(57)【要約】  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護層と、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る液晶表示用カラーフィルターを提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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護層と、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おり、前記透明保護層はアルカリ不溶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。
【請求項２】
アルカリ不溶性樹脂がポジ型感光性樹脂である、請求項１に記載のカラーフィルター。
【請求項３】
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護層と、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ーの保護層及び柱状スペ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、スペ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】
【０００２】
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（ＬＣＤ）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、ＣＣＤ等を使用したカラー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。
【０００３】
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パターンを形成したり、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、工程が煩雑であったり、凹凸パターンを構成する凹部および凸部の寸法精度が低いという問題があった。
【０００４】
近年、フラットディスプレイとして、カラー液晶表示装置が注目されている。カラー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ーフィルターと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）、画素電極および配向層を備えたＴＦＴ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。このようなカラー液晶表示装置では、間隙部が液晶層の厚みそのものであり、カラー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ＴＦＴアレイ基板の間隙距離を厳密に一定に保持する必要がある。
【０００５】
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、カラーフィルターとＴＦＴ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ペーサーと称する粒子あるい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、スペーサー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。
【０００６】
しかし、上述のようなカラーフィルターとＴＦＴアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラー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ペーサーの密度が適正で、かつ、基板面上にスペーサー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って大きさが均一な間隙部は形成されない。一般に、スペーサーの散在量（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ペーサーの数も増し、表示画素部ではこのスペーサーが液晶材料の異物となる。そして、スペーサーの存在によって、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った。
【０００７】
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ーフィルターが提案されている（特開平４−３１８８１６号等）。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ー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。
【０００８】
また、例えば、近年注目されているＩＰＳ（In-Plane Switching）液晶モードでは、ＴＮ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±０．３μｍ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】
【０００９】
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。
【００１０】
また、本発明は、液晶表示装置用カラー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。
【００１１】
また、さらに、本発明は、スペ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を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明は、第一の態様において、
基板上にア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アルカ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。
【００１３】
また本発明は、第二の態様において、
基板上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、
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成方法を提供する。
【００１４】
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護層と、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ーを提供する。
【００１５】
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護層と、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おり、前記透明保護層はアルカ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ーフィルターを提供する。
【００１６】
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工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護層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ー液晶表示装置、例えば、ＩＰＳ（In-PlaneSwitching)液晶モードのカラー液晶表示装置にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
（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、スピンコータ、ロールコータ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。使用できるアルカ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。
【００２０】
アルカリ不溶性樹脂
本発明で使用されるアルカリ不溶性樹脂は、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。
【００２１】
（ポジ型感光性樹脂）
基本的には極性変化型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る。
【００２２】
樹脂
・水酸基を保護基で保護したポリビニルフェノール
【化１】
2006338032.tif 000002
【００２３】
（式中、Ｒ１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、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基またはｔ−ブトキシカルボニルメチル基を示す。）
・スチレン−マレイミド共重合体
【化２】
2006338032.tif 000003
【００２４】
（式中、Ｒ２は水素原子またはｏ−テトラヒドロピラニル基、Ｒ３はｔ−ブトキシカルボニル基、フェノール−ｏ−ｔ−ブトキシカルボニル基またはメチレンオキシアセチル基を示す。）
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触媒であり、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)オニウム塩、(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。
【００２５】
(1)  オニウム塩
【化３】
2006338032.tif 000004
【００２６】
（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、シアノ基、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、ＡｓＦ６、ＰＦ６、ＢＦ４、ＣＦ３ＣＯ２、ＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３、
【化４】
2006338032.tif 000005
【００２７】
（ただし、Ｒ７は水素原子、アミノ基、アニリノ基、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、Ｒ８、Ｒ９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、Ｒ10は水素原子、アミノ基、アニリノ基、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。）
【化５】
2006338032.tif 000006
【００２８】
（式中、ＹはＳｂＦ６、ＡｓＦ６、ＰＦ６またはＢＦ４を示す。）
【化６】
2006338032.tif 000007
【００２９】
（式中、Ｒ11は
【化７】
2006338032.tif 000008
【００３０】
であり、ＹはＢＦ４またはＣＦ３ＳＯ３を示す。）
(2)  ハロゲン含有化合物
ハロゲン含有化合物として、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ヘ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。
【化８】
2006338032.tif 000009
【００３１】
（式中、Ｒ４、Ｒ５、Ｘは上記と同様。）
【化９】
2006338032.tif 000010
【００３２】
（式中、Ｒ12は水素原子またはメチル基、Ｒ13はＣｎＨ2n+1（ｎ＝８、１０、１１、１２、１４、１５、１６または１８）、ＹはＳｂＦ６またはＰＦ６を示す。）
【化１０】
2006338032.tif 000011
【００３３】
（式中、Ｒ４〜Ｒ６、Ｘは上記と同様。）
【化１１】
2006338032.tif 000012
【００３４】
（式中、Ｒ14はトリクロロメチル基、フェニル基、メトキシフェニル基、ナフチル基またはメトキシナフチル基を示す。）
【化１２】
2006338032.tif 000013
【００３５】
（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
スルホン化合物としては、β−ケトスルホン、β−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。
【化１３】
2006338032.tif 000014
【００３６】
（式中、Ｒ18〜Ｒ21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−ＣＯ−、または
−ＳＯ２−を示し、ｕは０〜３の整数である。）
(4)  ニトロベンジル化合物
ニトロベンジル化合物としては、ニトロベンジルスルホネート化合物、ジニトロベ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。
【化１４】
2006338032.tif 000015
【００３７】
（式中、Ｒ22は置換または非置換のアルキル基、Ｒ23は水素原子またはメチル基、Ｒ24は
【化１５】
2006338032.tif 000016
【００３８】
（ただし、Ｒ25は水素原子またはメチル基、Ｒ26、Ｒ27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
スルホン酸化合物としては、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、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホナー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。
【化１６】
2006338032.tif 000017
【００３９】
（式中、Ｒ28、Ｒ29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は互いに同一であっ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アリール基を示す。）
【化１７】
2006338032.tif 000018
【００４０】
（式中、Ｒ32は水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基、Ｒ33、Ｒ34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アリール基を示し、Ｒ33とＲ34は互いに結合して環構造を形成していてもよい。）
【化１８】
2006338032.tif 000019
【００４１】
（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。
【００４２】
エポキシ樹脂とアクリル酸との共重合体のジヒドロキシアクリルエステルあるいはポリヒドロキシアクリルエステル、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂。
【００４３】
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、モノマーを含有するネガ型感光性樹脂が使用可能である。
【００４４】
樹脂
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、脂肪族また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クリレート樹脂：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）プロピレングリコール、グリセリン、メチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタ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−メチロールベンゾグアナミン、（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ー類とを重合して得られるポリマーとヒドロキシエチル（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
・イルガキュアー３６９、イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）
・カヤキュアーＤＥＴＸ（日本化薬（株）製）
・Ｓ−１２３（シンコー技研（株）製）
・２［２′（５″−メチルフリル）エチリデン］−４，６−ビス（トリクロロ
メチル）−Ｓ−トリアジン（三和ケミカル（株）製）
・２（２′フリルエチリデン）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−ト
リアジン（三和ケミカル（株）製）
・ＴＡＺ−１０６（みどり化学（株）製）
モノマー
・ジペンタエリスリトールアクリレート
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート
感光性樹脂層２におけるアルカ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の工程での露光量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１：２〜１：１０の範囲内で設定することができる。
【００４５】
感光性樹脂層２の厚みは、使用するアルカ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、１〜１０μｍの範囲内で設定することができる。
【００４６】
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１〜３０重量％の範囲で含有させてもよい。
【００４７】
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。
【００４８】
（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、形成しようとする凹凸パターンの凸部に相当する開口部７ａが形成されている。
【００４９】
アルカ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。アルカ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。
【００５０】
露光量は、使用したネガ型感光性樹脂の硬化反応を十分に進めるのに必要な露光量、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、露光量は１００〜７００ｍＪ〜ｃｍ2 の範囲で設定することができる。
【００５１】
これにより、感光性樹脂層２の凸部形成部位２ａ（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化反応が進行するとともに、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。
【００５２】
（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、アルカリ現像液により感光性樹脂層２の現像が行われる。アルカ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２ａ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２ａ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３ａの５０重量％を超える）とした凸部３ａが形成される。アルカ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２ａ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２ａでは硬化されたネガ型感光性樹脂とアルカ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３ａの５０重量％を超える）とした凸部３ａが形成される。
【００５３】
一方、感光性樹脂層２の凸部形成部位２ａ以外の領域２ｂ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カリ不溶性樹脂を主成分（アルカリ不溶性樹脂が凹部１３ｂの５０重量％を超える）とした凹部３ｂが形成され、その後、ポストベーク処理を行うことにより、凸部３ａと凹部３ｂからなる凹凸パターンが得られる（図１（Ｃ））。
【００５４】
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ー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３ａは、その表面が平坦で厚みＴ1 が均一であり、また、形成された凹凸パターン３の凹部３ｂ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３ａの高さＨ（凹部３ｂの深さ）も均一なものとなる。そして、この凸部３ａの厚みＴ1 と凹部３ｂの厚みＴ2 、および、凸部３ａの高さＨ（凹部３ｂ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３ａの厚みＴ1 は０．２〜５μｍの範囲、凹部３ｂの厚みＴ2 は０．１〜２μｍの範囲、さらに、凸部３ａの高さＨ（凹部３ｂの深さ）は０．１〜４．５μｍの範囲で適宜設定することができる。また、凸部３ａ、凹部３ｂの最小幅の設定は８μｍ程度まで可能である。
【００５５】
次に、第二の態様による本発明の凹凸パターンの形成方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化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板上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ター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。
【００５６】
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。熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、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使用される。熱硬化性樹脂とネガ型感光性樹脂の使用量比は、上述の第一の態様による本発明の方法と同様に、例えば１：２〜１：１０の範囲内で適宜設定することができる。
【００５７】
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が硬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。
【００５８】
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。
【００５９】
引き続く第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はアルカ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３ｂ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３ａとして形成される。
【００６０】
上述の二態様の本発明の方法は、種々の凹凸パター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、マイクロレンズアレー、カラーフィルターへの柱状凸部の形成等に好適に適用することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
図２は液晶表示装置用カラーフィルター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１０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。
【００６３】
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。この中で特にコーニング社製７０５９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ー液晶表示装置用のカラーフィルターに適している。
【００６４】
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１０００〜２０００Å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ターニングして形成したもの等、いずれであっもよい。
【００６５】
また、着色層５は、赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂ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５Ｒが最も薄く、緑色パターン５Ｇ、青色パターン５Ｂ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。
【００６６】
このような着色層およびブラックマトリックスを有する基板上に、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３ｂおよび凸部に相当する柱状凸部３ａを形成することができる。  透明保護層３ｂはカラーフィルター１０の表面を平坦化するとともに、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３ｂの厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルター１０の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。このような透明保護層３ｂは、カラーフィルター１０を  ＴＦＴ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。
【００６７】
透明保護層３ｂは既述のようにアルカ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３ｂの５０重量％を超える）ものであり、アルカリ不溶性樹脂または熱硬化性樹脂は、透明保護層３ｂに要求される光透過率等を考慮して選定される。
【００６８】
また、柱状凸部３ａは、カラーフィルター１０をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用するものである。この柱状凸部３ａは、上記の透明保護層３ｂよりも２〜１０μｍ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、突出量はカラー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３ａの形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部３ａ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５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状凸部３ａ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。
【００６９】
上記の柱状凸部３ａは既述のように硬化後のネガ型感光性樹脂を主成分とした（柱状凸部３ａの５０重量％を超える）ものであり、ネガ型感光性樹脂としては、上述のネガ型感光性樹脂のなかから、柱状凸部３ａ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。
【００７０】
上記の透明保護層３ｂと柱状凸部３ａを備える本発明のカラーフィルター１に配向層を設けて配向処理（ラビング）した後、ＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた場合、柱状凸部３ａがカラーフィルター１０とＴＦＴアレイ基板との間に間隙を形成する。そして、柱状凸部３ａ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、レベ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３ｂは、微細な凹凸が存在するカラーフィルター１０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、着色層に微量含まれるイオ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。
【００７１】
次に、下記の実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００７２】
実施例１
３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製
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５μｍ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−Ｐ００７（感光波長２５４ｎｍ）
・下記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …８０重量部
樹脂：ビスフェノールＡクレゾールノボラック
エポキシアクリレート                          …７５重量部
モノマー：ジペンタエリスリトールテトラアクリレート  …２０重量部
重合開始剤：イルガキュアー３６９                    …  ５重量部
（チバガイギー社製）
（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−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−Ｐ００７（感光波長２５４ｎｍ）
・上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …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−Ｐ００７（感光波長２５４ｎｍ）
・上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …６７重量部
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３００ｍＪ／ｃｍ2 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％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（２００℃、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Ｔ1 、凹部の厚みＴ2 、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。
【表１】
2006338032.tif 000020
【００７３】
また、フーリエ変換型顕微赤外測定装置（（株）島津製作所製ＦＴ−ＩＲ−  ８２００ＰＣ）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ペクトルおよび凸部の赤外吸収スペクトルを測定
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ペクトルおよびネガ型感光性樹脂の赤外吸収スペクトルを測定し、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１１４６（ｃｍ-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１１９１（ｃｍ-1）の吸収ピークに着目し、図４（凹部の赤外吸収スペクトル）において両吸収ピークの比率を比較すると、１１４６  （ｃｍ-1）の吸収ピーグが大きく出ており、一方、図５（凸部の赤外吸収スペクトル）において両吸収ピークの比率を比較すると、１１９１（ｃｍ-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。
【００７４】
実施例２
実施例１の感光性樹脂組成物Ａ−３を使用し、実施例１と同様にして、基板上に厚み４．５μｍ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脂層の露光を行った。（以上、第２の工程）
次に、基板を０．０５％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（２００℃、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Ｔ1 、凹部の厚みＴ2 、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が可能であることが確認された。
【表２】
2006338032.tif 000021
【００７５】
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５μｍ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）
・下記組成のポジ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …３３重量部
樹脂：ｔ−ブトキシカルボニル基で保護された
ポリビニルフェノール                          …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３６５ｎｍ）      …６７重量部
樹脂：ビスフェノールＡクレゾールノボラック
エポキシアクリレート                          …７５重量部
モノマー：ジペンタエリスリトールテトラアクリレート  …２０重量部
重合開始剤：イルガキュアー３６９                    …  ５重量部
（チバガイギー社製）
（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Ｂ−２の組成（ポジ型：ネガ型＝１：２．５）
・上記組成のポジ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …２９重量部
・上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …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）
・上記組成のポジ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …２５重量部
・上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …７５重量部
次いで、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３００ｍＪ／ｃｍ2 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％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（２００℃、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Ｔ1 、凹部の厚みＴ2 、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】
2006338032.tif 000022
【００７６】
実施例４
実施例３の感光性樹脂組成物Ｂ−２を使用し、実施例３と同様にして基板上に厚み４．５μｍの感光性樹脂層を形成した。（以上、第１の工程）
次いで、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、実施例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０．０５％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストベーク（２００℃、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Ｔ1 、凹部の厚みＴ2 、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、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４】
2006338032.tif 000023
【００７７】
実施例５
レンズ用基板として１０ｃｍ角の石英ガラス基板（厚み１．１ｍｍ、屈折率１．４６）を準備し、実施例１の感光性樹脂組成物Ａ−３を使用し、実施例１と同様にして、レンズ用基板上に厚み２０μｍ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、１００μｍ×１００μｍの開口が１２０μｍピッチで形成されているフォトマスクを介して３００ｍＪ／ｃｍ2 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％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（２００℃、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１１０μｍ角、焦点距離２００μｍのマイクロレンズが複数配列されたマイクロレンズアレーが得られた。
【００７８】
実施例６
厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製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−１、Ｃ−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５μｍ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（アルカリ不溶型：ネガ型＝１：５）
・アルカリ不溶性樹脂                                    …１７重量部
ビスフェノールＡ系樹脂（昭和高分子（株）製ＶＲ−６０）
・下記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …８３重量部
樹脂：ビスフェノールＡクレゾールノボラック
エポキシアクリレート                          …７５重量部
モノマー：ジペンタエリスリトールテトラアクリレート  …２０重量部
重合開始剤：イルガキュアー３６９（チバガイギー社製）…  ５重量部
（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（アルカリ不溶型：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３６５ｎｍ）      …８７．５重量部
感光性樹脂組成物Ｃ−３の組成（アルカリ不溶型：ネガ型＝１：９）
・上記アルカリ不溶性樹脂                                …１０重量部
・上記組成のネガ型感光性樹脂（感光波長３６５ｎｍ）      …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４００ｍＪ／ｃｍ2 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％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（２００℃、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Ｔ1 、凹部の厚みＴ2 、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カ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】
2006338032.tif 000024
【００７９】
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３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９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０．１μｍ）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、エッンチング、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。
【００８０】
次に、ブラックマトリックスが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（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７００１）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、プレベーク（８５℃、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アライメント露光し、現像液（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイク用現像液ＣＤの希釈液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２００℃、３０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１．５μｍ）を形成した。
【００８１】
同様に、緑色パ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ＣＧ−７００１）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１．５μｍ）を形成した。さらに、青色パ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ＣＢ−７００１）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１．５μｍ）を形成した。
【００８２】
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５μｍ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ーク（第２の工程）、現像およびポストベーク（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ーフィルターを得ることができ、各カラーフィルターの透明保護層の厚み（Ｔ2 ）、透明な柱状凸部の突出高さ（Ｈ）、柱状凸部の厚み（Ｔ1 ）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が可能であることが確認された。
【００８３】
実施例８
実施例１の感光性樹脂組成物Ａ−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板上に厚み５μｍの感光性樹脂層を形成した。（以上、第１の工程）
次いで、実施例２と同様にして、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０．０５％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキンク（２００℃、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、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ーを得ることができ、各カラーフィルターの透明保護層の厚み（Ｔ2 ）、透明な柱状凸部の突出高さ（Ｈ）、柱状凸部の厚み（Ｔ1 ）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。
【００８４】
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パターン、緑色パターンおよび青色パターンを形成した。
【００８５】
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５μｍの感光性樹脂層を形成した。（以上、第１の工程）
次いで、実施例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３００ｍＪ／ｃｍ2 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％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキング（２００℃、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、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ーを得ることができ、各カラーフィルターの透明保護層の厚み（Ｔ2 ）、透明な柱状凸部の高さ（Ｈ）、柱状凸部の厚み（Ｔ1 ）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。
【００８６】
実施例１０
実施例３の感光性樹脂組成物Ｂ−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板上に厚み４．５μｍ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光量を上記の表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った。（以上、第２の工程）
次に、基板を０．０５％水酸化カリウム水溶液に４０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でベーキンク（２００℃、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、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ーを得ることができ、各カラーフィルターの透明保護層の厚み（Ｔ2 ）、透明な柱状凸部の突出高さ（Ｈ）、柱状凸部の厚み（Ｔ1 ）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た。
【００８７】
実施例１１
短辺３００ｍｍ、長辺４００ｍｍ、板厚１．１ｍｍの７０５９ガラス（コーニング社製）にスパッタリングによって、厚さ０．２μｍ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。
【００８８】
次いで、フォトレジスト（東京応化製  ＯＦＰＲ−８００）を０．５μｍの厚さに塗布して、プリベ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。
【００８９】
次に、溶剤とラジカル重合型フォトポリマー（アクリル系）にサブミクロン粒径のアントラキノン系赤色顔料（ＣＩ：ピグメントレッド１７７とピグメントイエロー１３９の混合物）を分散し、ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、および４−［Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシカルボニルメチル）］−２−６−ジ（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジンに溶剤として３−エトキシプロピオン酸エチルエステルを加えて、固形分２０％、粘度６．５ｃＰ（２５℃）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１．６μｍの厚さとなるように塗布した。
【００９０】
次いで、フタロシアニン系緑色顔料（ＣＩ：ピグメントグリーン７とピグメントイエロー８３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１．８μｍの厚さとなるように塗布した。
【００９１】
次いで、フタロシアニン系青色顔料（ＣＩ：ピグメントブルー１５：３とピグメントバイオレット２３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１．８μｍの厚さとなるように塗布した。
【００９２】
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、
ビスフェノールＡクレゾールノボラックエポキシアクリレート  ７５重量部
ジペンタエリスリトールテトラアクリレート                  ２０重量部
重合開始剤（ヂバガイギー製  イルガキュア３６９）            ５重量部
に、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて固形分散濃度を２０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アクリレート系樹脂（日本合成ゴム製  オプトマーＳＳ６６９９Ｇ）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、６．５μｍの厚さに塗布し、基板面を熱板上に載置して１５０℃において  １８０秒間プリベークした後に、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０．０５重量％の水酸化カリウム水溶液によって現像した後に、２００℃において３０分間ポストベークすることによって、高さ３．８μｍの柱状体と、厚さ１．７μｍの保護膜を一体に形成した。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】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】本発明の液晶表示装置用カラーフィルターの一例を示す部分平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図４】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ペクトルを示す図である。
【図５】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ペクトルを示す図である。
【図６】ポジ型感光性樹脂の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図７】ネガ型感光性樹脂の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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