーサとなる柱状凸部と保の厚みを高精度に制御された液晶表示装置用カラ一フィルタ一を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、第一の態様において、

基板上にァリカル不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂を含んで成る感光性樹脂層を形成する第 1の工程、

所望の開ロパタ一ンを備えたフォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光する第 2の工程、

前記感光性樹脂層をアル力リ性現像液で現像し硬化処理を施すことにより、露光領域である前記開口パターンに対応した凸部と、未露光領域に対応した凹部とからなる凹凸パターンを形成する第 3の工程、を含んで成る凹凸パターンの形成方法を提供する。

また本発明は、第二の態様において、

基板上に熱硬ィ匕性樹脂およびネガ型感光性樹脂を含んで成る感光性樹脂層を形成した後、前記感光性樹脂層を、前記熱硬化性樹脂の少なくとも一部が硬化するように加熱処理する第 1の工程、

所望の開口パターンを備えたフォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光する第 2の工程、

前記感光性樹脂層を現像し硬化処理を施すことにより、露光領域である前記開口パターンに対応した凸部と、未露光領域に対応した凹部とからなる凹凸パターンを形成する第 3の工程、を含んで成る凹凸パターンの形法を提供する。更に本発明は、基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明保,と、前記基板上の複数の所定部位に形成され、前記透明保護層よりも突出した透明な柱状凸部とを備えてなり、前記透明保護層及び前記柱状凸部が上記何れかの方法により形成されたものである、液晶表示装置用カラーフィルタ一を提供する。

更に本発明は、基板と、該基に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明保と、前記基板上の^ [の所定部位に形成され、前記透明保護層よりも突出した透明な柱状凸部とを備えており、前記透明保 ¾ϋはアル力リ不溶性樹脂または熱硬化性樹脂を主成分とし、前記柱状凸部は硬化されたネガ型感光性樹脂を主成分とする液晶表示装置用カラ一フィルタ一を提供する。

特定の感光性樹脂組成物を使用する本発明の凹凸パターンの形成方法によれば、一回のフォトリソグラフィー工程で凹凸パターンを形成することができるのでェ程が簡便なものとなり、さらに、感光性樹脂層のアルカリ不溶性樹脂または熱硬化性樹脂とネガ型感光性樹脂との比率および,または露光量を適宜設定することにより、凹凸パターンを構成する凹部および凸部の厚みと凸部の高さ（凹部の深さ）とを同時に高い精度で制御することができる。従って、この方法を液晶表示装置用カラーフィルターにおける保護層と柱状凸部の形成に応用した場合、柱状凸部の高さと透明保 Sの厚みとを同時に制御することができ、液晶層の厚み制御に高い精度を要求されるカラ一液晶表示装置、例えば、 I P S (In-Plane Switching)液晶モードのカラ一液晶表示装置にも対応することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の凹凸パターンの形成方法の一例を説明するための工程図である。

図 2は、本発明の液晶表示装置用カラ一フィルタ一の一例を示す部分平面図であ

図 3は、図 2の A— A線における縦断面図である。

図 4は、本発明の方法により形成された凹凸パターンの凹部の赤外吸収スぺクトルを示す図である。

図 5は、本発明の方法により形成された凹凸パターンの凸部の赤外吸収スぺクトルを示す図である。

図 6は、ポジ型感光性樹脂の赤外吸収スぺクトルを示す図である。

図 7は、ネガ型感光性樹脂の赤外吸収スぺクトルを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の最良の実施形態につ Lヽて図面を参照して説明する。

図 1は本発明の凹凸パターンの形成方法の一実施形態を示す工程図である。 (第 1の工程）

第 1の態様による本発明の凹凸パターンの形成方法では、まず、基板 1上にァルカリ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂を所定の比率で含有した感光性樹脂層

2を形成する（図 1 (A) ) 。この感光性樹脂層 2は、アルカリ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂を所定の比率で含有した感光性樹脂組成物を、粘度の最適化を行った上で、スピンコ一タ、ロールコ一夕等の公知の手段により基板 1上に塗布、乾燥して形成することができる。使用するアルカリ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂は、凹凸パターンに要求される特性、例えば、光透過率、耐熱性、耐薬品性、機械的強度等を考慮して、公知のアルカリ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂から選定することができる。使用できるアル力リ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂の具体例として以下のものを挙げることができる。

アルカリ不溶性樹脂

本発明で使用されるアル力リ不溶性樹脂は、下記のようなポジ型感光性樹脂と非感光性樹脂に大別される。

(ポジ型感光性樹脂）

基本的には極性変ィの透明ポジ型感光性樹脂を使用することができ、下記に例示するような樹脂と光酸発生剤とを含有するポジ型感光性樹脂が使用可能であ

O n 樹^曰

水酸基を保護基で保護したポリビニルフヱノール

(式中、 R ¹は t —ブトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、テトラヒドロビラニル基、トリメチルシリノレ基または t—ブトキシカルポニルメチル基を示す。）

•スチレン一マレイミド共重合体

(式中、 R は水素原子または 0 —テトラヒドロビラ二ル基、 R ^i t —ブトキシカルボニル基、フエノールー 0 — t—ブトキシカルボニル基またはメチレンォキシァセチル基を示す。）

光酸発生剤

光酸発生剤は上記の樹脂から保護基を脱離させてアルカリ現像液に対して可溶とするためのであり、露光により酸を発生し得るものであれば特に限定されず、下記の①ォニゥム塩、 ②ハロゲン含有化合物、 ③スルホン化合物、 ④ニトロベンジル化合物、 ⑤スルホン酸化合物等が用いられる。 ①ォニゥム塩

(式中、 R⁴〜R⁶は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、アミノ基、ニトロ基、シァノ基、置換もしくは非置換のアルカル基またはアルコキシル基、 Xは SbF₆、 As F 、 PF ^、 BF ₄、 CF _λ C0_O C 10₄、 CF ₃ S〇₃、

(ただし、 R⁷は水素原子、アミノ基、ァニリノ基、置換もしくは非置換のァルキル基またはアルコキシル基、 R⁸、 R は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換または非置換のアルコキシル基、 R¹⁽⁾は水素原子、アミノ基、ァニリノ基、置換もしくは非置換のアルキル基またはアルコキシル基）を示す。）

P nF PHO

〇

(式中、 Yは S bF₆、 As F₆、 PF₆またはBF₄を示す

(式中、 R¹¹は

D)-^CN または -C-Z ^ 0 であり、 Yは BF₄または 0? ₃30₃を示す。）

②ハロゲン含有化合物

ハロゲン含有ィ匕合物として、ハロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有へテロ環状化合物等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。

(式中、 R⁴、 R°. Xは上記と同様。 )

(式中、 R¹²は水素原子またはメチル基、 R¹³は C— H_2n+1 (n = 8、 10、 1、 12、 14、 15、 16または 18)、 Yは S b F ₆または PF ₆を示す。 )

(式中、 R⁴〜R^Q、 Xは上記と同様。 )

(式中、 R¹⁴はトリクロロメチル基、フエニル基、メトキシフエ二ル基、ナフチル基またはメトキシナフチル基を示す。）

(式中、 R¹⁵〜R¹⁷は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、メチル基、メトキシ基または水酸基を示す。）

③スルホン化合物

スルホンィ匕合物としては、 —ケトスルホン、 ^—スルホニルスルホン等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。

(式中、 R¹⁸〜R²ⁱは互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のアルキル基またはハロゲン原子、 Yは一 C O—、または — S〇₂—を示し、 uは 0〜3の整数である。）

④ニトロべンジル化合物

ニトロべンジル化合物としては、ニトロべンジルスルホネート化合物、ジニト口べンジルスルホネート化合物等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。 2

(式中、 R ²²は置換または非置換のアルキル基、 R ²³は水素原子またはメチル基、は

(ただし、 R ^2Aは水素原子またはメチル基、 R ^2A、 R ⁷は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換または非置換のアルコキシル基）、

Vは 1〜3の整数を示す。）

⑤スルホン酸化合物

スルホン酸ィ匕合物としては、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、ァリールスルホン酸エステル、イミノスルホナ一ト等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。

(式中、 R 、 R ²⁹は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基、 R³⁰> R³¹は互いに同一であつても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、置換もしくは非置換のアルキル基またはァリール基を示す。）

, 32 33 _π 34

(式中、 R は水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基、 R° R は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のァルキル基またはァリ一ル基を示し、 IT³とは互いに結合して環構造を形成していてもよい。）

(式中、 Zはフッ素原子または塩素原子を示す。）

(非感光性樹脂）

非感光性樹脂としては、以下の樹脂を使用することができる。

エポキシ樹 Ji旨とアクリル酸との共重合体のジヒドロキシァクリルエステルあるいはポリヒドロキシァクリルエステル、ビスフエノール A型エポキシ樹脂。

ネガ型感光性樹脂

下記に例示するような樹脂、重合開始剤、モノマ一を含有するネガ型感光性樹脂が使用可能である。

樹脂

ビスフエノール一 A型エポキシ樹脂、ビスフエノールー F型エポキシ樹脂、ビスフヱノール一 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、ポリオ一ルグリシジルエステル、脂肪族または脂環式ェポキシ樹脂、ァミンエポキシ樹脂、トリフヱ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等のエポキシ基と（メタ）アクリル酸を反応させて得られるエポキシアタリレート樹脂：メタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコール、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコ —ル、グリセリン、メチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペン夕エリスリトール等の多価アルコールと（メタ）アクリル酸を反応させて得られるエステル化合物； N—メチロールメラミン、 N—メチロールべンゾグアナミン、（ポリ） N—メチロール（メタ）アクリルアミド等と（メタ）アクリル酸を反応させて得られるエステル化合物；無水マレイン酸と共重合可能なモノマ一類とを重合して得られるポリマーとヒドロキシェチル（メタ）アクリル酸との反応物等の 1 種または 2種以上の組み合わせ

重合開始剤

下記の 1種または 2種以上の組み合わせ

*ィルガキュア一 3 6 9、ィルガキュア一 9 0 7 (チバガイギ一社製）

'カャキュア一 D E T X (日本化薬（株）製）

• S - 1 2 3 (シンコ一技研（株）製）

• 2 [ 2 ' ( 5 " —メチルフリル）ェチリデン] —4， 6—ビス（トリクロ口メチル）一 S—トリアジン（三和ケミカル（株）製）

• 2 ( 2 ' フリルェチリデン）一 4, 6—ビス（トリク口ロメチル）一 S—トリアジン（三和ケミカル（株）製）

•T A Z— 1 0 6 (みどり化学（株）製）モマ

•ジペンタエリスリトールァクリレート

•ペンタエリスリトールテトラァクリレート感光性樹脂層 2におけるアル力リ不溶性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率は、形成する凹凸パターンの凹部の厚み、凸部の厚み、凸部の高さ（凹部の深さ）、後述する第 2の工程での露¾*を考慮して適宜設定することができる。例えば、ポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂の重量比を 1 ： 2〜1 _: 1 0の範囲内で設定することができる。

感光性樹脂層 2の厚みは、使用するアル力リ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂、形成する凹凸パターンの凹部の厚み、凸部の厚み、凸部の高さ（凹部の深さ）等を考慮して適宜設定することができ、通常、 1〜1 の範囲内で設定することができる。

尚、感光性樹脂層 2の形成に用いる感光性樹脂組成物には、アルカリ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂の他に重合開始剤、感光架橋剤を 1〜3 0重量％の範囲で含有させてもよい。

また、使用するポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂は、共通の感光波長を有するもの、感光波長が異なるもの、いずれであってもよい。

(第 2の工程）

第 2の工程では、感光性樹脂層 2をパターン形成用のフォトマスク 7を介して露光する（図 1 (B) ) 。このフォトマスク 7には、形成しょうとする凹凸バタ一ンの凸部に相当する開口部 7 3カ形成されている。

アル力リ不溶性樹脂としてポジ型感光性樹脂を使用する場合、感光性樹脂層 2 の露光は、ポジ型感光性樹脂およびネガ型感光性樹脂が共通の感光波長を有するもの、両者の感光波長が異なるもの、いずれの場合も、両者の感光波長を含む光、あるいは、ネガ型感光性樹脂の感光波長を含む光による露光が行われる。アル力リ不溶性樹脂として非感光性樹脂を使用する場合には、ネガ型感光性樹脂の感光波長を含む光による露光が行われる。

露光量は、使用したネガ型感光性樹脂の硬ィ応を十分に進めるのに必要な露 ¾*、アルカリ不溶性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率、形成する凹凸パターンの凹部の厚み、凸部の厚み、凸部の高さ（凹部の深さ）等を考慮して適宜設定することができる。通常、露は 1 0 0〜7 0 0 m J〜c m の範囲で設定することができる。

これにより、感光性樹脂層 2の凸部形成部位 2 a (フォトマスクを介しての露光部）ではネガ型感光性樹脂の硬ィ応力 <進行するとともに、アルカリ不溶性樹脂としてポジ型感光性樹脂を使用し、この樹脂の感光波長を含む光で露光した場合には、ポジ型感光性樹脂の分解反応も進んだ状態となる。

(第 3の工程）

本発明の凹凸パターンの形成方法の第 3の工程では、アル力リ現像液により感光性樹脂層 2の現像が行われる。アル力リ不溶性樹脂としてポジ型感光性樹脂を使用する場合、第 2の工程において、上述のように凸部形成部位 2 aでネガ型感光性樹脂の硬化反応とポジ型感光性樹脂の分解反応が生じているため、この現像工程によって、凸部形成部位 2 aではポジ型感光性樹脂が現像液により溶解除去されてネガ型感光性樹脂を主成分（硬化処理を施されたネガ型感光性樹脂が凸部 3 aの 5 0重量％を超える）とした凸部 3 aが形成される。アル力リ不溶性樹脂として非感光性樹脂を使用する場合には、第 2の工程において、凸部形成部位 2 aでネガ型感光性樹脂の硬化反応が生じているため、この現像工程によって、凸部形成部位 2 aでは硬化されたネガ型感光性樹脂とアル力リ現像液に対して不溶性を示す非感光性樹脂を主成分（硬化処理を施されたネガ型感光性樹脂と非感光性樹脂が凸部 3 aの 5 0 fi*%を超える）とした凸部 3 aが形成される。

一方、感光性樹脂層 2の凸部形成部位 2 a以外の領域 2 bでは、未露光のネガ型感光性樹脂が現像液により溶解除去され、現像液に対して不溶性を示すアル力リ不溶性樹脂を主成分（アル力リ不溶性樹脂が凹部 1 3 bの 5 0重量％を超える）とした凹部 3 bが形成され、その後、ポストべーク処理を行うことにより、凸部 3 aと凹部 3 bからなる凹凸パターンが得られる（図 1 (C) ) 。

このような凹凸パターン 3は、上述のように 1回のフォトリソグラフィ一工程において形成でき、形成された凹凸パターン 3の凸部 3 aは、その表面が平坦で厚み 1^ が均一であり、また、形成された凹凸パターン 3の凹部 3 bも、その表面が平坦で厚み T₂が均一なものである。したがって、凸部 3 aの高さ Η (凹部 3 bの深さ）も均一なものとなる。そして、この凸部 3 aの厚みと凹部 3 b の厚み T₂、および、凸部 3 aの高さ Η (凹部 3 bの深さ）は、感光性樹脂層 2 のポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率および/または露光量を適宜設定することにより、任意に制御することができる。例えば、凸部 3 aの厚みは 0. 2〜5 // mの範囲、凹部 3 bの厚み Τ。は 0. 1〜2 /z mの範囲、さらに、凸部 3 aの高さ H (凹部 3 bの深さ）は 0. 1〜4. 5 /z mの範囲で適宜設定することができる。また、凸部 3 a、凹部 3 bの最小幅の設定は 8 m程度まで可能である。

次に、第二の態様による本発明の凹凸バタ一ンの形法について説明する。第二の態様による本発明の凹凸パターンの形成方法は、 1 ) 感光性樹脂組成物として熱硬ィ匕性樹脂とネガ型感光性樹脂を含有するものを使用すること、および、 2 ) 第一工程における基^:への感光性樹脂層の形成後に熱硬化性樹脂成分の硬化処理を行うことを除けば、上述の第一の態様による凹凸パターンの形成方法と実質的に同一である。即ち、以下に述べる相違点以外は、第一の態様による本発明の凹凸パ夕一ンの形成方法に関する上述の記載がそのままあてはまる。

先ず、第 1の工程において、基板 1上に熱硬化性樹脂およびネガ型感光性樹脂を含有した感光性樹脂組成物を塗布、乾燥して感光性樹脂層 2を形成する。熱硬ィ匕性樹脂としては、フヱノール系樹脂、ノボラック系樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。ネガ型感光性樹脂としては上記と同様のものが腳される。熱硬化性樹脂とネガ型感光性樹脂の使用 *Jtは、上述の第一の態様による本発明の方法と同様に、例えば 1 ： 2〜1 ： 1 0の範囲内で適宜設定することができる。

基板上に形成された感光性樹脂層を、次に熱硬化性樹脂成分の少なくとも一部か化するように加熱処理する。この加熱処理は、基板の裏面（感光性樹脂層非形成面）からの熱板等の加熱手段による加熱により好ましく行われる。

第 2の工程においては、上記熱処理後の感光性樹脂層 2に対し、第一の態様の方法と同様に、ネガ型感光性樹脂の感光波長を含む光による露光が行われる。弓 Iき続く第 3の工程における現像も、既述の第一の態様による方法と同様である。現像液によって現像すると、熱硬化性樹脂成分自体はアルカリに不溶性または難溶性であるが、ネガ型感光性樹脂と混合することによって、未露光で未加熱の感光性樹脂層 2はアル力リ現像液に対して溶解性を持つようになるので、基板に近接した部分の加熱によって硬化した樹脂は、現像液に溶解しないが、加熱が充分でなく、しかも未露光の感光性樹脂層部分は溶解除去されて、熱硬化性樹脂を主成分とする凹部 3 bが形成されるとともに、露光で硬化した部分は、ネガ型感光性樹脂を主成分とする凸部 3 aとして形成される。

上述の二態様の本発明の方法は、種々の凹凸バタ一ンの形成に適用可能であり、例えば、印刷用の凹版、凸版、レリーフホログラム形成用のホロクラム原版、マイク口レンズアレー、カラーフィルタ一への柱状凸部の形成等に好適に適用することができる。

本発明の凹凸パターンの形成方法の好適な適用例の一つである、液晶表示装置用カラーフィルターにおける透明保護層および柱状凸部の形成について次に説明する。

図 2は液晶表示装置用カラーフィルタ一の一例を示す部分平面図であり、図 3 は図 2の A— A線における縦断面図である。図 2および図 3において、カラーフィルター 1 0は、基板 1と、この基板 1に形成されたブラックマトリックス 4および着色層 5を備えている。

基板 1としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、ある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。この中で特にコ一ニング社製 7 0 5 9ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性およ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一液晶表示装置用のカラ一フィルターに適している。

また、ブラックマトリックス 4は、着色層 5からなる表示画素部の間および着色層 5の形成領域の外側に設けられている。このようなブラックマトリックス 4 は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み 1 0 0 0〜2 0 0 O A程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパ夕一二ングして形成したもの等、いずれであつもよい。

また、着色層 5は、赤色パターン 5 R、緑色パターン 5 Gおよび能パターン 5 Bが所望のパターン形状で配列されており、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。また、着色層 5を、例えば、赤色パターン 5 Rが最も薄く、緑色パターン 5 G、青色パターン 5 Bの順に厚くすることにより、着色層 5の各色ごとに最適な液晶層厚みを設定するようにしてもよい。

このような着色層およびブラックマトリツクスを有する基に、上述の第一または第二の態様による本発明の凹凸パターンの形成方法に従い、凹部に相当する透明保護層 3 bおよび凸部に相当する柱状凸部 3 aを形成することができる。透明保護層 3 bはカラ一フィルター 1 0の表面を平坦ィ匕するとともに、着色層 5に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられるものである。この透明保護層 3 bの厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ一 1 0の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、 0. 1〜2. 0 mの範囲で設定することができる。このような透明保護層 3 bは、カラーフィルタ一 1 0を T F Tアレイ基板と貼り合わせたときに液晶層と接するような着色層 5を少なくとも覆うように形成される。

透明保護層 3 bは既述のようにアル力リ不溶性樹脂または硬化後の熱硬化性樹脂を主成分とする（透明保護層 3 bの 5 0重量％を超える）ものであり、アル力リ不溶性樹脂または熱硬化性樹脂は、透明保護層 3 bに要求される光透過率等を考慮して選定される。

また、柱状凸部 3 aは、カラーフィルタ一 1 0を T F Tアレイ基板と貼り合わせたときにスぺーサ一として作用するものである。この柱状凸部 3 aは、上記の透明保 MS 3 bよりも 2〜 1 0 m程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラ一液晶表示装置の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、柱状凸部 3 aの形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部 3 a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、着色層 5を構成する赤色パターン 5 R、緑色パターン 5 Gおよび能パターン 5 Bの 1組に 1個の割合で必要十分なスぺーサ一機能を発現する。このような柱状凸部 3 aの形状は、図示例では円柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよい。

上記の柱状凸部 3 aは «のように硬化後のネガ型感光性樹脂も主成分とした (柱状凸部 3 aの 5 0重量％を超える）ものであり、ネガ型感光性樹脂としては、 ±¾Βのネガ型感光性樹脂のなかから、柱状凸部 3 aとして要求される機械的強度、光透過率等を考慮して選定することができる。

上記の透明保護層 3 bと柱状凸部 3 aを備える本発明のカラ一フィルター 1に配向層を設けて配向処理（ラビング）した後、 T F Tアレイ基板と貼り合わせた場合、柱状凸部 3 aがカラ一フィルタ一 1 0と T F Tアレイ基板との間に間隙を形成する。そして、柱状凸部 3 aは、 R、 G、 Bの 3色の着色層を積層して形成された柱状凸部にみられるような、レべリング現象による高さ精度不良、および、各色ごとの位置合わせ不良が生じないので、その高さ精度と位置精度が極めて高いものであり、したがって、両基板の間隙精度は極めて高いものとなる。また、仮に画素部分に柱状凸部の一部が存在したとしても、透明であるために表示品質に悪影響を及ぼすことがほとんどない。一方、透明保護層 3 bは、な凹凸が存在するカラーフィルター 1 0の表面を平坦なものとし、液晶の配向に悪影響を与える表面粗さを低減するとともに、着色層に含まれるィォン性不純物等が液晶層へ溶出して表示品質に悪影響を及ぼすことを防止する。

次に、下記の実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例 1

30 Ommx 40 Omm、厚さ 1. 1mmのガラス基板（コ一ニング社製 7059ガラス）を準備し、この基板上に下記組成の 3種の感光性樹脂組成物 A — 1、 A— 2、 A— 3を用いてスピンコート法により塗布し、それぞれ厚み 5 /zmの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

感光性樹脂組成物 A - 1の組成 (ポジ型：ネガ型 = 1 ： 4)

•ポジ型感光性樹脂 … 20重量部東京応化工業（株）製 TDUR - P 007 (感光波長 254 nm) •下言且成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 n m) … 80重量部樹 S旨：ビスフエノール Aクレゾ一ルノボラック

エポキシァクリレート … 75重量部モノマー：ジペン夕エリスリトールテトラァクリレート〜20重量部重合開始剤：ィルガキュアー369 … 5重量部

(チバガイギ一社製）

(上記ネガ型感光性樹脂の固形分 = 35重量％)

感光性樹脂組成物 A一 2の組成 (ポジ型：ネジ型 =1 ： 3)

•ポジ型感光性樹脂 … 25重量部東京応化工業（株）製 TDUR - P 007 (感光波長 254 nm) •上讓成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) … 75重量部感光性樹脂組成物 A - 3の組成 (ポジ型：ネジ型 =1 ： 2)

•ポジ型感光性樹脂 … 33重量部東京応化工業（株）製 TDUR— P 007 (感光波長 254 nm) •上言 Effl成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) … 67重鲁部次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、種々の線幅のストライプ状の開口部を設けたフォトマスクを介して 30 Om JZcm² の露光量で露光を行った。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 0 5 %水酸化力リゥム水溶液に 4 0秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（2 0 0 °C、 3 0分間）を行った。

(以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、ストライプ状の凹凸パターンを形成すること力くでき、各凹凸パターンの凸部の厚み 1^、凹部の厚み T₂、凸部の高さ Η、および、パタ一ン形成可能な最小線幅は下記の表 1に示されるものであった。このことから、感光性樹脂のポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率を適宜設定することにより、凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み、凸部の高さを同時に制御することが可能であることが確認された。

また、フーリエ変換型顕微赤外測定装置（（株）島津製作所製 F T— I R— 8 2 0 0 P C) にて、感光性樹脂組成物 A - 1を用いて作成した凹凸パターン (試料 1 ) の凹部の赤外吸収スぺクトルおよび凸部の赤外吸収スぺクトルを測定し、図 4および図 5に示した。さらに、感光性樹脂組成物 A—1を構成するポジ型感光性樹脂の赤外吸収スぺクトルおよびネガ型感光性樹脂の赤外吸収スぺクトルを測定し、図 6および図 7に示した。そして、図 6に示されるようなポジ型感光性樹脂に特有の 1 1 4 6 ( c m—¹) の吸収ピークと、図 7に示されるようなネガ型感光性樹脂に特有の 1 1 9 1 ( c m—¹) の吸収ピークに着目し、図 4 (凹部の赤外吸収スぺクトル）において両吸収ピークの比率を比較すると、 1 1 4 6 ( c m^-1) の吸収ピ一グが大きく出ており、一方、図 5 (凸部の赤外吸収スぺクトル）において両吸収ピークの比率を比較すると、 1 1 9 1 ( c m—¹) の吸収ピークが大きく出ていた。このことから、凹部は未反応（未露光）のポジ型感光性樹脂を主成分とし、凸部は硬化処理が施されたネガ型感光性樹脂を主成分としていることが確認された。

実施例 2

実施例 1の感光性樹脂糸誠物 A— 3を使用し、実施例 1と同様にして、基板上に厚み 4. 5 mの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、実施例 1 と同様のフォトマスクを介して下記の表 2に示される 4種の露光量で各感光性樹 fl旨層の露光を行った。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 0 5 %水酸化力リウム水溶液に 4 0秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（2 0 0 °C、 3 0分間）を行った。

(以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、ストライプ状の凹凸パターンを形成することができ、各凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み、凸部の高さ H、および、パターン形成可能な最小線幅は下記の表 2に示されるものであった。このことから、露を適宜設定することにより、凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み、凸部の高さを同時に制御することカ可能であること力確認された。表 2

実施例 3

実施例 1と同様の基板上に下記組成の 3種の感光性樹脂組成物 B— 1、 B— 2、 B— 3を用いてスピンコート法により塗布し、それぞれ厚み 5 zmの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）感光性樹脂組成物 B 1の組成 (ポジ型：ネガ型 =1 ： 2)

•下言成のポジ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) … 33重量部樹脂： t一ブトキシカルボニル基で保護された

ポリビニルフヱノール … 90重量部光酸発生剤： TFEトリアジン ·'·10重量部 (三和ケミカル（株）製）

(上記ポジ型感光性樹脂の固形分 = 10重量％)

•下記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) … 67重量部樹脂：ビスフエノール Aクレゾールノボラック

エポキシァクリレート …了 5重量部モノマ一：ジペンタエリスリトールテトラァクリレート ·'·20重量部重合開始剤：ィルガキユア一 369 〜 5重量部

(チバガイギ一社製）

(上記ネガ型感光性樹脂の固形分 = 35重量

感光性樹脂組成物 Β— 2の組成（ポジ型：ネガ型 =1 ： 2. 5)

•上言 fi成のポジ型感光性樹脂（感光波長 365 n m) … 29重量部 •上成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) -71重量部感光性樹脂組成物 B - 3の組成 (ポジ型：ネガ型 =1 ： 3)

•上且成のポジ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) -25重量部

•上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) … 75重量部次ヽで、ネガ型感光性樹脂の感光波長光を照射する超高圧水銀灯を露光光源としたプロキシミティ露光機にて、上記と同じフォトマスクを介して 30 Om J/ cm" の露光量で露光を行った。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 05 %水酸化力リゥム水溶液に 40秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオープン中でベーキング（200°C、 30分間）を行った。 (以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、ストライプ状の凹凸パターンを形成することができ、各凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み T₀、凸部の高さ Η、および、パターン形成可能な最小線幅は下記の表 3に示されるものであった。このことから、感光性樹脂層のポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率を適宜設定することにより、凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み、凸部の高さを同時に制御することが可能であることが確認された。表 3

実施例 4

実施例 3の感光性樹脂誠物 Β— 2を使用し、実施例 3と同様にして基板上に厚み 4. 5 mの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

、で、ネガ型感光性樹脂の感光波長光を照射する超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機による露光量を下記の表 4に示される 4種の露光量とした他は、 ¾ϋ例 3と同様にして感光性樹脂層の露光を行った。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 0 5 %水酸化力リゥム水溶液に 4 0秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストべ一ク（2 0 0 °C、 3 0分間）を行った。 (以上、第 3の工程）このような一連の処理により、ストライプ状の凹凸パターンを形成することができ、各凹凸パターンの凸部の厚み 1^、凹部の厚み T。、凸部の高さ Η、および、パターン形成可能な最小線幅は下記の表 4に示されるものであつた。このこと力、ら、露光量を適宜設定することにより、凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み、凸部の高さを同時に制御すること力可能であること力確認された。表 4

実施例 5

レンズ用基板として 1 0 c m角の石英ガラス基板（厚み 1. l mm、屈折率 1. 4 6 ) を準備し、実施例 1の感光性榭脂繊物 A— 3を使用し、実施例 1と同様にして、レンズ用基に厚み 2 0 / mの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、 1 0 0 mx 100 の開口が 120 zmピッチで形成されているフォトマスクを介して SOOmJZcm² の露光量で露光を行つた。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 05%水酸化カリゥム水溶液に 40秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオープン中でベーキング（200°C、 30分間）を行った。 (以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、約 110 /im角、焦点距離 200 c mのマイク口レンズが複数配列されたマイクロレンズァレーが得られた。

実施例 6

厚さ 1. 1mmのガラス基板（コ一ニング社製 7059ガラス）を準備し、この基板上に下記組成の 3種の感光性樹脂組成物 C— l、 C一 2、 C— 3を用いてスピンコート法により塗布し、それぞれ厚み 5 mの感光性樹脂層を形成した。

(以上、第 1の工程）

感光性樹脂組成物 C— 1の組成 (アル力リ不溶型：ネガ型 = 1 : 5) •アル力リ不溶性樹脂 … 17重量部ビスフヱノール A系樹脂（昭和高^^ (株）製 VR— 60)

•下識成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) … 83重量部樹 fl旨：ビスフエノール Aクレゾ一ルノポラック

エポキシァクリレート …了 5重量部モノマー：ジペンタエリスリトールテトラァクリレ一ト ·'·20重量部重合開始剤：ィルガキュア一 369 ·'·5重量部

(チバガイギ一社製）

(上記ネガ型感光性樹脂の固形分- 35重量％)

感光性樹脂組成物 C-2の組成 (アル力リ不溶型 ··ネガ型- 1 ： 7)

'上記アルカリ不溶性樹脂〜12. 5重量部

•上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 nm) 〜87. 5重量部感光性樹脂組成物 C - 3の組成 (アル力リ不溶型：ネガ型 = 1 : 9) •上記アル力リ不溶性樹脂 … 10重量部

•上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長 365 n m) … 90重量部次いで、超高圧水銀灯を露光光源としたプロキシミティ露光機にて、種々の線幅のストライプ状の開口部を設けたフォトマスクを介して 400m J/cm² の露光量で露光を行つた。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 05%水酸化力リゥム水溶液に 40秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオープン中でベーキング（200°C、 30分間）を行った。

(以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、ストライプ状の凹凸ノ、。ターンを形成することができ、各凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み T_Q、凸部の高さ H、および、パターン形成可能な最小線幅は下記の表 5に示されるものであった。このことから、感光性樹脂層のアル力リ不溶性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率を適宜設定することにより、凹凸パターンの凸部の厚み、凹部の厚み、凸部の高さを同時に制御することが可能であることが確認された。

表 5

^¾ws旨ポ :ネガ型高さ H 最,顯

(^m) Cum) (^Tl - ^Τ2 ) ( m)

C一 1 1： 5 5. 62 1. 41 4. 21 14

C-2 1： 7 5. 57 0. 99 4. 58 10

C-3 1： 9 5. 35 0. 32 5. 03 10 実施例 7

カラーフィルター用の基板として、実施例 1と同じ 3 0 O mm x 4 0 O mm、厚さ 1. 1 mmのガラス基板（コーニング社製 7 0 5 9ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により金属クロムからなる遮光層（厚さ 0. 1 ^ m) を成膜した。次いで、この遮光層に対して、通常のフォトリソグラフィー法によって感光性レジスト塗布、マスク露光、現像、ェッンチング、レジスト層剥離を行ってブラックマトリックスを形成した。

次に、ブラックマトリックス力形成された基板全面に、赤色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムォ一リン（株）製カラ一モザイク C R— 7 0 0 1 ) をスピンコート法により塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、プレベ一ク（8 5°C、 5分間）を行った。その後、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて赤色感光性樹脂層をァライメント露光し、現像液（富士フィルムォーリン（株）製カラ一モザイク用現像液 C Dの希釈液）にて現像を行い、次いで、ポストべーク (2 0 0 °C、 3 0分間）を行って、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に赤色パターン（厚み 1. 5 ;u m) を形成した。

同様に、緑色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムォーリン（株）製力ラーモザイク C G— 7 0 0 1 ) を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に緑色パターン（厚み 1. 5 ιη) を形成した。さらに、青色バターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイク C B— 7 0 0 1 ) を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に青色パターン（厚み 1. 5 111) を形成した。

次に、着色層が形成された基板上に実施例 1で使用した³種の感光性樹脂組成物 Α— 1、 Α— 2、 Α— 3を用いてスピンコート法により塗布し、それぞれ厚み 5 β mの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）形成された感光性樹脂層の各々に対し、実施例 1と全く同様にして露光およびプレベ一ク（第 2の工程）、現像およびポストべーク（第 3の工程）を行った。このような一連の処理により、図 2および図 3に示されるような構造のカラ一フィルタ一を得ることができ、各カラ一フィルターの透明保護層の厚み（τ₂ )、透明な柱状凸部の突出高さ（Η) 、柱状凸部の厚み（Τ^ ) は上記の表 1に示されるものであった。このことから、感光性樹脂層のポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率を適宜設定することにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを同時に制御すること力可能であることが確認された。

実施例 8

実施例 1の感光性樹脂組成物 Α— 3を使用し、実施例 7と同様にして、ブラックマトリックスと着色層が形成された基に厚み 5 の感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

次いで、例 2と同様にして、超高圧水^ Γを露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して上記の表 2に示される 4種の露光量で各感光性樹脂層の露光を行った。 (以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 0 5 %水酸化力リゥム水溶液に 4 0秒間浸潰して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキンク（2 0 0。C、 3 0分間）を行った。

(以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、図 2および図 3に示されるような構造のカラ一フィルターを得ることができ、各カラ一フィルターの透明保護層の厚み（τ₂ )、透明な柱状凸部の突出高さ（Η) 、柱状凸部の厚み（Τ^ ) は上記の表 2に示されるものであった。このことから、露光量を適宜設定することにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを同時に制御することが可能であることが確認された。実施例 9

まず、実施例 7と同様にして、基板上にブラックマトリックスを形成した。次に、実施例 1と同様にして、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に赤色ターン、緑色ターンおよび青色、。ターンを形成した。

次に、着色層が形成された基板上に実施例 3で使用した 3種の感光性樹脂組成物 B— 1、 B— 2、 B— 3を用いてスピンコート法により塗布し、それぞれ厚み 5 z mの感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

次いで、 I ^例 3と同様に、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して 3 0 0 m J Z c m²の露光量で露光を行つた。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 0 5 %水酸化力リゥム水溶液に 4 0秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオープン中でベーキング（2 0 0 °C、 3 0分間）を行った。

(以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、図 2および図 3に示されるような構造のカラーフィルタ一を得ることができ、各カラ一フィルターの透明保護層の厚み（τ₂ ) 、透明な柱状凸部の高さ（Η) 、柱状凸部の厚み（1\ ) は上記の表 3に示されるものであった。このことから、感光性樹脂層のポジ型感光性樹脂とネガ型感光性樹脂の比率を適宜設定することにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを同時に制御することが可能であることが確認された。

実施例 1 0

実施例 3の感光性樹脂繊物 Β— 2を使用し、実施例 7と同様にして、ブラックマトリックスと着色層が形成された基に厚み 4. 5 の感光性樹脂層を形成した。（以上、第 1の工程）

次いで、超高圧水銀灯を露光光源としたプロキシミティ露光機による露^ *を上記の表 4に示される 4種の露光量とした他は、実施例 1と同様にして感光性樹脂層の露光を行つた。（以上、第 2の工程）

次に、基板を 0. 0 5 %水酸化力リゥム水溶液に 4 0秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキンク（2 0 0 °C、 3 0分間）を行った。

(以上、第 3の工程）

このような一連の処理により、図 2および図 3に示されるような構造のカラ一フィルターを得ることができ、各カラ一フィルタ一の透明保護層の厚み（τ₂ )、透明な柱状凸部の突出高さ（Η) 、柱状凸部の厚み（Τ^ ) は上記の表 4に示されるものであった。このことから、露光量を適宜設定することにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを同時に制御することが可能であることが確認され実施例 1 1

短辺 3 0 0 mm、長辺 4 0 0 mm、板厚 1. 1 mmの 7 0 5 9ガラス（コ一二ング社製）にスパッタリングによって、厚さ 0. 2 mの酸化クロム/クロムの積層構造膜を形成した。ガラス面側から観察して低反射の光学濃度が 4. 0のものが得られた。

次いで、フォトレジスト（東京応化製 O F P R— 8 0 0 ) を 0. 5 ^ mの厚さに塗布して、プリべークし所定のパターンを形成したマスクを用いて露光し、レジストの現像を行った後に酸化クロム/クロム膜をエッチング、レジストの剥離、線上、乾燥工程を経てブラックマトリックスを形成した。

次に、溶剤とラジカル重合型フォトポリマ一（アクリル系）にサブミクロン粒径のアントラキノン系赤 fe 料（C I ：ピグメントレッド 1 7 7とピグメントイエロ一 1 3 9の混合物）を分散し、ベンジルメタクリレートーメタクリル酸共重合体、ペン夕エリスリトールテトラァクリレート、および 4— [P - N, N—ジ

(エトキンカルボニルメチル） ] —2— 6—ジ（トリク口ロメチル）一 S—トリァジンに溶剤として 3—エトキシプロピオン酸ェチルエステルを加えて、固形分 2 0 %、粘度 6. 5 c P (2 5 °C) に調整した感光性材料の組成物を、最後の熱処理終了後に 1. 6 / mの厚さとなるように塗布した。

次いで、フタロシア二ン系緑色顔料 (C I ：ピグメントグリーン 7とピグメントイエロ一 8 3の混合物）を、赤色の感光性材料に用いたものと同様の組成物に分散した感光性材料を最後の熱処理終了後に 1. 8 の厚さとなるように塗布した。

次いで、フタロシアニン系青色顔料 (C I ：ピグメントブル一 1 5 ： 3とビグメントバイオレツト 2 3の混合物）を、赤色の感光性材料に用いたものと同様の組成物に分散した感光性材料を最後の熱処理終了後に 1. 8 iu mの厚さとなるように塗布した。

次いで、透明保護層と柱状凸部を形成するために、

ネガ型感光性樹脂組成物として、

ビスフヱノール Aクレゾ一ルノボラックエポキシァクリレート 7 5重量部ジペンタエリスリトールテトラァクリレート 2 0重量部重合開始剤（ヂバガイギー製ィルガキユア 3 6 9 ) 5重量部に、溶媒としてプロピレンダリコールモノメチルエーテルァセテ一トを加えて固形分散 i¾を 2 0重量％に調整し、また、熱硬化性樹脂として、エポキシ基を側鎖に有するァクリレート系樹脂（日本合成ゴム製ォプトマ一 S S 6 6 9 9 G) を用いて、これらのネガ型感光性樹脂と熱硬化性樹脂を 5 ： 1の重量比で混合した混合樹脂組成物を、 6. 5 mの厚さに塗布し、基板面を熱板上に載置して 1 5 0°Cにおいて 1 8 0秒間プリべークした後に、ブラックマトリックス部に柱状体を形成するためのパターンを有するフォトマスクを用いて紫外線で露光した。次いで、濃度が 0. 0 5重量％の水酸化力リゥム水溶液によって現像した後に、 2 0 0 °Cにおいて 3 0分間ボストベークすることによって、高さ 3. 8 u mの柱状体と、厚さ 1. 7 の保護膜を一体に形成した。

Claims

請求の範囲

1. 基板上にアル力リ不溶性樹脂およびネガ型感光性樹脂を含んで成る感光性樹脂層を形成する第 1の工程、

所望の開口パターンを備えたフオトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光する第 2の工程、

前記感光性樹脂層をアル力リ性現像液で現像し硬化処理を施すことにより、露光領域である前記開ロパタ一ンに対応した凸部と、未露光領域に対応した凹部とからなる凹凸パターンを形成する第 3の工程、を含んで成る凹凸パターンの形成方法。

2. 第 1の工程において形成される感光性樹脂層におけるアルカリ不溶性樹脂とネガ型感光性樹脂の重量比が 1 ： 2〜1 ： 1 0の範囲である、請求項 1に記載の方法。

3. アル力リ不溶性樹脂がポジ型感光性樹脂である、請求項 1または 2に記載の方法。

4. 前記ポジ型感光性樹脂および前記ネガ型感光性樹脂は異なる感光波長をもち、第 2の工程において、前記ネガ型感光性樹脂の感光波長を含む光による露光を行う、請求項 3に記載の方法。

5. 基^ JLに熱硬化性樹脂およびネガ型感光性樹脂を含んで成る感光性樹脂層を形成した後、前記感光性樹脂層を、前記熱硬化性樹脂の少なくとも一部が硬化するように加熱処理する第 1の工程、

前記感光性樹脂層を現像し硬化処理を施すことにより、露光領域である前記開ロパタ一ンに対応した凸部と、未露光領域に対応した凹部とからなる凹凸パターンを形成する第 3の工程、を含んで成る凹凸バタ一ンの形 β ^法。

6. 第 1の工程において形成される感光性樹脂層における熱硬化性樹脂とネガ型感光性樹脂の重量比が 1 ： 2〜1 ： 1 0の範囲である、請求項 5に記載の方法。

7. 基板が、所定のパターンで形成された複数色の着色層を有する、液晶表示装置用カラ一フィルタ一基板である、請求項 1〜 6いずれか 1項に記載の方法。

8. 基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明保 ¾Sと、前記基の複数の所定部位に形成され、前記透明保^ Sよりも突出した透明な柱状凸部とを備えてなり、前記透明保護層及び前記柱状凸部が請求項 1〜 6の何れかに記載の方法により形成されたものである、液晶表示装置用カラ一フィルター。

9. 基板と、該基社に所定のパターンで形成された鐘色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明保 MSと、前記基の複数の所定部位に形成され、前記透明保 MSよりも突出した透明な柱状凸部とを備えており、前記透明保,はアルカリ不溶性樹脂を分とし、前記は柱状凸部は硬化されたネガ型感光性樹脂を主成分とする液晶表示装置用カラーフィルタ

1 0. アル力リ不溶性樹脂がポジ型感光性樹脂である、請求項 9に記載の力ラーフィルター。

1 1. 基板と、該基¾±に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明保護層と、前記基; κ の複数の所定部位に形成され、前記透明保護層よりも突出した透明な柱状凸部とを備えており、前記透明保護層は熱硬化性樹脂を主成分とし、前記柱状凸部は硬化されたネガ型感光性樹脂を主成分とする液晶表示装置用カラーフィルター。