JP2003149429A

JP2003149429A - 突起構造付きカラーフィルターの形成方法及び突起構造付きカラーフィルター

Info

Publication number: JP2003149429A
Application number: JP2001345054A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kono; 哲夫河野
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置（ＬＣＤ）の視野角を広めるた
めの液晶配向用の突起構造を有するカラーフィルターの
簡便な形成方法、及び該突起構造付きカラーフィルター
を提供する。【解決手段】互いに向き合う側に導電層を備える２枚
の基板間に液晶層が狭持されてなる液晶表示素子であっ
て、該基板上へ感光性樹脂材料層を用いてフォトリソグ
ラフィー法によりカラーフィルターを形成する工程にお
いて、同一の感光性樹脂材料を用いて１回のフォトリソ
グラフィー工程内で、カラーフィルター及び液晶配向用
突起構造を形成することを特徴とする突起構造付きカラ
ーフィルターの形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視野角を広める液
晶配向用の突起構造を有するカラーフィルターの簡便で
有利な形成方法及び該突起構造付きカラーフィルターに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＲＴに代わるフラットパネル型表示装
置として、現在最も広く使用ないし期待されているのは
液晶表示装置（ＬＣＤ）である。中でも、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor)方式のＬＣＤ
（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、パーソナルコンピュータ、ワー
プロ、ＯＡ機器や、携帯テレビジョン等への応用による
市場の一層の拡大が期待され、その画像品質の一層の向
上が求められている。

【０００３】現在、ＴＦＴ−ＬＣＤの中で最も広く利用
されている方式は、ノーマリホワイトモードのＴＮ(Twi
sted Nematic) 型ＬＣＤである。しかし、ＴＮ型ＬＣＤ
は、視野角が狭いという欠点があり、表示画面を観察す
る位置によって表示状態が異なる。そのため、用途が限
定されるという問題があった。尚、この問題は、一般に
電極を備える一対の基板間に液晶を挟持し、電極間に電
圧を印加して表示可能なＬＣＤ（例えば、単純マトリク
ス型やプラズマアドレス型ＬＣＤ）においても同様のこ
とがいえる。

【０００４】上記のような問題を解決する手段として、
特許第２９４７３５０号では、液晶層に対して突起状又
は凹状等の構造体を形成し、該構造体の表面に沿って局
部的に液晶分子の配向状態に傾きを与えて、液晶面に対
して斜めから観察した際にも同様の表示が得られるよう
に、視野角を拡げる技術が提案されている。ここでは、
構造体を形成する材料としてポジレジストが用いられ、
一般的には、レジストからなる最終構造体の硬化度を高
めたり、構造体の形状に傾斜等を持たせる目的で、構造
体の形成後に高温下でのベーク処理が施される。しか
し、ベーク処理を施した場合、ポジレジストからなる構
造体は黄色く着色するという問題がある。特に、フルカ
ラー表示を行うＬＣＤの場合、カラーフィルター以外の
構成物が着色されていると、その色相の付加により３原
色の色純度が低下し、表示される色相にズレを生じ、鮮
やかな画像を表示することができない。

【０００５】また、特開平１０−３０１１１４号公報に
は、画素電極内の液晶分子の配向を複数に分割するよう
に設けられた突起が開示されている。同じく、特開平１
１−２４８９２１号公報にも、カラーフィルター上に分
割配向のための突起を有するカラーフィルターが開示さ
れている。また、特開平１１−２４９１４１号では、基
板の画素対向部分の表面に垂直配向膜を形成して、基板
面に対して互いに平行に所定の傾斜角度で傾斜して配置
することがが開示されている。特開２０００−１４７２
３４号にも、複数着色層と透明電極層の上に、分割配向
用突起パターンを積層したカラーフィルターが提示され
ている。

【０００６】また、特願２０００−２６２９７２号に
は、図４或いは図５に示すような、カラーフィルター層
２０とは別の光硬化性組成物を用いて、更にもう１回フ
ォトリソグラフィー法により、無色透明な突起構造体５
０を設けることにより、液晶分子を分割配向させて視野
角を拡大する技術が記載されている。更に、「電子材
料」１９９９年１２月号の頁２４の図７には、図６に示
すような、ＩＴＯ電極上に形成されたスリット９５によ
っても、前記突起構造体と同様に配向制御が可能である
ことが記載されている。

【０００７】以上のように傾斜膜、突起構造或いは電極
スリットを設けることにより、その表面に沿って局部的
に液晶分子の配向状態に傾きを与えて、液晶表示面に対
して斜めから観察した際にも正面と略同様の表示が得ら
れるように、視野角を拡げる効果はある程度達成されて
いる。しかしながら上記いずれの場合にも、新たな材料
を用いる必要があり、新たな加工プロセスを経る必要が
あるので、加工と材料面で煩雑になりコストを増大させ
る要因になっている。より簡便で有利な視野角拡大の方
法が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来における諸問題を解決し、もっと簡便で且つ品質と
信頼性に優れた液晶配向用突起構造の形成方法を提供す
ることにある。即ち、本発明は、感光性樹脂材料層を用
いてフォトリソグラフィー法によりカラーフィルターを
形成する工程において、この感光性樹脂材料そのものを
用いて同じフォトリソグラフィー工程内において、カラ
ーフィルター及び液晶配向用突起を同一プロセス内で形
成する方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の手段は、以下の通りである。即ち、＜１＞互いに向き合う側に導電層を備える２枚の基板
間に液晶層が狭持されてなる液晶表示素子であって、該
基板上へ感光性樹脂材料層を用いてフォトリソグラフィ
ー法によりカラーフィルターを形成する工程において、
同一の感光性樹脂材料を用いて１回のフォトリソグラフ
ィー工程内で、カラーフィルター及び液晶配向用突起構
造を形成することを特徴とする突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法。＜２＞前記フォトリソグラフィー工程の後に、更に加
熱工程を含む上記<１>に記載の突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法。＜３＞前記突起構造の基板と直交する断面が、台形な
いしは蒲鉾形である上記<１>又は<２>に記載の突起構造
付きカラーフィルターの形成方法。＜４＞前記１回のフォトリソグラフィー工程におい
て、開口率の異なる露光マスクを用いて複数回の露光を
行ない、前記感光性樹脂材料層内の反応率を変化させ
て、現像後の膜厚を同一画素内で異なるようにした上記
<１>〜<３>のいずれかに記載の突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法。＜５＞前記１回のフォトリソグラフィー工程におい
て、露光量が部分的に異なる露光マスクを用いて１回の
露光を行ない、前記感光性樹脂材料層内の反応率を変化
させて、現像後の膜厚を同一画素内で異なるようにした
上記<１>〜<３>のいずれかに記載の突起構造付きカラー
フィルターの形成方法。＜６＞前記感光性樹脂材料層が、仮支持体上に熱可塑
性樹脂層と感光性樹脂層とがこの順に設けられた感光性
転写材料を、転写したものである上記<１>〜<５>のいず
れかに記載の突起構造付きカラーフィルターの形成方
法。＜７＞前記感光性樹脂材料が、仮支持体上に熱可塑性
樹脂層と中間層と感光性樹脂層とがこの順に設けられた
感光性転写材料を、転写したものである上記<１>〜<５
のいずれかに記載の突起構造付きカラーフィルターの形
成方法。＜８＞前記基板と前記カラーフィルターの間に、ＴＦ
Ｔ（薄膜トランジスター）アクティブマトリックス層を
備えた上記<１>〜<７>のいずれかに記載の突起構造付き
カラーフィルターの形成方法。＜９＞前記ＴＦＴ（薄膜トランジスター）アクティブ
マトリックス層が、アモルファスシリコン又は低温ポリ
シリコン基材を用いて形成されたものである上記<８>に
記載の突起構造付きカラーフィルターの形成方法。＜１０＞上記<１>〜<９>のいずれかに記載の形成方法
で作製された突起構造付きカラーフィルター。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法は、互いに向き合う側に導電層を備え
る２枚の基板間に液晶層が狭持されてなる液晶表示素子
であって、該基板上へ感光性樹脂材料層を用いてフォト
リソグラフィー法によりカラーフィルターを形成する工
程において、同一の感光性樹脂材料を用いて１回のフォ
トリソグラフィー工程内で、カラーフィルター及び液晶
配向用突起構造を形成することを特徴とする。

【００１１】以下に、本発明の突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法について、その材料と製法の特徴を詳
細に説明する。本発明において「カラーフィルター」と
は、「色彩を得るために液晶素子に用いられる着色層」
を意味する。カラーフィルターの着色層は、単色でも又
は複数色で構成されていてもよい。複数色の場合は着色
層の面方向において、複数色によってパターニングされ
ている。最終的なカラーフィルターの着色層が複数色に
よってパターニングされている場合、本発明のカラーフ
ィルターの形成方法における「着色層」とは、その中の
１つの色或いは２つ以上の色を有するパターニングされ
た層を意味する。

【００１２】（基板）本発明の突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法において使用する基板は、液晶を挟ん
で液晶素子を構成する液晶層の両側の基板の何れかであ
る。この基板としては、例えばガラス、無アルカリガラ
ス、石英ガラス等の基板、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ
ー）アクティブマトリックス層基板、単純マトリックス
基板、プラスチック基板等を用いることができる。

【００１３】本発明の突起構造付きカラーフィルターの
形成方法において、基板として特にＴＦＴアクティブマ
トリックス基板を用いることは、その広汎な用途と高機
能性の点で好ましい。該ＴＦＴアクティブマトリックス
基板としては、常用のものを制限なく使用することがで
きる。例えば、アクティブマトリクス基板（アレイ基
板）に、ゲート信号線と付加容量電極を形成し、この上
にゲート絶縁膜を形成した後、半導体層及びチャネル保
護層を形成し、更にＴＦＴのソース及びドレインとなる
ｎ+Ｓｉ層を形成し、次に金属層及びＩＴＯ膜をスパッ
タリング法によって形成し、これらをパターニングする
ことにより、ドレイン信号線及びソース信号線を形成す
る等によって作製することができる。

【００１４】前記ＴＦＴ（薄膜トランジスター）アクテ
ィブマトリックス層が、アモルファスシリコン又は低温
ポリシリコン基材を用いて形成されたものであるのが好
ましい。特に透過型のＬＣＤの場合には、ＴＦＴ等のス
イッチング素子を形成するための基材として、クリスタ
ルシリコンを用いると光透過率が不足することがあるの
で、充分な光透過性を確保するために、アモルファスシ
リコンやポリシリコンから成る基材を用いて形成された
ＴＦＴ基板を用いるのが好ましい。

【００１５】また、本発明の突起構造付きカラーフィル
ターの形成方法において、基板上に着色層を形成した
後、上層として更にオーバーコート層及び／又はＩＴＯ
層、及び／又は配向膜、及び／又はスペーサー等、必要
に応じて液晶セルを構成する様々な構成要素を形成でき
る。但し、突起構造を覆う被覆層を形成する場合には、
突起構造の台形ないしは蒲鉾形の断面形状を実質的に維
持することが肝要である。前記突起構造の断面形状が崩
れると、本発明の主旨である視野角拡大の効果が減滅さ
れるか又は安定性に欠け不自然な段差が生じる危惧があ
る。

【００１６】（着色層の形成）前述のように、本発明に
おける着色層とは、液晶素子に用いて色彩を得るための
色が着いた層である。一般には、顔料や染料を樹脂中に
分散ないし溶解して作成される。また、液晶を用いて着
色することも提案されている。また、樹脂そのものの色
を利用することもできる。該着色層の形成法としては、
着色された液状の材料を基板に塗布又は噴霧する方法、
フィルム状材料或いは転写材料を基板に貼り付ける方
法、気相や液相での蒸着、電着、泳動、スパッタリング
による方法、グラビアやスクリーンや平板や凸版による
印刷法等が挙げられる。

【００１７】前記着色層が、その面方向において複数色
によってパターニングされているカラーフィルターの場
合には、各色パターンを形成する際、パターニングと呼
ばれる工程で、着色された層の面方向の一部を硬化し他
を溶解除去して、該着色層を有する部分と該着色層が無
い部分を面方向に混在させる処理が行われる。上記パタ
ーニング化においては、後述の感光性樹脂材料層（ネガ
型の光重合系やポジ型の光重合系を含む）を用い、パタ
ーン露光工程と現像工程（本明細書では、この工程を
「フォトリソグラフィー工程」と言う。）を経ること
で、該パターニングが好適に実施される。例えば、着色
された感光性フィルムを用いて多色の着色層を形成する
場合、ある色の感光性フィルムを前記のごとき基板に貼
り付け、その後パターン露光し現像することによりパタ
ーン画像を得、次いで必要に応じてポスト露光又はポス
トベーキングなどの工程を経て、その色の着色層パター
ン画像を得る。残りの色についても同様な工程により着
色パターンを形成する。面方向に同一色を得る目的で
は、該パターニングは実施されないことがある。

【００１８】次に、着色された感光性樹脂層を用いて、
カラーフィルターの着色層を形成する具体的な方法につ
いて述べる。着色された感光性樹脂層は、着色剤を含む
感光性樹脂材料から形成される。基板の上に着色された
感光性樹脂層を形成する方法としては、上記の着色剤を
含む感光性樹脂材料を含む塗布液を塗布し乾燥すること
により形成する方法や、前記塗布液を予めプラスチック
フィルム等からなる仮支持体の上に塗布し乾燥して、フ
ィルムタイプの着色された感光性樹脂層（以後、これを
「一体型フィルム」と言うことがある。）を作製し、こ
れを基板に転写することにより形成する方法があり、一
般的には後者の転写方法が膜厚制御が容易で品質に優れ
るので好ましい。

【００１９】（感光性樹脂材料）本発明において使用さ
れる感光性樹脂材料としては、一般の感光性樹脂材料が
特に制限なく使用することができる。例えば、特開平３
−２８２４０４号公報の６頁右上欄５行〜７頁左下欄１
２行に記載の感光性ジアゾ樹脂とバインダーを含むネガ
型感光性樹脂組成物、同公報７頁左下欄１３行〜９頁左
上欄１０行に記載の付加重合性モノマーと光重合開始剤
とバインダーを含む光重合性組成物、同公報９頁左上欄
１１行〜同頁右上欄３行に記載のアジド化合物とバイン
ダーを含む感光性樹脂組成物、同公報９頁右上欄４〜１
０行に記載の桂皮酸型感光性樹脂のすべてを使用するこ
とができる。中でも好ましいものは、前記の付加重合性
モノマーと光重合開始剤とバインダーからなる光重合性
組成物である。前記感光性樹脂材料としては、アルカリ
水溶液により現像可能なものと、有機溶剤により現像可
能なものが知られているが、公害防止及び環境安全性の
確保の観点からアルカリ水溶液で現像可能なものが好ま
しい。

【００２０】本発明で使用する感光性樹脂材料として
は、ポジ型及びネガ型のいずれも使用可能である。光を
照射した部分が溶解性を帯び現像で除去されるタイプの
感光性樹脂材料をポジ型と呼び、光を照射した部分が溶
解性を失い非照射部分が現像で除去されるタイプをネガ
型と呼ぶ。アルカリ可溶性樹脂を使用するポジ型の感光
性樹脂材料としては、特開平７−４３８９９号公報の段
落［０００９］〜［００２０］に記載のノボラック系の
樹脂の他、特開平６−１４８８８８号公報の段落［００
１１］、［００３０］〜［００３２］に記載のアルカリ
可溶性樹脂、感光剤として１，２−ナフトキノンジアジ
ドスルホン酸エステル及びパターニング後加熱処理によ
り耐熱性および耐溶剤性付与できる熱硬化剤の混合物を
含む感光性樹脂材料が挙げられる。前記アルカリ可溶性
樹脂としては前記公報の段落［００１３］〜［００２
０］に記載のものが、感光剤としては段落［００２７］
に記載のものが、熱硬化剤としては段落［００２１］〜
［００２６］に記載のものが挙げられる。また特開平５
−２６２８５０号公報記載の組成物も活用可能である。
更に、アルカリ可溶性の着色された感光性樹脂材料とし
ては、特開平５−７２７２４号公報の表１、段落［００
４８］、［００６５］に記載のものが挙げられる。ま
た、特開平１１−１３３６００号公報に記載の感放射線
性樹脂組成物に使用する成分である、同公報段落［００
１９］〜［００２２］に記載の重合性化合物Ｂと、同公
報段落［００２３］、［００２５］〜［００２７］に記
載の重合開始剤Ｃを加えたものや、更にこれらに同公報
段落［００３４］〜［００３５］に記載の界面活性剤や
段落［００３６］に記載の接着助剤を加えたものも利用
できる。

【００２１】前記感光性樹脂層は、光硬化性組成物と必
要に応じて他の成分を有機溶剤に溶解して塗布液（感光
性樹脂層用塗布液）を調製し、例えば、スピンコート法
等の公知の塗布方法により基板上に塗布し乾燥する等し
て形成することができる。前記有機溶剤としては、前記
熱可塑性樹脂層用塗布液の調製に使用可能なものと同様
のものが挙げられる。感光性樹脂層の膜厚としては、
０．５〜１０μｍが好ましく、１〜６μｍがより好まし
い。該層厚が０．５μｍ未満であると、感光性樹脂層用
塗布液を塗布し乾燥した時にピンホールが発生し易く、
製造適性が低下することがあり、１０μｍを超えると、
現像時に未露光部を除去するのに長時間を要することが
ある。

【００２２】（着色剤）前記感光性樹脂材料には、着色
剤が添加される。着色剤としてはカラーフィルターを形
成するための黒色着色剤、赤色着色剤、緑色着色剤、青
色着色剤等が適宜使用される。着色剤は染料および顔料
のいずれも使用可能である。好ましい染料ないし顔料の
例は、ｐ−Ｃｌピロロピロール、ターシャルブチルピロ
ロピロール、ピロロピロール、ｍ−Ｃｌピロロピロー
ル、ｍ−ＣＮピロロピロールの他、特開平５−７２７２
４号公報の段落［００１９］に記載の染料ないし顔料、
特開平３−２８２４０４号公報の９頁左下欄１行〜同頁
右下欄１２行の染料ないし顔料が挙げられる。顔料は感
光性樹脂組成物に均一に分散させる必要があるので、好
ましくは５μｍ以下の粒径、より好ましくは１μｍ以下
の粒径を有するものである。

【００２３】本発明で使用する感光性樹脂材料には、上
記成分の他に、更に紫外線吸収剤を必要により添加する
ことができる。好ましい紫外線吸収剤としては、サリシ
レート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、
シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、ヒンダー
ドアミン系等が挙げられる。

【００２４】（一体型の着色された感光性樹脂層）本発
明の感光性樹脂層としては、特開平５−７２７２４号公
報等に記載されている感光性樹脂転写材料、即ち仮支持
体上に感光性樹脂層を含む他必要構成成分が積層され一
体型となったフイルムを基板に転写して形成することが
好ましい。該一体型フイルム（転写材料）の好ましい構
成例は、仮支持体／熱可塑性樹脂層／感光性樹脂層／保
護フイルム、又は、仮支持体／熱可塑性樹脂層／酸素遮
断膜（中間層）／感光性樹脂層／保護フイルムである。
これらの構成は、特開平５−７２７２４号公報等に記載
の感光性転写材料を参照することができる。仮支持体と
しては前記公報の段落［０００５］、［０００６］に記
載のポリエチレンテレフタレート等のプラスチックシー
ト等が、熱可塑性樹脂層としては同公報段落［０００
７］乃至［００１０］の熱可塑性樹脂の他、段落［００
１１］乃至［００１３］に記載のアルカリ可溶性の熱可
塑性樹脂が挙げられる。また、酸素遮断膜としては、前
記公報の段落［００１４］及び［００１５］に、酸素に
対して僅かな透過性を有するに過ぎない分離層として示
されているものを挙げることができる。低い酸素透過性
を示し、水又はアルカリ水溶液に分散又は溶解するもの
が好ましく、公知のものの中から適宜選択することがで
きる。特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリ
ビニルピロリドンの組み合わせである。また、保護フィ
ルムは前記公報の段落［００２０］に記載のものが挙げ
られる。

【００２５】この転写材料は、仮支持体上に、少なくと
も感光性樹脂層が設けられてなるが、該感光性樹脂層
は、少なくとも温度１５０℃以下で軟化もしくは粘着性
を有する熱可塑性を示す転写適性を有し、また光もしく
は光が照射されると硬化する一方、未照射部はアルカリ
溶液に対して易溶性でレジスト特性を備える。

【００２６】本発明においては、特に、仮支持体上にア
ルカリ可溶な熱可塑性樹脂層と中間層と感光性樹脂層と
がこの順に設けられてなる転写材料が好ましく、更に前
記感光性樹脂層上にカバーフィルムが設けられているの
も好ましい。一体化フィルムを使用する方法は、ＴＦＴ
アクティブマトリクス基板等の基板にカラーフィルター
を形成する場合にも適用することができる。一体型フィ
ルムを用いない場合でも、着色された感光性樹脂層を露
光する際、感光性樹脂層の上に更に酸素遮断膜を形成し
ておくことができる。該酸素遮断膜としては、上記の一
体型フィルムの層を形成する酸素遮断膜が同様に使用で
きる。

【００２７】（アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層）前記ア
ルカリ可溶な熱可塑性樹脂層は、仮支持体上の第一層目
として設けられ、主として熱可塑性樹脂を含んでなり、
必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。該熱可塑性
樹脂としては、転写後のアルカリ現像を可能とし、ある
いは転写時の転写条件によっては熱可塑性樹脂が周囲に
はみ出して被転写体である導電膜上を汚染してしまう場
合に除去処理を可能とする観点から、アルカリ性水溶液
に可溶な樹脂が好適である。更に、熱可塑性樹脂層は、
被転写体である基板の導電膜上に転写する際、導電パタ
ーン膜上に存在する凹凸に起因して生じ得る転写不良を
防止するクッション材としての機能をも発揮させる観点
から、加熱密着時に前記凹凸に応じて変形しうる充分な
可塑性を有するのが好ましい。

【００２８】上記の点から、前記熱可塑性樹脂として
は、アルカリ可溶性であって、実質的な軟化点が８０℃
以下の樹脂が好ましい。転写材料は、仮支持体上に熱可
塑性樹脂層の他、後述の中間層、感光性樹脂層を順次積
層して構成されるが、特に熱可塑性樹脂層と仮支持体と
の間の接着強度が他の層間における接着強度よりも小さ
くすることが必要であり、これにより転写後に仮支持体
を容易かつ熱可塑性樹脂層表面の破壊を伴うことなく除
去することができる。即ち、仮支持体除去後の感光性樹
脂層への露光を均一に行うことが可能となる点で重要で
ある。

【００２９】前記熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂と必
要に応じて他の成分を有機溶剤に溶解して塗布液（熱可
塑性樹脂層用塗布液）を調製し、例えば、スピンコート
法等の公知の塗布方法により仮支持体上に塗布し乾燥等
して形成することができる。前記熱可塑性樹脂層の膜厚
としては、６〜１００μｍが好ましく、６〜５０μｍが
より好ましい。該層厚が６μｍ未満であると、導電層上
の１μｍ以上の凹凸を完全に吸収することができないこ
とがあり、１００μｍを超えると、現像性や製造適性が
低下することがある。

【００３０】（中間層）前記中間層は、該中間層上に設
けられる前記感光性樹脂層及び前記熱可塑性樹脂層の形
成に有機溶剤が用いられるため、両層が互いに混ざり合
うのを防止する機能を有する。また、該中間層は、水又
はアルカリ水溶液に分散又は溶解するものであればよ
く、酸素透過性の低いものが好ましい。前記中間層は、
水又はアルカリ水溶液に分散、溶解可能な樹脂成分を主
に構成され、必要に応じて、界面活性剤等の他の成分を
含んでいてもよい。中でも、ポリビニルアルコールとポ
リビニルピロリドンとを組合せてなるものが特に好まし
い。更に、前記ポリビニルアルコールとしては、鹸化率
が８０％以上のものが好ましい。また、前記ポリビニル
ピロリドンの含有量としては、中間層の固形体積の１〜
７５％であることが好ましく、１〜６０％であることが
より好ましく、１０〜５０％であることが最も好まし
い。

【００３１】前記中間層は、その酸素遮断能が低下する
と、感光性樹脂層の重合感度が低下して、露光時の光量
をアップしたり、露光時間を長くする必要が生ずるばか
りか、解像度も低下することになるため、酸素透過率の
小さいことが好ましい。前記中間層の層厚としては、約
０．１〜５μｍが好ましく、０．５〜２μｍがより好ま
しい。前記層厚が、約０．１μｍ未満であると、酸素透
過性が高すぎて感光性樹脂層の重合感度が低下すること
があり、約５μｍを越えると、現像や中間層除去時に長
時間を要することがある。

【００３２】（仮支持体）前記仮支持体としては、熱可
塑性樹脂層に対して転写に支障とならない程度の剥離性
を有するものが好ましく、化学的、熱的に安定で可撓性
のものが好ましい。具体的には、テフロン（Ｒ）、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等の薄膜シート若しくはこれらの
積層物が好適に挙げられる。

【００３３】仮支持体と前記熱可塑性樹脂層との間に良
好な剥離性を確保するために、グロー放電等の表面処理
は施さず、またゼラチン等の下塗り層も設けないことが
好ましい。該仮支持体の厚みとしては、５〜３００μｍ
が適当であり、２０〜１５０μｍが好ましい。

【００３４】（カバーフィルム）前記感光性樹脂層上に
は、保管等の際の汚れや損傷から保護する目的で、カバ
ー（保護）フィルムを設けることが好ましい。カバーフ
ィルムは、感光性樹脂層から容易に剥離可能なものの中
から選択でき、前記仮支持体と同一又は類似の材料から
なるものであってもよい。具体的には、例えば、シリコ
ーン紙、ポリオレフィン又はポリテトラフルオロエチレ
ンシート等が好ましく、中でも、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンフィルムがより好ましい。前記カバーフィルム
の厚みとしては、約５〜１００μｍが好ましく、１０〜
３０μｍがより好ましい。

【００３５】（パターン露光と現像）着色された感光性
樹脂層をパターニングする場合には、所定パターンのマ
スクを介して光照射しパターン露光を行い、その後現像
してパターン状の着色層を得る。本明細書ではこれをフ
ォトリソグラフィー工程と呼ぶ。前記露光は、３００〜
５００ｎｍの波長光の照射により行なうことができ、光
源としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタ
ルハライドランプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ等が利用できる。
前記露光の後、現像処理を行なって、熱可塑性樹脂層、
中間層及び不要部（未硬化部分）の感光性樹脂層を除去
する。

【００３６】現像液には無機系と有機系の現像液があ
り、ガラス基板上にカラーフィルターを形成する場合に
は、どちらの現像液も使用できる。しかしながら、ＣＯ
Ａ即ち、ＴＦＴアクティブマトリックス基板上にカラー
フィルターを形成する場合には、無機アルカリ現像液中
のＮａやＫイオンがコンタミ（汚染）の原因になるの
で、有機アルカリ現像液を使用しなければならない。

【００３７】前記アルカリ水溶液としては、アルカリ性
物質の希薄水溶液が好ましく、更に水混和性のある有機
溶剤を少量添加したものも好適に使用することができ
る。アルカリ水溶液中のアルカリ性物質の濃度として
は、０．０１〜３０質量％が好ましく、更にｐＨとして
は、８〜１４が好ましい。前記有機アルカリ現像液とし
ては、ｐＫａ＝７〜１３の有機化合物を０．０５〜５ｍ
ｏｌｅ／Ｌの濃度含む現像液が好ましいが、更に水と混
和性を有す有機溶剤を少量添加しても良い。現像液のｐ
Ｈは８〜１３が好ましい。水と混和性を有する有機溶剤
は、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−
プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノｎ−
ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクト
ン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸
エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、Ｎ−メチル
ピロリドン等がある。該有機溶剤の濃度は０．１質量％
〜３０質量％であるのが好ましい。また、アルカリ水溶
液には、公知の種々の界面活性剤を添加することもでき
る。界面活性剤の濃度としては、０．０１〜１０質量％
が好ましい。

【００３８】前記現像は、公知の方法により行え、溶剤
若しくは水性の現像液、特にアルカリ水溶液等を用い
て、例えば、(a)露光後の基板自体を現像浴中に浸漬す
る、(b)露光後の基板にスプレー等により噴霧する等し
て、更に必要に応じて、溶解性を高める目的で、回転ブ
ラシや湿潤スポンジ等で擦ったり、超音波を照射しなが
ら行うことができる。露光後の感光性樹脂層の溶解性部
分を除去するには、現像液中で回転ブラシで擦るか湿潤
スポンジで擦る等の方法を組み合わせることができる。
現像液の液温度は２０℃〜４０℃が好ましい。該現像処
理の後に蒸留水、イオン交換水、超純粋等による水洗工
程を入れることが好ましい。

【００３９】現像処理した後、更に２００〜２６０℃下
でベークするのが好ましい。べーク処理することによ
り、突起構造体をより硬化させることができ、また該構
造体の収縮或いは流動により、該構造体の形状を台形か
ら蒲鉾形に適度に滑らかにすることができる。

【００４０】前記構造体の形状の中でも、十分な視野角
が得られる点で、基板と直交する断面が台形及び蒲鉾形
のいずれかの形状を有する構造体が好ましく、前記した
基板の導電層面を底面とする台形型、蒲鉾型や、帯状に
基板上に形成されその長さ方向と直交する断面形状が半
円形、台形、蒲鉾形の柱状体などが好ましい。

【００４１】（ＴＦＴアクティブマトリックス基板への
着色層形成）前記の一体型フィルムを用いてＴＦＴアク
ティブマトリックス基板に着色層を形成するには、まず
初めにアクティブマトリックス基板に、黒色の一体型フ
ィルムの保護フィルムを剥がしてこれをラミネート法に
より貼り合わせ、遮光部或いは額縁部となる部分のみ露
光し（ネガ型感光性樹脂材料を用いる場合）、現像し
て、黒色層を形成し、その後ＴＦＴ誤作動に影響を与え
ない範囲でポスト露光又はポストベーク等の処理を行
う。次に、赤色の一体型フィルムを用いてラミネート法
により貼り合わせ、赤色を表示する画素からコンタクト
ホール及びＴＦＴを除いた部分のみ露光し、現像して赤
色層を形成し、その後ＴＦＴ誤作動に影響を与えない範
囲でポスト露光又はポストベーク等の処理を行う。次い
で、緑色、青色の一体型フィルムを用いて、同様に順次
画素を覆う着色層を形成する。前記ポスト露光又はポス
トベーク処理は不純物の溶出を防止する他、下地との密
着性を増す効果もある。この処理による顔料の退色やａ
−Ｓｉに対する悪影響は殆どない。

【００４２】こうして着色層（カラーフィルター）を形
成したアクティブマトリックス基板を検査し、洗浄およ
び再度のベーク処理等を施す。その後、ＵＶアッシャー
処理し、ＩＴＯ膜をスパッタ法により形成し、このＩＴ
Ｏ膜をパターニングしてなる画素電極を形成し、この画
素電極をコンタクトホールを介してドレイン信号線に接
続する。

【００４３】（突起構造の形成）液晶表示素子は、標準
的には例えば、カラーフィルターと該カラーフィルター
上に導電層（例えば透明画素電極）とを備えるフィルタ
ー側基板と、これと対向配置される導電層（例えば透明
共通電極）付きの対向基板との２枚の基板（前記フィル
ター側基板及び対向基板のいずれに薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）等の駆動素子が設けられていてもよい。）に
よって液晶層が狭持されてなる。

【００４４】本発明では、同一の感光性樹脂材料を用い
て１回のフォトリソグラフィー工程内でカラーフィルタ
ー上に形成された液晶配向用突起を設けることによっ
て、液晶分子の配向の向きを規制し、液晶面に対する観
察位置（視野角）に依存しない広視野角を確保すること
ができる。また本発明において、前記液晶配向用突起
は、既述の感光性樹脂材料から形成され、感光性樹脂材
料に光を所要のパターン状に照射して硬化し、現像処理
により不要部（未硬化部）を除去することによって形成
される。

【００４５】具体的には、例えば図１の（ａ）及び
（ｂ）に示すように、開口率の異なる露光マスク３を用
いて複数回（図では２回を示す。）の露光を行ない、感
光性樹脂材料層２内の反応率又は硬化率を変化させて、
現像後の膜厚を図１−（ｃ）に示すように同一画素内で
異なるようにして、１回のフォトリソグラフィー工程内
において、画素２内に突起構造４付きのカラーフィルタ
ーを形成することが出来る。ここで、前記現像の後に加
熱工程を入れると、上記で形成された突起構造４の基板
と直交する断面が、図１−（ｄ）に示すように、台形か
ら蒲鉾形に変形し、視野角を広めるための液晶分子の配
向が一層滑らかになり好ましい。

【００４６】他の具体例としては、例えば図２−（ａ）
に示すように、露光量が部分的に異なる露光マスクを用
いて１回の露光を行ない、感光性樹脂材料層２内の反応
率又は硬化率を変化させて、現像後の膜厚を図２−
（ｂ）に示すように同一画素内で異なるようにして、１
回のフォトリソグラフィー工程内において、画素２内に
突起構造４付きのカラーフィルターを形成することも出
来る。ここでも、現像の後に加熱工程を入れると、形成
された突起構造４の基板と直交する断面が、図２−
（ｃ）に示すように、台形から蒲鉾形に変形し、液晶分
子の配向がより滑らかになるので好ましい。

【００４７】（液晶表示素子）本発明において、液晶表
示素子は、互いに対向し合う側に導電層が設けられた２
枚の基板（ＴＦＴ基板も含む）の間に液晶層が狭持され
て構成され、既述の本発明の突起構造付きカラーフィル
ターは、通常、基板と導電層との間に設けられる。上記
の突起構造付きカラーフィルター層の上には、更にオー
バーコート層が被覆されていてもよいが、この場合には
突起の凸型形状が実質的に維持されていなければならな
い。また、これらを含む基板の導電層上にはこれらを覆
って配向膜を形成することもできる。

【００４８】液晶表示素子の一般的な構成態様として
は、（１）薄膜トランジスター（ＴＦＴ）等の駆動素子
と画素電極（導電層）とが配列形成された駆動側基板
と、カラーフィルター及び対向電極（導電層）を備える
フィルター側基板とをスペーサ等を介在させて対向配置
し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるもの、
（２）カラーフィルターが前記駆動側基板に直接形成さ
れたカラーフィルター一体型駆動基板と、対向電極（導
電層）を備える対向基板とをスペーサを介在させて対向
配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるも
の等が挙げられ、本発明の突起構造付きカラーフィルタ
ーはいずれにも用いられるが、特に（２）のカラーフィ
ルター一体型（オンアレイ）駆動基板として好適に使用
できる。

【００４９】前記ＴＦＴ等の駆動素子と画素電極とが配
列形成された駆動側基板としては、例えば、互いに垂直
に交わってマトリックス状に配設されたデータバスライ
ン及びゲートバスラインと接続されたＴＦＴ、及びＴＦ
Ｔを介してデータバスラインと接続する導電層が設けら
れたもの等が挙げられる。

【００５０】前記態様のいずれにおいても、液晶表示素
子を構成する基板の両方に導電層が形成され、該両導電
層間に電圧が印可されその間に狭持される液晶材料がそ
の電圧に応じて配向状態を変化させ表示を行う。従っ
て、既述の突起構造付きカラーフィルターは、いずれの
導電層上にも所望の形状及び形態で形成することができ
る。

【００５１】前記態様（１）の一例として、図７により
その概略構成を説明する。上側の基板１０は、フィルタ
ー側基板である。ガラス基板１０の液晶層に対向する側
の表面には、突起構造５０が一体で形成されたカラーフ
ィルター層２０、共通電極をなすＩＴＯ膜（電極層）４
０、及び配向膜６０が形成されている。下側の基板８０
は、ＴＦＴを備える駆動側基板である。ＴＦＴ基板８０
の液晶層に対向する側の表面には、該ＴＦＴのドレイン
電極（図示してない。）と接合するＩＴＯ膜（電極層）
７０、及び、配向膜６０が形成されている。前記ガラス
基板１０及びＴＦＴ基板８０の間には、液晶材料を封入
してなる液晶層が狭持され、突起構造５０は液晶層側に
凸に突起し、該凸面に沿って液晶分子９０が配向してい
る。尚、前記態様（２）のＣＯＡの場合も基本的な構成
は同じで、突起構造付きカラーフィルター層２０とＩＴ
Ｏ膜（電極層）４０及び配向膜６０が、ＴＦＴ基板８０
上に形成され、ＩＴＯ膜（電極層）７０及び配向膜６０
がガラス基板１０上に形成される構成となる。また、図
８に示す様に、上側のフィルター側基板の構成は前記図
７の態様（１）と同じで、下側のＴＦＴ基板８０の液晶
層に対向する側の表面に、該ＴＦＴのドレイン電極と接
合するＩＴＯ膜（電極層）７０にスリット部９５が形成
されている本形態も、液晶分子を安定して分割配向でき
るので好ましい実施形態である。

【００５２】以上の通り、基板の導電層と液晶層との間
に、突起構造付きカラーフィルターが設けられるので、
液晶表示面に対する観察位置（視野角）に依存しない広
視野角を確保することができると共に、３原色（Ｂ(青
色)、Ｇ(緑色)、Ｒ(赤色)）の色純度をも損なわれず、
色相ズレのない鮮明なフルカラー画像を表示しうる液晶
表示素子を提供することができる。

【００５３】

【実施例】以下に実施例を示し本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のではない。［実施例１］本実施例では、赤色着色層での液晶配向用
の突起構造を有する赤色カラーフィルターの形成例を示
す。厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルムの仮支持体上に、下記の処方（Ｈ１）から
なる熱可塑性樹脂層用の塗布液を塗布し乾燥させ、次に
下記処方（Ｉ１）からなる酸素遮断膜用の塗布液を塗布
し乾燥させ、更に下記感光性樹脂層溶液（Ｋ１、Ｒ１、
Ｇ１、Ｂ１）を塗り付け乾燥させ、該仮支持体の上に乾
燥膜厚が１４．６μｍの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が
１．６μｍの酸素遮断膜と、乾燥膜厚がＫ１のみ２μ
ｍ、他は４μｍの感光性樹脂層を設け、保護フイルム
（厚さ１２μｍのポリプロピレンフィルム）を圧着し
て、４種類の一体型フイルムを得た。前記の仮支持体、
熱可塑性樹脂層、酸素遮断膜および感光性樹脂層が一体
となった４種類の一体型フイルムのサンプル名を、使用
した感光性樹脂層塗布液の符号（Ｋ１、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ
１）を用いて、以後、一体型フイルム（Ｋ１、Ｒ１、Ｇ
１、Ｂ１）と呼ぶ。

【００５４】 <熱可塑性樹脂層処方：Ｈ１> ・塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体３００質量部・塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体８０質量部・フタル酸ジブチル９０質量部（メチルエチルケトンを溶媒とした）

【００５５】 <酸素遮断膜処方：Ｉ１> ・ポリビニルアルコール１８０質量部・弗素系界面活性剤８質量部（水を溶媒とした）

【００５６】 <感光性樹脂層溶液：Ｋ１> ・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体６０質量部・ペンタエリスリトールテトラアクリレート４０質量部・ミヒラーズケトン３質量部・２-（ｏ-クロロフェニル）-４，５-ジフェニルイミダゾール二量体３質量部・カーボンブラック分散物１００質量部（メチルエチルケトンを溶媒とした）

【００５７】 <感光性樹脂層溶液：Ｒ１> ・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合１３質量部・ペンタエリスリトールヘキサアクリレート３８質量部・フェノチアジン０．８質量部・２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スリチルメチル）−１，３，４−オキサジアゾール３．１質量部・２，４，６−トリス［２，４−ビス（メトキシカルボニルオキシ）フェニル］ −１，３，５トリアジン３．８質量部・７−［２−［４−（３−ヒドロキシメチルピペリジノ）−６−ジエチルアミノ］トリアジルアミノ］−３−フェニル１５質量部・Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２５４分散液２２０質量部（メチルエチルケトンを溶媒とした）

【００５８】 <感光性樹脂層溶液：Ｇ１> ・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体３２質量部・ペンタエリスリトールヘキサアクリレート４０質量部・フェノチアジン０．０４質量部・２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スリチルメチル）−１，３，４−オキサジアゾール１．９質量部・７−［２−［４−（３−ヒドロキシメチルピペリジノ）−６−ジエチルアミノ］トリアジルアミノ］−３−フェニル１３質量部・Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６分散液６０質量部・Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３８分散液１０質量部（メチルエチルケトンを溶媒とした）

【００５９】 <感光性樹脂層溶液：Ｂ１> ・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体２２質量部・ペンタエリスリトールヘキサアクリレート４０質量部・フェノチアジン０．２質量部・２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スリチルメチル） −１，３，４−オキサジアゾール２質量部・２，４，６−トリス［２，４−ビス（メトキシカルボニルオキシ）フェニル］ −１，３，５トリアジン２．５質量部・Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６分散液１６０質量部（メチルエチルケトンを溶媒とした）

【００６０】（ガラス基板への着色層の形成） <ガラス基板の洗浄>ガラス基板を、室温の超純水中で超
音波洗浄を１分間行なった後、エアーブローを行ない乾
燥した。

【００６１】<着色層の形成>前記一体型フイルム（Ｒ
１）の保護フイルムを剥離して、ガラス基板にラミネー
トし、図１の（ａ）〜（ｂ）に示す様に（但し、熱可塑
性樹脂層と酸素遮断膜は図示してない。）２回の露光を
行なった。１回目（ａ）は４０ｍＪ／ｃｍ²の照射エネ
ルギーでパターン露光、２回目（ｂ）は１５ｍＪ／ｃｍ
²の照射エネルギーでパターン露光した後、トリエタノ
ールアミン系現像液にてシャワー現像して、熱可塑性樹
脂層と酸素遮断膜を除去した。引き続き、炭酸ナトリウ
ム系現像液でシャワー現像し、感光性樹脂層を現像しパ
ターニング画像（図１の（ｃ）に示す。）を得た。その
後、２２０℃×２５分間のポストベーク処理を行ない、
赤色画素（図１の（ｄ）に示す。）を得た。

【００６２】続いて、前記の一体型フイルム（Ｇ１、Ｂ
１、Ｋ１）を順次用いて、同様にして緑色、青色、黒色
の画像からなる着色層付ガラス基板（カラーフィルタ
ー）を形成した。但し、黒色の一体型フイルム（Ｋ１）
については、裏面より１回のパターン露光（照射エネル
ギー：５０ｍＪ／ｃｍ²）で画像を形成した。最後に、
２２０℃×１３０分間のポストベーク処理を行ない、本
発明に従う液晶分割配向用の突起付カラーフィルターを
得た。

【００６３】上記で得られた突起付カラーフィルターの
画素断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、図３に示
すような、突起が形成されたカラーフィルター画素が出
来ていることが確認できた。形成された液晶分割配向用
の突起の幅（ｄ）は１０〜１５μｍ、その高さ（ｈ）は
１．０〜１．５μｍの蒲鉾状で、図３に示す両端角度
（θ）は１０〜２５°であった。本実施例では、液晶分
割配向用の突起を有するカラーフィルターを、合計４回
のフォトリソグラフィー工程で形成することが出来た。

【００６４】［実施例２］実施例１の<着色層の形成>に
おいて、ガラス基板の代わりにＴＦＴアクティブマト
リックス基板を用い、着色層の形成の順序を黒色（Ｋ
１）→赤色（Ｒ１）→緑色（Ｇ１）→青色（Ｂ１）の順
に変え、第１段の現像液を有機アルカリ現像液（超純
水…９７質量部、トリエタノールアミン…３質量部；ア
ルカリ金属濃度５０ｐｐｂ）に変え、第２段の現像液
も有機アルカリ現像液（ジエタノールアミン水溶液…
０．２ｍｏｌｅ／Ｌ；ジエタノールアミンのｐＫａ８．
９、アルカリ金属濃度５０ｐｐｂ）に変えたこと以外
は、実施例１と同様にして実施例２に従う突起付カラー
フィルターを得た。形成された突起の幅（ｄ）は１０〜
１５μｍ、高さ（ｈ）は１．０〜１．５μｍの蒲鉾状
で、両端角度（θ）は１０〜２５°であった。本実施例
でも、液晶分割配向用の突起を有するカラーフィルター
を、合計４回のフォトリソグラフィー工程で形成するこ
とが出来た。

【００６５】［実施例３］実施例１において、<着色層
の形成>のプロセスのみ下記の様に変えたこと以外は、
実施例１と同様にして実施例３に係わる突起付カラーフ
ィルターを得た。

【００６６】<着色層の形成>前記一体型フイルム（Ｒ
１）の保護フイルムを剥離後ガラス基板にラミネート
し、図２の（ａ）に示す様に（但し、熱可塑性樹脂層と
酸素遮断膜は図示してない。）露光を行なった。使用し
た露光マスクは、中央部１５μｍφの円部分は光透過率
が高く、その外側円環部分の画素部は光透過率がその約
半分になっており、この露光マスクを介して４０ｍＪ／
ｃｍ²の照射エネルギーでパターン露光を行なった。こ
の後、トリエタノールアミン系現像液にてシャワー現像
して、熱可塑性樹脂層と酸素遮断膜を除去した。引き続
き、炭酸ナトリウム系現像液でシャワー現像し、感光性
樹脂層を現像しパターニング画像（図２の（ｂ）に示
す。）を得た。その後、２２０℃×２５分間のポストベ
ーク処理を行ない、赤色画素（図２の（ｃ）に示す。）
を得た。

【００６７】続いて、前記の一体型フイルム（Ｇ１、Ｂ
１、Ｋ１）を順次用いて、同様にして緑色、青色、黒色
の画像からなる着色層付ガラス基板（カラーフィルタ
ー）を形成した。但し、黒色の一体型フイルム（Ｋ１）
については、裏面より１回のパターン露光（照射エネル
ギー：５０ｍＪ／ｃｍ²）で画像を形成した。最後に、
２２０℃×１３０分間のポストベーク処理を行ない、本
発明に従う液晶分割配向用の突起付カラーフィルターを
得た。

【００６８】得られたカラーフィルターの画素断面を走
査型電子顕微鏡で観察した結果、突起付きカラーフィル
ター画素が形成できたことが確認できた。突起の幅
（ｄ）は１５〜２０μｍ、高さ（ｈ）は１．１〜１．５
μｍの蒲鉾状で、角度（θ）は１５〜２５°であった。
本実施例でも、液晶分割配向用の突起を有するカラーフ
ィルターを、合計４回のフォトリソグラフィー工程で形
成することが出来た。

【００６９】［実施例４］実施例３の<着色層の形成>に
おいて、ガラス基板の代わりにＴＦＴアクティブマト
リックス基板を用い、着色層の形成の順序を黒色（Ｋ
１）→赤色（Ｒ１）→緑色（Ｇ１）→青色（Ｂ１）の順
に変え、第１段の現像液を有機アルカリ現像液（超純
水…９７質量部、トリエタノールアミン…３質量部；ア
ルカリ金属濃度５０ｐｐｂ）に変え、第２段の現像液
も有機アルカリ現像液（ジエタノールアミン水溶液…
０．２ｍｏｌｅ／Ｌ；ジエタノールアミンのｐＫａ８．
９、アルカリ金属濃度５０ｐｐｂ）に変えたこと以外
は、実施例３と同様にして実施例４に従う突起付カラー
フィルターを得た。形成された突起の幅（ｄ）は１５〜
２０μｍ、高さ（ｈ）は１．１〜１．５μｍの蒲鉾状
で、角度（θ）は１５〜２５°であった。本実施例で
も、液晶分割配向用の突起を有するカラーフィルター
を、合計４回のフォトリソグラフィー工程で形成するこ
とが出来た。

【００７０】［比較例１］実施例１において、<着色層
の形成>のプロセスを下記の様に変えて、まず比較例１
に係わるカラーフィルターを得た。

【００７１】<着色層の形成>前記一体型フイルム（Ｒ
１）の保護フイルムを剥離後ガラス基板にラミネート
し、２０ｍＪ／ｃｍ²の照射エネルギーでパターン露光
を行なった後、トリエタノールアミン系現像液にてシャ
ワー現像して、熱可塑性樹脂層と酸素遮断膜を除去し
た。引き続き、炭酸ナトリウム系現像液でシャワー現像
し、感光性樹脂層を現像しパターニング画像を得た。そ
の後、両面から５００ｍＪ／ｃｍ²でポスト露光を行
い、引き続き２２０℃×２５分間のポストベーク処理を
実施し、赤色画素を得た。続いて、一体型フイルム（Ｇ
１、Ｂ１、Ｋ１）を順次用いて、同様にして緑色、青
色、黒色の画像からなる着色層付ガラス基板（カラーフ
ィルター）を形成した。

【００７２】上記のカラーフィルターの上に、特願２０
００−２６２９７２号に記載されている感光性樹脂組成
物を使用して、次に述べるフォトリソグラフィー工程で
突起構造体を形成した。即ち、まず仮支持体上に、熱可
塑性樹脂層と酸素遮断膜と下記処方（Ｔ１）よりなる感
光性樹脂層を設け、保護フイルムを圧着した転写材料
（Ｔ１）を作製した。

【００７３】 <感光性樹脂層処方：Ｔ１> ・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合モル比＝７３／２７、重量平均分子量３００００、（メタ）アクリル酸含有重合体）６．７質量部・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（重合性モノマー、(メタ)アクリル酸含有重合体に対する質量比＝０．６）４．０質量部・フェノチアジン０．００５質量部・２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−[４−(Ｎ，Ｎ−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−３−ブロモフェニル]−ｓ−トリアジン（重合開始剤）０．１３質量部・ビクトリアピュアブルーＢＯＨ−Ｍ（消色性染料）０．１９質量部・ポリ（Ｎ−プロピルペルフルオロオクタンスルホンアミドエチルアクリレート）／ポリプロピレングリコールメチルエーテルアクリレート（共重合モル比＝４０／６０）０．０１０質量部・メチルエチルケトン３２質量部・１−メトキシ−２−プロピルアセテート５３質量部・メタノール４質量部

【００７４】（突起構造の形成）上記の転写材料（Ｔ
１）から感光性樹脂層を転写して、前記カラーフィルタ
ー基板に貼り合わせた。次に、所定のフォトマスクを介
して超高圧水銀灯により照射エネルギー１５ｍＪ／ｃｍ
²でプロキシミティ露光した。その後、１％トリエタノ
ールアミン水溶液を用いて、熱可塑性樹脂層及び中間層
を溶解し除去した。続いて、１％炭酸ナトリウム水溶液
を用いて現像し、感光性樹脂層の未硬化部を除去し、カ
ラーフィルター基板上に、所望の形状にパターニングさ
れた感光性樹脂層よりなる透明な構造物を形成した。次
いで、基板を２３０℃×１２０分間ベークすることによ
り、カラーフィルター基板上に突起構造体を形成するこ
とができた。この突起構造体は、走査型電子顕微鏡によ
り観察した結果、突起の幅（ｄ）は約１１μｍ、その高
さ（ｈ）は１．５μｍ程度の蒲鉾状で、両端角度（θ）
は１０〜２５°であった。本比較例でも、液晶分割配向
用の突起を有するカラーフィルターを形成することは出
来たが、フォトリソグラフィー工程は合計で５回必要で
あった。

【００７５】

【発明の効果】本発明のカラーフィルターの形成方法に
従えば、１回のフォトリソグラフィー工程内で、カラー
フィルターの画素画像及び液晶配向用の突起構造を同時
に形成することができるので、生産効率の高い経済的に
有利な突起構造付きカラーフィルターの形成方法及び該
突起構造付きカラーフィルターを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の突起付きカラーフィルターの形成方
法を示す概略断面図である。

【図２】本発明の突起付きカラーフィルターの他の形
成方法を示す概略断面図である。

【図３】本発明の突起付きカラーフィルターの１画素
の模式断面図である。

【図４】従来の液晶表示素子の一例を示す断面構成図
である。

【図５】従来の液晶表示素子の他の例を示す断面構成
図である。

【図６】従来の液晶表示素子の他の例を示す断面構成
図である。

【図７】本発明の液晶表示素子の一例を示す断面構成
図である。

【図８】本発明の液晶表示素子の他の例を示す断面構
成図である。

【符号の説明】

１…基板２…感光性樹脂層３…フォトマスク４…突起構造体５…画素１０…ガラス基板２０…カラーフィルター３０…オーバーコート４０…ＩＴＯ（透明電極）層５０…突起構造６０…液晶配向膜７０…ＩＴＯ（透明電極）層８０…ＴＦＴ基板９０…液晶分子９５…スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１２Ｈ０９７Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AA03 AB13 AC01 AD01 BC13 FA04 FA29 2H048 BA02 BA11 BA45 BA48 BA64 BB02 BB10 BB42 2H090 HA16 HB13Y HC01 HC10 HC11 HC15 HD11 KA04 LA15 MA01 MA06 MA15 MB14 2H091 FA02Y FA35Y FB04 FC01 FC10 FC22 FD04 GA06 GA13 HA06 LA12 LA15 LA19 LA30 2H095 BB02 BB31 2H097 AA11 BB01 FA02 FA06 GA45 HB03 JA02 LA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに向き合う側に導電層を備える２枚
の基板間に液晶層が狭持されてなる液晶表示素子であっ
て、該基板上へ感光性樹脂材料層を用いてフォトリソグ
ラフィー法によりカラーフィルターを形成する工程にお
いて、同一の感光性樹脂材料を用いて１回のフォトリソグラフ
ィー工程内で、カラーフィルター及び液晶配向用突起構
造を形成することを特徴とする突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法。
【請求項２】前記フォトリソグラフィー工程の後に、
更に加熱工程を含む請求項１に記載の突起構造付きカラ
ーフィルターの形成方法。
【請求項３】前記突起構造の基板と直交する断面が、
台形ないしは蒲鉾形である請求項１又は２に記載の突起
構造付きカラーフィルターの形成方法。
【請求項４】前記１回のフォトリソグラフィー工程に
おいて、開口率の異なる露光マスクを用いて複数回の露
光を行ない、前記感光性樹脂材料層内の反応率を変化さ
せて、現像後の膜厚を同一画素内で異なるようにした請
求項１〜３のいずれかに記載の突起構造付きカラーフィ
ルターの形成方法。
【請求項５】前記１回のフォトリソグラフィー工程に
おいて、露光量が部分的に異なる露光マスクを用いて１
回の露光を行ない、前記感光性樹脂材料層内の反応率を
変化させて、現像後の膜厚を同一画素内で異なるように
した請求項１〜３のいずれかに記載の突起構造付きカラ
ーフィルターの形成方法。
【請求項６】前記感光性樹脂材料層が、仮支持体上に
熱可塑性樹脂層と感光性樹脂層とがこの順に設けられた
感光性転写材料を、基板上に転写したものである請求項
１〜５のいずれかに記載の突起構造付きカラーフィルタ
ーの形成方法。
【請求項７】前記感光性樹脂材料が、仮支持体上に熱
可塑性樹脂層と中間層と感光性樹脂層とがこの順に設け
られた感光性転写材料を、基板上に転写したものである
請求項１〜５のいずれかに記載の突起構造付きカラーフ
ィルターの形成方法。
【請求項８】前記基板と前記カラーフィルターの間
に、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）アクティブマトリッ
クス層を備えた請求項１〜７のいずれかに記載の突起構
造付きカラーフィルターの形成方法。
【請求項９】前記ＴＦＴ（薄膜トランジスター）アク
ティブマトリックス層が、アモルファスシリコン又は低
温ポリシリコン基材を用いて形成されたものである請求
項８に記載の突起構造付きカラーフィルターの形成方
法。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の形成
方法で作製された突起構造付きカラーフィルター。