JP2003248323A

JP2003248323A - 画像形成方法

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Publication number: JP2003248323A
Application number: JP2002049546A
Authority: JP
Inventors: Morimasa Sato; 守正佐藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: US20070159584A1; JP3912663B2; US20030162107A1; US7195847B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一画素中において、部分的に着色層の膜厚を
変化させた、反射・透過両用ＬＣＤに好適に用いられる
画像の簡便な形成方法を提供すること、およびスペーサ
と配向制御用突起の簡便な形成方法を提供する。【解決手段】第１のネガ型感光性樹脂層及び第２のネ
ガ型感光性樹脂層が設けられた基体に、フォトマスクを
介して露光、現像する画像形成方法において、前記フォ
トマスクが少なくとも２種類の光透過性パターンを有す
るものであり、且つ前記第１のネガ型感光性樹脂層と第
２のネガ型感光性樹脂層との光感度比（第１／第２）が
１より大きいことを特徴とする画像の形成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成方法、及び
該方法により形成されたカラーフィルター、液晶表示装
置用スペーサー、ならびに配向制御用突起に関する。よ
り詳細には、反射・透過両用液晶表示デバイスに好適に
用いられる画像形成方法、及び該方法により形成された
カラーフィルター、液晶表示装置用スペーサー、ならび
に配向制御用突起に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルターはブラウン管表示用カ
ラーフェイスプレート、複写用光電変換素子プレート、
単管式カラーテレビカメラ用フィルター、液晶を用いた
フラットパネルディスプレー、カラー固体撮素子等に用
いられている。通常用いられるカラーフィルターは、青
色、緑色及び赤色の三原色が規則的に配列して構成され
るが、必要に応じて四色あるいはそれ以上の色相からな
るものもある。

【０００３】近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）において
は、携帯電話に代表される携帯端末として、反射型液晶
表示装置が開発されているが、室内および暗所において
の表示品位の低下が問題視されており、その改善策とし
て、反射‐透過兼用液晶表示装置が考案されている。

【０００４】前記反射‐透過兼用液晶表示装置の構成と
しては、例えば、図３に示される態様がある。この態様
においては、光透過性基板１０Ｂには、反射層１２（反
射板と称する場合がある）が所定の間隔をおいて配置さ
れており、光透過性基板１０Ａには、所定の間隔をおい
て透明層１６が配置され、画素１４が各々の透明層１６
の一部を覆設するように形成されている。光透過性基板
１０Ａと光透過性基板１０Ｂとは対向して設けられてお
り、その間に液晶層１８が設けられている。透過表示の
場合は、バックライト２０からの透過光ａによって表示
がされ、反射表示の場合は、光透過性基板１０Ａを透過
した外光ｂが反射層１２で反射された反射光ｃによって
表示される。

【０００５】この場合、透過部と反射部のカラーフィル
ターの光が通過する部分の厚みは同じとなり、反射表示
に十分な明るさを実現した場合には、透過部の色純度が
不十分であった。また、その逆の透過部の色純度を十分
とした場合は、反射部が暗くなる不都合を有していた。
このような問題を解決するために透過部と反射部のカラ
ーフィルターの厚みあるいは色相を変え、表示品位を向
上させる試みがなされているが、工程が複雑で、コスト
アップとなっている。

【０００６】また、ＬＣＤパネルの高機能化として、視
野角アップ、コントラストアップ等の開発が進められて
いるが、その方式において垂直配向モードを利用したＶ
Ａ方式とフォトスペーサによるスペーサー形成が主流に
なりつつある。これらの方式では、まずスペーサ構造作
製のフォトリソ工程と、ＶＡ方式が必須である配向制御
用突起構造作製のフォトリソ工程を要し、ＬＣＤパネル
のコストアップとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決するた
めに、本発明は、一画素中において、部分的に着色層の
膜厚を変化させた、反射・透過両用ＬＣＤに好適に用い
られる画像の簡便な形成方法を提供すること、およびス
ペーサと配向制御用突起の簡便な形成方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は、以下の通りである。即ち、本発明は、＜１＞基体上に、第１のネガ型感光性樹脂層を設ける
工程Ａと、前記第１のネガ型感光性樹脂層の層上に、さ
らに第２のネガ型感光性樹脂層を設ける工程Ｂと、前記
第１のネガ型感光性樹脂層及び第２のネガ型感光性樹脂
層が設けられた基体に、フォトマスクを介して露光する
工程Ｃと、前記露光後の第１及び第２のネガ型感光性樹
脂層を現像する工程Ｄを有する画像形成方法であって、
前記フォトマスクを介して露光する工程Ｃが、少なくと
も２種類の光透過性パターンを有するフォトマスクを介
して露光するものであり、且つ前記第１のネガ型感光性
樹脂層と第２のネガ型感光性樹脂層との光感度比（第１
／第２）が１より大きいことを特徴とする画像形成方法
である。

【０００９】＜２＞前記工程Ａおよび工程Ｂが、透明
支持体上に少なくともネガ型感光性樹脂層を有している
転写シートを用いる、前記＜１＞に記載の画像形成方法
である。

【００１０】＜３＞前記工程Ａおよび工程Ｂが、透明
支持体上に少なくとも熱可塑性樹脂層、中間層、ネガ型
感光性樹脂層を有している転写シートを用いる前記＜１
＞に記載の画像形成方法である。

【００１１】＜４＞前記工程Ａが、透明支持体上に少
なくともネガ型感光性樹脂層を有している転写シートを
用い、前記工程Ｂが、透明支持体上に少なくとも熱可塑
性樹脂層、中間層、感光性樹脂層、を有している転写シ
ートを用いる前記＜１＞に記載の画像形成方法である。

【００１２】＜５＞前記＜１＞ないし＜４＞のいずれ
かに記載の工程を少なくとも２回以上繰り返す画像形成
方法である。

【００１３】＜６＞前記＜１＞ないし＜５＞のいずれ
かに記載の画像形成方法において第１および第２のネガ
型感光性樹脂層中に着色剤が添加されている画像形成方
法である。

【００１４】＜７＞前記＜６＞の画像形成方法により
形成された液晶表示装置用カラーフィルターである。

【００１５】＜８＞前記＜１＞ないし＜６＞のいずれ
かの画像形成方法により形成された液晶表示装置用スペ
ーサーである。

【００１６】＜９＞前記＜１＞ないし＜６＞のいずれ
かの画像形成方法により形成された配向制御用突起であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成方法は、第１の
ネガ型感光性樹脂層及び第２のネガ型感光性樹脂層が設
けられた基体に、フォトマスクを介して露光、現像する
画像形成方法において、前記フォトマスクが少なくとも
２種類の光透過性パターンを有するものであり、且つ前
記第１のネガ型感光性樹脂層と第２のネガ型感光性樹脂
層との光感度比（第１／第２）が１よりも大きいことを
特徴とする。

【００１８】本発明によれば、１画素内に少なくとも２
種類の光透過性を有するマスクを介してパターン露光す
ることにより、一度の露光で、１画素内に異なる膜厚の
感光性樹脂を積層することができ、反射・透過兼用液晶
表示装置を同時に形成することが可能となり、またスペ
ーサーと配向制御用突起を同時に形成することが可能と
なる。以下、本発明について詳述する。

【００１９】＜光透過性基板＞本発明において用いられ
る基体としては、透明で光学的等方性があり十分な耐熱
性を有する光透過性基板が好ましく、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
エチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース、ポリアリ
レート、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、石英等が挙げ
られる。該光透過性基板の表面は必要に応じて下塗り処
理されてもよい。さらにグロー放電、コロナ放電、紫外
線（ＵＶ）照射等の処理を施しても良い。

【００２０】光透過性基板は、板状、シート状あるいは
フィルム状等の形態で使用することができる。基板の厚
さは、用途及び材質にあわせて適宜に設定できるが、一
般には０．０１〜１０ｍｍが好ましい。例えば、ガラス
基板のときは、厚みが０．３〜３ｍｍの範囲が好まし
い。

【００２１】なお、反射・透過両用ＬＣＤパネルにおけ
る反射表示の場合は、入射した外光を反射するための反
射層を形成した光透過性基板が設けられ、前記反射層と
しては、Ａｌ、Ｍｏ等が好適に用いられる。また、反射
層の厚さとしては、１００〜１００００Å程度が好まし
い。反射層の形成方法は特に限定されないが、例えば、
蒸着スパッタ法により形成することができる。

【００２２】＜ネガ型感光性樹脂層＞本発明において
は、ネガ型感光性樹脂層は少なくとも１５０℃以下の温
度で軟化もしくは粘着性になることが好ましく、熱可塑
性であることが好ましい。公知の光重合性組成物を用い
た層の大部分はこの性質を有するが、公知層の一部は、
熱可塑性結合剤の添加あるいは相溶性の可塑剤の添加に
よって更に改質することができる。

【００２３】本発明のネガ型感光性樹脂層の素材として
は公知の、例えば特開平３−２８２４０４号公報に記載
されているネガ型感光性樹脂がすべて使用できる。具体
的にはネガ型ジアゾ樹脂とバインダーからなる感光性樹
脂層、光重合性モノマーと光重合開始剤とバインダーを
含む光重合性樹脂、アジド化合物とバインダーとからな
る感光性樹脂組成物、桂皮酸型感光性樹脂組成物等が挙
げられる。その中でも特に好ましいのは光重合性樹脂で
ある。また、感光性樹脂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、労働安全性の確保の観点から
アルカリ水溶液現像可能なものが好ましい。

【００２４】本発明は、第１層の感光性樹脂層と第２層
の感光性樹脂層との間に光感度差を発生させることによ
り、後記の階調マスクでの露光で第１層のみ、および第
１層と第２層のパターンを同時形成可能とする。光感度
差が無い場合、階調マスク露光において透過部とハーフ
トーン部で露光量は調節されるが、材料に感度差が無い
ことから、第１層と第２層の積層されたパターンが形成
されるのみで、第１層のみのパターンは原理的に形成で
きない。従って第１層のみ、および第１層と第２層のパ
ターンを同時に形成するためには、第１層の感光性樹脂
層と第２層の感光性樹脂層の光感度が異なり、第１層感
度／第２層感度比が１よりも大きいことを特徴とし、よ
り好ましくは第１層感度／第２層感度比が２以上であ
る。

【００２５】本発明において、光感度とは現像過程の後
に、画像を得ることの出来る最低露光量で定義される。

【００２６】感光性樹脂の光感度は顔料の含有量、光重
合開始剤の含有量、モノマー量により異なる。本発明に
おいて、第１層と第２層の好ましい光感度差を形成する
ためには、第１のネガ型感光性樹脂と第２のネガ型感光
性樹脂の光重合開始剤量を２：１〜１００：１にするこ
とが好ましい。

【００２７】感光性樹脂層には更に、公知の染料、顔料
を添加することができる。すべての顔料は感光性樹脂層
中に均一に分散されており、好ましくは５μｍ以下の粒
径、特にはｌμｍ以下の粒径が好ましい。カラーフィル
ターの作製に当たっては、顔料としては０．５μｍ以下
の粒径のものが好ましい。

【００２８】好ましい染料ないし顔料の例としては、ビ
クトリア・ピュアーブルーＢＯ（Ｃ.Ｉ.４２５９５）、
オーラミン（Ｃ．Ｉ．４１０００）、ファット・ブラッ
クＨＢ（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、モノライト・エローＧ
Ｔ（Ｃ．Ｉ．ピグメントエロー１２）、パーマネント・
エローＧＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１７）、パー
マネント・エローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー８
３）、パーマネント・カーミンＦＢＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメ
ント・レッド１４６）、ホスターバームレッドＥＳＢ
（Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９）、パーマネ
ント・ルビーＦＢＨ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１
１）、ファステル・ピンクＢスプラ（Ｃ．Ｉ．ピグメン
ト・レッド８１）、モナストラル・ファースト・ブルー
（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５）、モノライト・フ
ァースト・ブラックＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック
１）、及びカーボンを挙げることができる。

【００２９】さらにカラーフィルターを形成するのに適
当な顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９７、
Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメン
ト・レッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１６
８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグ
メント・レッド１８０、Ｃ．Ｉ.ピグメント・レッド１
９２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピ
グメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン
３６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・ブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブ
ルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー２２、Ｃ．
Ｉ．ピグメント・ブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブ
ルー６４を挙げることができる。

【００３０】＜熱可塑性樹脂層＞熱可塑性樹脂層は、転
写時の気泡混入を避ける目的で、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。本発明にお
いて第１層は、基体上に感光性樹脂層のみを設けること
が好ましいことから、仮支持体上に熱可塑性樹脂層を設
ける必要はないが、設けることも可能である。一方第２
層の感光性樹脂層においては、転写時の気泡混入防止等
のために熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。

【００３１】前記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。

【００３２】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、熱可塑性樹脂層と仮支持体との間
の接着強度は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、これにより転写の後仮支持体を容
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。

【００３３】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等して形
成することができる。前記熱可塑性樹脂層の層厚として
は、６〜１００μｍが好ましく、６〜５０μｍがより好
ましい。前記層厚が、６〜１００μｍの範囲では、導電
層上の１μｍ以上の凹凸をも完全に吸収することがで
き、現像性、製造適性が低下することもない。

【００３４】＜中間層＞中間層は、感光性樹脂層及び熱
可塑性樹脂層には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。本発明にお
いて第１層は、基体上に感光性樹脂層のみを設けること
が好ましいことから、仮支持体上に中間層を設ける必要
はないが、設けることも可能である。一方第２層の感光
性樹脂層においては、中間層を設けることが好ましい。
前記中間層は、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。また中間層は、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。

【００３５】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０．１〜５μｍの範囲では、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
ともなく、現像や中間層除去時に長時間を要することも
ない。

【００３６】＜仮支持体＞前記第１のネガ型感光性樹脂
層の転写シ−トに用いられる仮支持体としては、中間層
と感光性樹脂層の間で容易に剥離されるものが好まし
い。そのため前記仮支持体には、ゼラチン層、ＳＢＲレ
ジン等が下塗りされていることが好ましく、中でもゼラ
チン層が最も好ましい。又、コロナ表面処理した仮支持
体も用いられる。

【００３７】一方前記第２のネガ型感光性樹脂層の転写
シ−トに用いられる仮支持体としては、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
のが好ましい。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。

【００３８】いずれの転写シートに用いられる仮支持体
も，化学的、熱的に安定で可撓性のものが好ましく、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。前記仮支持体の厚みとしては、５〜３００μｍが
好ましく、２０〜１５０μｍがより好ましい。

【００３９】＜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、１０〜３０
μｍがより好ましい。

【００４０】＜転写シートの基体への転写＞本発明にお
いて，感光性転写シートの基体への転写は、まず第１の
感光性転写シートのカバーフィルムを剥離し、基体上に
ラミネーターを用い、加圧、加熱して貼り合わせ、次い
で中間層と感光性着色層との間で剥離し、基体上に着色
層のみを転写する。さらに第２の感光性転写シートのカ
バーフィルムを剥離し、第１層の着色層面に第２層の着
色層面が接するように上記と同様に貼り合わせ、仮支持
体と熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、基体上に第１層
の感光性樹脂層―第２層の感光性樹脂層―中間層―熱可
塑性樹脂層を転写する。

【００４１】＜フォトマスク＞基体上に転写された感光
性樹脂層をパターニングする場合には、所定パターンの
フォト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。前記フォトマ
スクは、光完全透過部、遮光部を有しているものが通常
であるが、本発明に用いられるフォトマスクは、さらに
少なくとも１種以上のハーフトーン部を有している階調
マスクを用いることを特徴とする。現像後に残したい層
の感光性に合わせ、適宜それらの部位を選択しフォトマ
スクを作製する。具体的には、第１層のみを残したい部
位にはハーフトーン部を、全層残したい部位には完全透
過部を、何も残さない部位には遮光部を選択する。

【００４２】＜パターン露光と現像＞前記のフォトマス
クを用い、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−Ｘ
ｅ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。

【００４３】本発明の画像形成方法により形成されたカ
ラーフィルターの構成例を図１に示す。光感度が高い第
１の感光性樹脂層と、相対的に光感度が低い第２の感光
性樹脂層を貼り合わせた転写シートについて、反射型液
晶表示部位にフォトマスクのハーフトーン部を使用し、
透過型液晶表示部位にフォトマスクの完全透過部を使用
し露光、現像する。フォトマスクのハーフトーン部を使
用した部分は、現像の結果、第１の感光性樹脂層のみが
画素１４Ｂとして残る。一方、フォトマスクの完全透過
部を使用した部分は、現像の結果、第１の感光性樹脂層
と第２の感光性樹脂層が画素１４Ａとして残る。その結
果第１の感光性樹脂層と第２の感光性樹脂層が残った画
素１４Ａは、第１の感光性樹脂層のみが残った画素１４
Ｂに比し膜厚が第２の感光性樹脂層の膜厚の分だけ厚く
なり、第１の感光性樹脂層と第２の感光性樹脂層による
画素１４Ａは透過型に、第１の感光性樹脂層のみによる
画素１４Ｂは反射型に好適な膜厚が形成される。

【００４４】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することが好ましい。

【００４５】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。

【００４６】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、超純水等による水洗工
程を入れることが好ましい。また、現像処理した後、更
に２００〜２６０℃下でベークするのが好ましい。

【００４７】（スペーサー及び突起構造の形成）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。

【００４８】本発明では、透明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
ター上に液晶表示装置用スペーサー及び液晶配向用突起
を同時に設けることができる。スペーサーは液晶層の厚
み(セルギャップ)を一定間隔に保持するためであり、表
示領域の全域に一定に設けられる必要がある。また液晶
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。本発明におい
て、液晶表示装置用スペーサー及び液晶配向用突起は、
以下の方法により同時に設けることができる。

【００４９】予め形成されたカラーフィルタ上に、ＩＴ
Ｏをスパッタし、第１層の透明感光性転写材料のカバー
フィルムを剥離し、感光性樹脂層面をＩＴＯ面と接する
ようにラミネーターを用いて加圧、加熱して貼り合わ
せ、ガラス基板上に第１層の透明層のみを転写する。さ
らに第２層の透明感光性転写材料のカバーフィルムを剥
離し、第１層の透明層面に第２層の透明層面が接するよ
うに貼り合わせ、仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で
剥離し、ガラス基板上に第１層の透明感光性樹脂層一第
２層の透明感光性樹脂層―中間層―熱可塑性樹脂層をガ
ラス基板上に転写する。この場合、第１層の透明感光性
樹脂層と第２層の透明感光性樹脂層の光感度が異なり、
第１層の透明感光性樹脂層と第２層の透明感光性樹脂層
の光感度比（第１層の光感度／第２層の光感度）が１よ
り大きいことを特徴とし、より好ましくはその値が２以
上である。

【００５０】次に前記の階調フォトマスクを介して露
光、現像して、熱可塑性樹脂層及び中間層を除去し、ま
た感光性樹脂層の不要部を除去し、基体上に第ｌ層のみ
のパターンと、第ｌ層と第２層が積層された透明画素パ
ターンを形成する。次いで、２００〜２６０℃で２０〜
１５０分ベーキングすることにより、ＩＴＯ上にスペー
サパターンと配向制御用突起を同時に形成することがで
きる。

【００５１】本発明の画像形成方法により形成されたカ
ラーフィルターの構成例を図２に示す。光感度が高い第
１の透明感光性樹脂層と、相対的に光感度が低い第２の
透明感光性樹脂層を貼り合わせた転写シートについて、
配向制御用突起部位にフォトマスクのハーフトーン部を
使用し、スペーサー部位にフォトマスクの完全透過部を
使用し露光、現像する。フォトマスクのハーフトーン部
を使用した部分は、現像の結果、第１の感光性樹脂層の
みが画素２４として残る。一方、フォトマスクの完全透
過部を使用した部分は、現像の結果、第１の感光性樹脂
層と第２の感光性樹脂層が画素２２として残る。その結
果第１の感光性樹脂層と第２の感光性樹脂層が残った画
素２２は膜厚が厚く、透明感光性樹脂層の厚さを任意の
厚さとすることで、スペーサーとして好ましい厚さのも
のを得ることができる。また第１の感光性樹脂層のみが
残った画素２４は配向制御用突起部位として好適な膜厚
が形成される。

【００５２】

【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

【００５３】＜実施例１＞（カラーフィルターの形成）厚さ０.２μｍのゼラチン層を下塗りした、厚さ７５μ
ｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体のゼ
ラチン層面に、下記の処方Ｈ１からなる塗布液を塗布、
乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの熱可塑性樹脂層を設け
た。

【００５４】熱可塑性樹脂層処方Ｈｌ：・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／４．５／１１．７／２８．８、（重量平均分子量＝９００００）・・・１５質量部・ポリプロピレングリコールジアクリレート（平均分子量＝８２２）・・・６．５質量部・テトラエチレングリコールジメタクリレート・・・１．５質量部・ｐ―トルエンスルホンアミド・・・０．５質量部・ベンゾフェノン・・・１．０質量部・メチルエチルケトン・・・３０質量部

【００５５】次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂｌ
から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が１.６μ
ｍ厚の中間層を設けた。

【００５６】中間層処方Ｂｌ：・ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％）・・・１３０質量部・ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−９０）・・・６０質量部・弗素系界面活性剤(旭硝子(株)社製サーフロンＳ−１３１)・・・１０質量部・蒸留水・・・３３５０質量部

【００５７】上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する４
枚の仮支持体の上に、それぞれ下記表１の処方を有す
る、赤色（Ｒ１層用）、緑色（Ｇｌ層用）及び青色（Ｂ
ｌ層用）の３種の感光性溶液を塗布、乾燥させ、膜厚
１．２μｍの３種の着色感光性樹脂層を形成した。

【００５８】

【表１】

【００５９】さらに上記感光性樹脂層の上にポリプロピ
レン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、赤色
（Ｒｌ）、青色（Ｂｌ）、および緑色（Ｇｌ）感光性転
写材料を作製した。

【００６０】次に厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタ
レートフィルム仮支持体のＰＥＴ面に下記の処方Ｈ１か
らなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの
熱可塑性樹脂層を設けた。

【００６１】熱可塑性樹脂層処方Ｈｌ：・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／４．５／１１．７／２８．８、重量平均分子量＝９００００）・・・１５質量部・ポリプロピレングリコールジアクリレート（平均分子量＝８２２）・・・６．５質量部・テトラエチレングリコールジメタクリレート・・・１．５質量部・ｐ―トルエンスルホンアミド・・・０．５質量部・ベンゾフェノン・・・１．０質量部・メチルエチルケトン・・・３０重景部

【００６２】次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂｌ
から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾繰膜厚が１．６μ
ｍ厚の中間層を設けた。

【００６３】中間層処方Ｂｌ：・ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％）・・・１３０質量部・ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−９０）・・・６０質量部・弗素系界面活性剤(旭硝子(株)社製サーフロンＳ−１３１)・・・１０質量部・蒸留水・・・３３５０質量部

【００６４】上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する４
枚の仮支持体の上に、それぞれ下記表２の処方を有す
る、赤色（Ｒ２層用）、緑色（Ｇ２層用）及び青色（Ｂ
２層用）の３種の感光性溶液を塗布、乾燥させ、膜厚
１．２μｍの３種の着色感光性樹脂層を形成した。

【００６５】

【表２】

【００６６】さらに上記感光性樹脂層の上にポリプロピ
レン（厚き１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、赤色
（Ｒ２）、青色（Ｂ２）、および緑色（Ｇ２）感光性転
写材料を作製した。

【００６７】これらの感光性転写材料を用いて、以下の
方法でカラーフイルターを作製した。Ｒｌ赤色感光性転
写材料のカバーフィルムを剥離し、感光性樹脂層面を透
明ガラス基板（厚さ１．ｌｍｍ）にラミネーター（大成
ラミネータ（株）製ＶＰ−ＩＩ）を用いて加圧（０．８
ｋｇ／ｃｍ²）、加熱（１３０℃）して貼り合わせ、続
いて中間層と感光性着色層との界面で剥離し、ガラス基
板上にＲ１赤色着色層のみを転写した。さらにＲ２を赤
色感光性転写材料のカバーフィルムを剥離し、Ｒｌ赤色
着色層面にＲ２赤色着色層面が接するように上記と同様
に貼り合わせ、仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥
離し、ガラス基板上に、Ｒ１赤色感光性樹脂層―Ｒ２赤
色感光性樹脂層―中間層―熱可塑性樹脂層をガラス基板
上に転写した。

【００６８】次に所定のクロムフォトマスク（２階調マ
スク：、第１領域光学濃度／第２領域光学濃度＝１／
０．１））を介して露光し、現像液ＰＤ２（冨士写真フ
イルム（株）製現像液）で熱可塑性樹脂層及び中間層を
除去した。この際、感光性樹脂層は実質的に現像されて
いなかった。次いで、ＣＤｌ（富士写真フイルム（株）
製現像液）で感光性樹脂層を現像して不要部を除去し、
ＳＤｌ（富士写真フイルム（株）製現像液）にて仕上げ
処理（ブラシ処理）し、ガラス基板上にＲｌ層のみのパ
ターンと、ＲｌとＲ２層が積層された赤色画素パターン
を形成した。次いで、赤色画素パターンが形成されたガ
ラス基板上に、ＧｌおよびＧ２緑色感光性転写材料を上
記と同様にして貼り合わせ、剥離、露光、現像を行な
い、Ｇ１のみおよびＧｌとＧ２が積層された緑色画素パ
ターンを形成した。同様な工程をＢｌおよびＢ２青色感
光性転写材料で繰り返し、透明ガラス基板上にカラーフ
ィルターを形成した。

【００６９】＜実施例２＞（カラーフィルターの形成）実施例１における赤色（Ｒｌ）、青色（Ｂｌ）、および
緑色（Ｇｌ）の３種の着色感光性樹脂層の形成の代り
に、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム仮支持体上に直接、表１の処方を有する赤色（Ｒ
ｌ）、青色（Ｂｌ）、および緑色（Ｇｌ）の３種の感光
性溶液を塗布、乾燥させ、膜厚１．２μｍの３種の着色
感光性樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様にして
実施例２のカラーフィルターを形成した。

【００７０】＜実施例３＞(スペーサーと配向制御用突
起の形成) 厚さ０．２μｍのゼラチン層を下塗りした厚さ７５μｍ
のポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体のゼラ
チン層面に下記の処方Ｈ１からなる塗布液を塗布、乾燥
させ、乾燥膜厚が２０μｍの熱可塑性樹脂層を設けた。

【００７１】熱可塑性樹脂層処方Ｈｌ：・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／４．５／１１．７／２８．８、重量平均分子量＝９００００）・・・１５質量部・ポリプロピレングリコールジアクリレート（平均分子量＝８２２）・・・６．５質量部・テトラエチレングリコールジメタクリレート・・・１．５質量部・ｐ―トルエンスルホンアミド・・・０．５質量部・ベンゾフェノン・・・１．０質量部・メチルエチルケトン・・・３０重景部

【００７２】次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂｌ
から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾繰膜厚が１．６μ
ｍ厚の中間層を設けた。

【００７３】中間層処方Ｂｌ：・ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％）・・・１３０質量部・ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−９０）・・・６０質量部・弗素系界面活性剤(旭硝子(株)社製サーフロンＳ−１３１)・・・１０質量部・蒸留水・・・３３５０質量部

【００７４】上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する仮
支持体の上に、それぞれ下記表３の処方を有する、透明
色（Ａｌ層用）の感光性溶液を塗布、乾燥させ、膜厚
１．２μｍのＡ１透明感光性樹脂層を形成した。

【００７５】

【表３】

【００７６】さらに上記感光性樹脂層の上にポリプロピ
レン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、透明
（Ａｌ）感光性転写材料を作製した。

【００７７】次に厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタ
レートフィルム仮支持体のＰＥＴ面に下記の処方Ｈ１か
らなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの
熱可塑性樹脂層を設けた。

【００７８】熱可塑性樹脂層処方Ｈｌ：・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／４．５／１１．７／２８．８、重量平均分子量＝９００００）・・・１５質量部・ポリプロピレングリコールジアクリレート（平均分子量＝８２２）・・・６．５質量部・テトラエチレングリコールジメタクリレート・・・１．５質量部・ｐ―トルエンスルホンアミド・・・０．５質量部・ベンゾフェノン・・・１．０質量部・メチルエチルケトン・・・３０重景部

【００７９】次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂｌ
から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾繰膜厚が１．６μ
ｍ厚の中間層を設けた。

【００８０】中間層処方Ｂｌ：・ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％）・・・１３０質量部・ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−９０）・・・６０質量部・弗素系界面活性剤(旭硝子(株)社製サーフロンＳ−１３１)・・・１０質量部・蒸留水・・・３３５０質量部

【００８１】上記熱可塑性樹脂層及ぶ中間層を有する仮
支持体の上に、それぞれ下記表４の処方を有する、透明
色（Ｐｌ層用）の感光性溶液を塗布、乾燥させ、膜厚
４．０μｍの透明感光性樹脂層を形成した。

【００８２】

【表４】

【００８３】さらに上記感光性樹脂層の上にポリプロピ
レン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、透明
（Ｐｌ）感光性転写材料を作製した。

【００８４】これらの感光性転写材料を用いて、以下の
方法でカラーフイルター上にスペーサと配向制御用突起
を作製した。予め形成されたカラーフィルタ（基板：ガ
ラス（０，７ｍｍ厚））上にＩＴＯを２０Ω／□となる
ようにスパッタした。Ａｌ透明感光性転写材料のカバー
フィルムを剥離し、感光性樹脂層面をＩＴＯ面と接する
ようににラミネーター（大成ラミネータ（株）製ＶＰ―
ＩＩ）を用いて加圧（０．８ｋｇ／ｃｍ²）、加熱（１
３０℃）して貼り合わせ、続いて中間層と感光性着色層
との界面で剥離し、ガラス基板上にＡｌ透明層のみを転
写した。さらにＰＩ透明感光性転写材料のカバーフィル
ムを剥離し、Ａｌ透明層面にＰＩ透明層面が接するよう
に上記と同様に貼り合わせ、仮支持体と熱可塑性樹脂層
との界面で剥離し、ガラス基板上に、Ａｌ透明感光性樹
脂層―Ｐｌ透明感光性樹脂層―中間層―熱可塑性樹脂層
をガラス基板上に転写した。

【００８５】次に所定のクロムフォトマスク（２階調マ
スク：、第１領域光学濃度／第２領域光学濃度＝１／
０．１））を介して露光し、現像液ＰＤ２（富士写真フ
イルム（株）製現像液）で熱可塑性樹脂層及び中間層を
除去した。この際、感光性樹脂層は実質的に現像されて
いなかった。次いで、ＣＤｌ（富士写真フイルム（株）
製現像液）で感光性樹脂層を現像して不要部を除去し、
ＳＤｌ（富士写真フイルム（株）製現像液）にて仕上げ
処理（ブラシ処理）し、ガラス基板上にＡｌ層のみのパ
ターンと、ＡｌとＰ１層が積層された透明画素パターン
を形成した。次いで、２４０℃で５０分ベーキングし、
ＩＴＯ上に高さ＝３．７μｍのスペーサパターンと厚さ
１．０μｍの配向制御用突起を形成した。

【００８６】＜実施例４＞(スペーサーと配向制御用突
起の形成) 実施例３におけるＡ１透明感光性樹脂層の形成の代り
に、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ム仮支持体上に直接、表３の処方を有する透明色（Ａ１
層用）の感光性溶液を塗布、乾燥させ、膜厚１．２μｍ
のＡ１透明感光性樹脂層を形成した以外は、実施例３と
同様にして実施例４の透明画案パターンを形成した。次
いで、２４０°Ｃで５０分ベーキングし、ＩＴＯ上に高
さ＝３．７μｍのスペーサパターンと、厚さ１．０μｍ
の配向制御用突起を形成した。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、一画素中において、反
射部に相当する領域の濃度と、透過部に相当する領域の
濃度とを変化させた、反射・透過両用ＬＣＤに好適に用
いられるカラーフィルターの簡易な製造方法及び該製造
方法により製造されたカラーフィルターの、ならびにス
ペーサと配向制御用突起を同時に形成する方法を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターの構成例を示す図
である。

【図２】本発明のスペーサと配向制御用突起の構成例
を示す図である。

【図３】反射・透過両用ＬＣＤパネルの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０Ａ光透過性基板１０Ｂ光透過性基板１２反射層１４画素１４Ａ第１層と第２層の感光性樹脂による画素部１４Ｂ第１層のみの感光性樹脂による画素部１６透明層１８液晶層２０バックライト２２第１層と第２層の感光性樹脂による画素部（スペ
ーサー）２４第１層のみの感光性樹脂による画素部(配向制御
用突起) ａ透過光ｂ外光ｃ反射光Ｒ画素（Ｒ）Ｇ画素（Ｇ）Ｂ画素（Ｂ）

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/08 Ｇ０３Ｆ 1/08 Ｇ２Ｈ０９５ 7/004 ５０５ 7/004 ５０５２Ｈ０９６ 7/038 ５０５ 7/038 ５０５２Ｈ０９７ 7/095 7/095 7/11 ５０１ 7/11 ５０１ 7/16 7/16 7/26 ５０１ 7/26 ５０１Ｆターム(参考） 2H025 AB13 AC01 AD01 BC14 BC32 BC42 CA01 CB13 CB14 CB43 CC11 DA01 DA13 EA08 FA03 FA17 2H048 BA02 BA45 BA48 BB02 BB07 BB14 BB15 BB42 BB46 2H089 LA01 QA12 TA01 TA04 TA12 2H090 JA09 JB02 JB03 JB11 JC11 LA02 LA15 MB14 2H091 FA02Y FB04 GA06 GA08 LA12 2H095 BA01 BB01 BC04 2H096 AA28 BA05 BA20 CA16 CA20 EA02 GA08 KA02 KA04 KA05 KA13 LA16 LA17 2H097 FA02 FA03 GB00 LA12 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に、第１のネガ型感光性樹脂層を
設ける工程Ａと、前記第１のネガ型感光性樹脂層の層上
に、さらに第２のネガ型感光性樹脂層を設ける工程Ｂ
と、前記第１のネガ型感光性樹脂層及び第２のネガ型感
光性樹脂層が設けられた基体に、フォトマスクを介して
露光する工程Ｃと、前記露光後の第１及び第２のネガ型
感光性樹脂層を現像する工程Ｄを有する画像形成方法で
あって、前記フォトマスクを介して露光する工程Ｃが、
少なくとも２種類の光透過性パターンを有するフォトマ
スクを介して露光するものであり、且つ前記第１のネガ
型感光性樹脂層と第２のネガ型感光性樹脂層との光感度
比（第１／第２）が１より大きいことを特徴とする画像
形成方法。
【請求項２】前記工程Ａおよび工程Ｂが、透明支持体
上に少なくともネガ型感光性樹脂層を有している転写シ
ートを用いる、請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】前記工程Ａおよび工程Ｂが、透明支持体
上に少なくとも熱可塑性樹脂層、中間層、ネガ型感光性
樹脂層を有している転写シートを用いる請求項１に記載
の画像形成方法。
【請求項４】前記工程Ａが、透明支持体上に少なくと
もネガ型感光性樹脂層を有している転写シートを用い、
前記工程Ｂが、透明支持体上に少なくとも熱可塑性樹脂
層、中間層、感光性樹脂層、を有している転写シートを
用いる請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の工程を少なくとも２回以上繰り返す画像形成方法。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載の画像形成方法において第１および第２のネガ型感光
性樹脂層中に着色剤が添加されている画像形成方法。
【請求項７】請求項６の画像形成方法により形成され
た液晶表示装置用カラーフィルター。
【請求項８】請求項１ないし請求項６のいずれかの画
像形成方法により形成された液晶表示装置用スペーサ
ー。
【請求項９】請求項１ないし請求項６のいずれかの画
像形成方法により形成された配向制御用突起。