(57)【要約】【課題】液晶表示装置のオーバーコート層とスペーサーの形成において、工程数の削減及び工程時間の短縮化が可能で、かつオーバーコート層とスペーサーとの界面の密着性が優れることで、歩留まりの良い液晶表示装置の製造が可能な液晶表示装置用感光性エレメント及びこれを用いたオーバーコート層及びスペーサーの形成方法を提供する。【解決手段】液晶表示装置において液晶の間隙を保持するスペーサーを形成するための凹凸形状面を有する仮支持体の凹凸形状面上に、カラーフィルタを保護するためのオーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物層を有する液晶表示装置用感光性エレメント。これを用いたオーバーコート層及びスペーサーの形成方法。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置において液晶の間隙を保持するスペーサーを形成するための凹凸形状面を有する仮支持体の凹凸形状面上に、カラーフィルタを保護するためのオーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物層を有することを特徴とする液晶表示装置用感光性エレメント。
【請求項２】
（Ｉ）カラーフィルタを形成した基板上に、請求項１記載の液晶表示装置用感光性エレメントを積層する工程、（ＩＩ）感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する工程、（ＩＩＩ）凹凸形状面を有する仮支持体をはく離して除去する工程により、オーバーコート層及びスペーサーを形成することを特徴とするオーバーコート層及びスペーサーの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置において液晶の間隙を保持するスペーサー及びカラーフィルタを保護するためのオーバーコート層を形成するために使用される液晶表示装置用感光性エレメント及びこれを用いたオーバーコート層及びスペーサーの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶カラーテレビ、液晶カラー表示のコンピューターなどが実用化されているが、これらの液晶表示装置は、透明電極を設けたガラス等の透明な基板間に１〜１０μｍ程度の間隙を設けて、その間隙に液晶物質を封入し、電極間に印加した電圧により液晶物質を配向させ、その濃淡により画像を表示する仕組になっている。この際、液晶層の間隙（ギャップ）が変化すると表示ムラとなるためギャップを保持するためのスペーサーが必要である。また、カラー表示のため、ガラス等の光学的に透明な基板の表面に２種以上の色相を異にする極めて微細なストライプ状又はモザイク状のパターンを一定間隔に開けて、平行又は交差して並べたカラーフィルタを設置している。なお、カラーフィルタの上部には、カラーフィルタの画素を保護または、平坦性を確保する目的でオーバーコート層が形成されている。
従来、オーバーコート層は、塗液を基板上にスピンコータで塗布、乾燥することで形成する。また、転写フィルムを用いるものも提案されている（特開平１１−２７７６６６号公報）。
なお、スペーサーは、一般に透明なガラスビーズを基板上に散布し形成しているが、この方法では、カラー画素上にガラスビーズが散布され表示画面の透過率が低下したり、液晶表示装置の振動によりガラスビーズが移動し、配向異常領域が大きくなったり、配向面にダメージを与える等の問題があった。この方法の改良としてスペーサー用の塗液をオーバーコート層上に塗布、乾燥後、パターニングを行うことで形成する方法が知られている（特開平１０−１６８１３４号公報、特開平１１−１３３６００号公報）。また、あらかじめスペーサー用の塗液を塗布したフィルムを転写し、パターニングしてスペーサーを形成する方法もある（特開平１１−１７４４６１号公報）。
しかしながら、従来の材料及び方法でオーバーコート層とスペーサーを形成する場合には、オーバーコート層を形成後、新たにスペーサーを形成する必要があり、また、スペーサーを形成するためには、フォトリソグラフィーの手法を用いることが不可欠であるため、工程が煩雑で工程時間も長い等の問題があった。さらに、オーバーコート層とスペーサーが別々に形成されていたため、フォトリソグラフィーにおける現像時、あるいは表示パネルを作製する際の配向膜ラビング時にオーバーコート層とスペーサーとの界面で剥がれやすい等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オーバーコート層とスペーサーの形成において、工程数の削減及び工程時間の短縮化が可能で、かつオーバーコート層とスペーサーとの界面の密着性が優れる液晶表示装置用感光性エレメントを提供することにある。
【０００４】
本発明の他の目的は、上記の効果に加えて、さらに作業性に優れたオーバーコート層及びスペーサーの形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液晶表示装置において液晶の間隙を保持するスペーサーを形成するための凹凸形状面を有する仮支持体の凹凸形状面上に、カラーフィルタを保護するためのオーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物層を有することを特徴とする液晶表示装置用感光性エレメントに関する。
また、本発明は、（Ｉ）カラーフィルタを形成した基板上に、前記液晶表示装置用感光性エレメントを積層する工程、（ＩＩ）感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する工程、（ＩＩＩ）凹凸形状面を有する仮支持体をはく離して除去する工程により、オーバーコート層及びスペーサーを形成することを特徴とするオーバーコート層及びスペーサーの形成方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液晶表示装置用感光性エレメントは、液晶表示装置において液晶の間隙を保持するスペーサーを形成するための凹凸形状面を有する仮支持体の凹凸形状面上に、カラーフィルタを保護するためのオーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物層を有する。
本発明におけるスペーサーを形成するための凹凸形状面を有する仮支持体としては、特に制限はなく、公知のものを使用することができるが、カラーフィルタ上に液晶表示装置用感光性エレメントを貼り合わせる点及び液晶表示装置用感光性エレメントを貼り付け、光硬化させた後、はく離する点で特に好適であるという理由から、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等を材質としたフィルムをベースフィルムとして用い、その表面に凹凸形状を有する状態に加工処理された原型を押し当てることによって凹凸形状をベースフィルムに転写して仮支持体とすることや、前記ベースフィルム上に光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を積層して、その表面に凹凸形状を有する状態に加工処理された原型を押し当てることによって凹凸形状を光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂の層に転写しながら光照射や加熱等により硬化させ、凹凸形状面を設けて仮支持体とすること等が挙げられる。
この時、凹凸形状を有する状態に加工処理された原型としては、特に制限はなく、基体上にフォトレジストを用いて凹凸形状をパターニングした後、蒸着法やスパッタリング法等で銀またはニッケル膜を形成し、さらにニッケルを電鋳により積層してレジストから剥離したものや、ニッケル等の金属製のシート状またはロール状の基体の表面に直接、機械的に切削加工を施したもの等が挙げられる。また、凹凸形状面を有する仮支持体の凹凸形状については、液晶表示装置とした場合のスペーサーとなる部分が、凹凸形状面を有する仮支持体の凹部となるような設計の形状であれば特に制限はなく、凹部の形状としては、円柱状、角柱状、角錐状、円錐状、ライン状等の形状が挙げられ、さらに、その凹部の深さとしては、０．１〜２０μｍとすることが好ましく、０．１５〜１０μｍとすることがより好ましく、０．２〜８μｍとすることが特に好ましい。
【０００７】
本発明におけるオーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物としては、（ａ）バインダポリマー、（ｂ）少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物、（ｃ）光重合開始剤を含むもの等が挙げられる。
本発明における（ａ）バインダポリマーとしては、特に制限はなく、例えば、ビニル共重合体が挙げられ、ビニル共重合体に用いられるビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉｓｏ−プロピル、メタクリル酸ｉｓｏ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、メタアクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、メタクリル酸メトキシジプロピレングリコール、アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸２−クロロエチル、メタクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸２−フルオロエチル、メタクリル酸２−フルオロエチル、アクリル酸２−シアノエチル、メタクリル酸２−シアノエチル、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
本発明における（ａ）バインダポリマーとしては、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体に、少なくとも１個のエチレン性不飽和基と、オキシラン環、イソシアネート基、水酸基、カルボキシル基等の１個の官能基を有する化合物を付加反応させて得られる側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体等を使用することもできる。
【０００８】
前記カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル共重合体の製造に用いられる必須のビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、イソシアン酸エチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等のカルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用される。
【０００９】
このような側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体の製造には必要に応じ、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物等の官能基を有するビニル単量体以外の前記ビニル単量体を共重合させることができ、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００１０】
また、側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体のエチレン性不飽和基濃度は、１．０×１０−４〜６．０×１０−３モル／ｇとすることが好ましく、２．０×１０−４〜５．０×１０−３モル／ｇとすることがより好ましく、３×１０−４〜４．０×１０−３モル／ｇとすることが特に好ましい。このエチレン性不飽和基濃度が１．０×１０−４モル／ｇ未満では、耐熱性、耐湿性の観点から、使用の際の十分な効果が得られない傾向があり、６．０×１０−３モル／ｇを超えると、側鎖にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性共重合体を製造する際にゲル化を起こす傾向がある。
【００１１】
本発明における（ａ）バインダポリマーの重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値）は、耐熱性、耐湿性、塗工性及び溶媒への溶解性等の観点から、１，０００〜３００，０００とすることが好ましく、５，０００〜１５０，０００とすることがより好ましい。
【００１２】
本発明における（ｂ）少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパン、グリシジル基含有化合物にα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン（メタ）アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
【００１３】
上記多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が２〜１４であるポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（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、トリメチロールプロパンエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（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）、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。上記α，β−不飽和カルボン酸としては、例えば、（メタ）アクリル酸等が挙げられる。
【００１４】
上記２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシポリエトキシ）フェニル）プロパンとしては、例えば、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシジエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシトリエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシペンタエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（ジ（メタ）アクリロキシデカエトキシ）フェニル）等が挙げられる。
【００１５】
上記グリシジル基含有化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシ−プロピルオキシ）フェニル等が挙げられる。
【００１６】
上記ウレタンモノマーとしては、例えば、β位にＯＨ基を有する（メタ）アクリルモノマーとイソホロンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等との付加反応物、トリス（（メタ）アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート）ヘキサメチレンイソシアヌレート、エチレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド，プロピレンオキシド変性ウレタンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチルエステル、（メタ）アクリル酸エチルエステル、（メタ）アクリル酸ブチルエステル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルエステル等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００１７】
本発明における（ｃ）光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１（イルガキュア−３６９、チバスペシャリティーケミカルズ株式会社製商品名）、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパノン−１等の芳香族ケトン、２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ベンズアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジメチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、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、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９’−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体、Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。また、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体において、２つの２，４，５−トリアリールイミダゾールに置換した置換基は同一でも相違していてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００１８】
本発明における（ａ）バインダポリマーの使用量は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、１０〜９０重量部とすることが好ましく、２０〜８０重量部とすることがより好ましく、２５〜７５重量部とすることが特に好ましく、３０〜７０重量部とすることが極めて好ましい。この使用量が１０重量部未満では、塗工性あるいはフィルム性が低下する傾向があり、８０重量部を超えると、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向がある。
【００１９】
本発明における（ｂ）少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する光重合性不飽和化合物の使用量は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、１０〜９０重量部とすることが好ましく、２０〜８０重量部とすることがより好ましく、２５〜７５重量部とすることが特に好ましく、３０〜７０重量部とすることが極めて好ましい。この使用量が１０重量部未満では、光硬化性あるいは耐熱性が低下する傾向があり、８０重量部を超えると、塗膜性あるいはフィルム性が低下する傾向がある。
【００２０】
本発明における（ｃ）光重合開始剤の使用量は、（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、０．０５〜２０重量部とすることが好ましく、０．１〜１５重量部とすることがより好ましく、０．１５〜１０重量部とすることが特に好ましい。この使用量が０．０５重量部未満では、光硬化が不十分となる傾向があり、２０重量部を超えると、後述する感光性樹脂組成物層の活性光線照射表面での活性光吸収が増大して、内部の光硬化が不十分となる傾向がある。
また、本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて、シランカップリング剤などの密着性付与剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、重合禁止剤等を（ａ）及び（ｂ）成分の総量１００重量部に対して各々０．０１〜２０重量部程度含有することができる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
また、本発明における感光性樹脂組成物の粘度は、後述するロール状の感光性エレメントとした場合に、感光性エレメントの端面から感光性樹脂組成物がしみ出すことを１カ月以上防止する点及び感光性エレメントを切断する際に、感光性樹脂組成物の破片が基板に付着して引き起こされる露光不良や現像残り等を防止する点から、３０℃において、１５〜１００ＭＰａ・ｓであることが好ましく、２０〜９０ＭＰａ・ｓであることがより好ましく、２５〜８０ＭＰａ・ｓであることが特に好ましい。
なお、粘度は、直径７ｍｍ、厚さ２ｍｍの該感光性樹脂組成物試料の厚さ方向に、３０℃及び８０℃で１．９６×１０−２Ｎの荷重を加えて厚さの変化速度を測定し、この変化速度からニュートン流体を仮定して粘度に換算した値である。
【００２１】
本発明におけるオーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物層を前記仮支持体の凹凸形状面に形成する方法としては、前記感光性樹脂組成物を構成する各成分を有機溶剤に均一に溶解又は分散した溶液を、前記仮支持体上に塗布、乾燥することにより得られる。
前記塗布方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
また、前記乾燥の温度は、６０〜１３０℃とすることが好ましく、乾燥時間は、１０秒間〜３０分間とすることが好ましい。
本発明における感光性樹脂組成物層の厚さは、前記仮支持体における凹凸形状面の凸部からの厚さとして、１〜１０μｍとすることが好ましく、１．５〜８μｍとすることがより好ましく、２〜６μｍとすることが特に好ましく、２．５〜５μｍとすることが極めて好ましい。
また、本発明の液晶表示装置用感光性エレメントは、前記のように仮支持体に積層された感光性樹脂組成物層の上に、一般的に市販されているオーバーコート樹脂、例えば、日立化成工業株式会社製ＨＸ−２０００、ＪＳＲ株式会社製オプトマーＳＳシリーズ等をさらに積層させることもできる。
【００２２】
本発明の液晶表示装置用感光性エレメントは、感光性樹脂組成物層の上に（市販されているオーバーコート樹脂が積層されている場合にはその上に）、さらにカバーフィルムが積層されていてもよい。
【００２３】
カバーフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等からなる厚さ５〜１００μｍ程度のフィルムが挙げられる。
このようにして得られる液晶表示装置用感光性エレメントは、ロール状に巻いて保管し、あるいは使用できる。
以下、本発明のオーバーコート層及びスペーサーの形成方法の一例を説明する。
【００２４】
〔（Ｉ）カラーフィルタを形成した基板上に、前記液晶表示装置用感光性エレメントを積層する工程〕
本発明におけるカラーフィルタを形成した基板としては、特に制限はなく、例えば、絶縁層、電極、ＴＦＴ等が設けられていてもよいガラス板、セラミック板、プラスチック板等の上にカラーフィルタが形成された基板等が挙げられる。
【００２５】
本発明において、カラーフィルタが形成された基板上に、前記液晶表示装置用感光性エレメントを積層する方法としては、感光性樹脂組成物層にカバーフィルムが接して存在しているときは、そのカバーフィルムを除去後、基板上に感光性樹脂組成物層が接するように、圧着ロールで圧着させること等により行うことができる。
【００２６】
圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよく、加熱圧着する場合の加熱温度は、１０〜１８０℃とすることが好ましく、２０〜１６０℃とすることがより好ましく、３０〜１５０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１０℃未満では、感光性樹脂組成物層と基板との密着性が低下する傾向があり、１８０℃を超えると、感光性樹脂組成物層の構成成分が熱硬化あるいは熱分解する傾向がある。
【００２７】
また、加熱圧着時の圧着圧力は、線圧で５０〜１×１０５Ｎ／ｍとすることが好ましく、２．５×１０２〜５×１０４Ｎ／ｍとすることがより好ましく、５×１０２〜４×１０４Ｎ／ｍとすることが特に好ましい。この圧着圧力が、５０Ｎ／ｍ未満では、感光性樹脂組成物層と基板との密着性が低下する傾向があり、１×１０５Ｎ／ｍを超えると、基板が破壊される傾向がある。
【００２８】
液晶表示装置用感光性エレメントを前記のように加熱すれば、基板を予熱処理することは必要ではないが、感光性樹脂組成物層と基板との密着性をさらに向上させる点から、基板を予熱処理することもできる。この時の予熱温度は、３０〜１８０℃とすることが好ましい。
【００２９】
このようにして、本発明の液晶表示装置用感光性エレメントの感光性樹脂組成物層を基板上に積層することができる。
【００３０】
また、本発明において、オーバーコート層とスペーサーの機能を兼ね備えた部材を形成するための感光性樹脂組成物層を基板上に積層するための他の方法としては、（Ｉ’）基板上に、前記感光性樹脂組成物の層を形成した後、凹凸形状面を有する仮支持体を凹凸形状面が感光性樹脂組成物の層に接するように積層する工程等が挙げられる。
基板上に前記感光性樹脂組成物の層を形成する方法としては、前記液晶表示装置用感光性エレメントにおいて、凹凸形状面を有する前記仮支持体の凹凸形状面上に、公知の塗布、乾燥方法を用いて前記感光性樹脂組成物の層を形成する場合と同様の方法を用いて、平滑なポリエチレンテレフタレートフィルム上に感光性樹脂組成物の層を形成した後、基板上に感光性樹脂組成物層が接するように、前記圧着ロールを用いて圧着する方法等が挙げられる。
さらに、凹凸形状面を有する仮支持体を凹凸形状面が感光性樹脂組成物の層に接するように積層する方法としては、基板上に、前記液晶表示装置用感光性エレメントを積層する方法と同様に前記圧着ロールを用いて圧着する方法等が挙げられる。
【００３１】
〔（ＩＩ）感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する工程〕
本発明において、感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する方法としては、基板上に積層された前記感光性樹脂組成物層に、公知の活性光線を照射する方法等が挙げられる。この時、感光性樹脂組成物層の上に前記した凹凸形状面を有する仮支持体が存在する場合には、この仮支持体も介して活性光線が照射されることとなる。
また、本発明における活性光線としては、公知の活性光源が使用でき、例えば、カーボンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等が挙げられ、紫外線を有効に放射するものであれば特に制限されない。
さらに、本発明における活性光線の照射量は、通常、１０〜１×１０５Ｊ／ｍ２であり、照射の際に、加熱を伴うこともできる。この活性光線照射量が、１０Ｊ／ｍ２未満では、硬化が不十分となる傾向があり、１×１０５Ｊ／ｍ２を超えると、感光性樹脂組成物層が変色する傾向がある。
また、場合によって、前記感光性樹脂組成物層にフォトマスクを介して、公知の活性光線を像的に照射することもできる。
【００３２】
〔（ＩＩＩ）凹凸形状面を有する仮支持体をはく離して除去する工程〕
本発明において、感光性樹脂組成物層に接している凹凸形状面を有する仮支持体をはく離して除去する方法としては、前記仮支持体に粘着テープを接着したり、鉤型の治具等を用いて、物理的に前記仮支持体を剥離する方法等が挙げられる。また、作業性向上を目的に、静電気、吸引力などの力を利用して、前記仮支持体を物理的にはく離する方法等も挙げられる。
本発明において、凹凸形状面を有する仮支持体を感光性樹脂組成物層からはく離して除去することによって、感光性樹脂組成物層は、カラーフィルタが形成された基板に転写され、仮支持体における凹部に存在していた感光性樹脂組成物層が、転写された感光性樹脂組成物層の凸部となって、スペーサーが形成され、それ以外の感光性樹脂組成物層は、オーバーコート層として形成される。
【００３３】
また、本発明において、前記のような（ＩＩＩ）凹凸形状面を有する仮支持体をはく離して除去する工程の後、場合によって、現像により感光性樹脂組成物層を選択的に除去してパターンを形成する工程を行うこともできる。
この場合の現像方法としては、アルカリ水溶液、水系現像液、有機溶剤等の公知の現像液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像を行い、不要部を除去する方法等が挙げられ、中でも、環境、安全性の観点からアルカリ水溶液が好ましいものとして挙げられる。
【００３４】
アルカリ水溶液の塩基としては、水酸化アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等）、炭酸アルカリ（リチウム、ナトリウム又はカリウムの炭酸塩若しくは重炭酸塩等）、アルカリ金属リン酸塩（リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等）、アルカリ金属ピロリン酸塩（ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等）、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミンなどが挙げられ、中でも、水酸化テトラメチルアンモニウム等が好ましいものとして挙げられる。
現像温度及び時間は、本発明における感光性樹脂組成物層の現像性に合わせて調整することができる。
また、アルカリ水溶液中には、界面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させることができる。
また、現像後、光硬化後の感光性樹脂組成物層に残存したアルカリ水溶液の塩基を、有機酸、無機酸又はこれらの酸水溶液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知方法により酸処理（中和処理）することができる。
さらに、酸処理（中和処理）の後、水洗する工程を行うこともできる。
【００３５】
また、本発明において、前記のような（ＩＩＩ）凹凸形状面を有する仮支持体をはく離して除去する工程の後、場合によって、基板上に形成された前記感光性樹脂組成物層を加熱する工程を行うこともできる。
【００３６】
本発明において、基板上に形成された感光性樹脂組成物層を加熱する方法としては、熱風放射、赤外線照射加熱等の公知の方法が挙げられ、基板上にパターンが形成された感光性樹脂組成物層が有効に加熱される方法であれば特に制限されない。
加熱時の温度は、１４０〜３００℃とすることが好ましく、１５０〜２９０℃とすることがより好ましく、１６０〜２８０℃とすることが特に好ましい。この加熱温度が、１４０℃未満では、効果が不十分となる傾向があり、３００℃を超えると、感光性樹脂組成物層の構成成分が熱分解する傾向がある。
以上に挙げた方法により、液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーを同時に形成することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【００３８】
製造例１
〔バインダポリマー溶液（ａ−１）の作製〕
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表１に示す（１）を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表１に示す（２）を４時間かけて均一に滴下した。
【００３９】
（２）の滴下後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続け、重量平均分子量が約３０，０００のバインダポリマーの溶液（固形分４０．６重量％）（ａ−１）を得た。
【００４０】
【表１】
2004069842.tif 000002
【００４１】
製造例２
〔バインダポリマー溶液（ａ−２）の作製〕
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表２に示す（１）を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表２に示す（２）を４時間かけて均一に滴下した。
（２）の滴下後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続けた後、表２に示す（３）を添加した。
（３）を添加後、反応系を１００℃に昇温し、０．５時間かけて表２に示す（４）を滴下した。（４）の滴下後、１００℃で２０時間撹拌を続けた後、室温（２５℃）に冷却して、重量平均分子量が約３０，０００のフィルム性付与ポリマー溶液（固形分３６．０重量％、エチレン性不飽和基濃度６．３×１０−４モル／ｇ）（ａ−２）を得た。
【００４２】
【表２】
2004069842.tif 000003
【００４３】
製造例３
〔感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）の作製〕
表３に示す材料を、攪拌機を用いて１５分間混合し、感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を作製した。
【表３】
2004069842.tif 000004
【００４４】
製造例４
〔感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−２）の作製〕
表４に示す材料を、攪拌機を用いて１５分間混合し、感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−２）を作製した。
【表４】
2004069842.tif 000005
【００４５】
実施例１
〔液晶表示装置用感光性エレメント（ｉ）の作製〕
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、紫外線硬化性アクリル樹脂（日立化成工業株式会社製ヒタロイド７６６１／チバスペシャリティーケミカルズ社製ダロキュア１１７３＝１００／５（重量部））を膜厚２０μｍになるようにコンマ型コーターを用いて塗布した後、上面の直径が５μｍ、底面の直径が８μｍ、高さが５μｍの円柱状の凸部を一定間隔で表面に形成された金属製のロール状原盤を前記紫外線硬化性アクリル樹脂層に押し当てて紫外線を照射し、前記紫外線硬化性アクリル樹脂を光硬化させた後、ロール状原盤を分離して、表面に円柱状の凹部が一定間隔で形成された紫外線硬化性アクリル樹脂層を得て、これを凹凸形状面を有する仮支持体とした。次いで、得られた仮支持体の凹凸形状を有する面上に、コンマ型コーターを用いて、製造例３で得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で１分間乾燥して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成した。得られた感光性樹脂組成物層の厚さは仮支持体の凸部の上面からの厚さとして３μｍであった。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層の上に、さらに、２５μｍの厚さのポリエチレンフィルムを、カバーフィルムとして張り合わせて、液晶表示装置用感光性エレメント（ｉ）を作製した。
【００４６】
〔液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーの形成〕
得られた液晶表示装置用感光性エレメント（ｉ）のポリエチレンフィルムを剥がしながら、カラーフィルタが形成された液晶表示用基板上に、感光性樹脂組成物層が接するようにラミネータ（日立化成工業株式会社製、商品名ＨＬＭ−１５００型）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度０．５ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが１ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたため、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートして、カラーフィルタ上に、感光性樹脂組成物層及び仮支持体が積層された基板を作製した。
次いで、仮支持体側から、３ＫＷ超高圧水銀灯露光機（株式会社オーク製作所製ＨＭＷ−５９０）を使用して、露光量２×１０３Ｊ／ｍ２で、活性光線を照射した。
【００４７】
次いで、仮支持体を引き剥がして除去することによって、カラーフィルタ上に厚さ３μｍの感光性樹脂組成物層を有し、さらにその上に、上面の直径が５μｍ、底面の直径が８μｍ、高さが５μｍの円柱状の凸部を有する基板が得られ、液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーを同時に形成した。
得られたオーバーコート層及びスペーサーの断面を観察したところ、オーバーコート層は基板から剥がれることなく、また、スペーサーは変形することなく良好に形成されていた。
【００４８】
実施例２
〔液晶表示装置用感光性エレメント（ｉｉ）の作製〕
実施例１の液晶表示装置用感光性エレメント（ｉ）の作製において、感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を製造例４で得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−２）に代えた以外は、実施例１と同様に行い、液晶表示装置用感光性エレメント（ｉｉ）を得た。
【００４９】
〔液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーの形成〕
実施例１の液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーの形成において、液晶表示装置用感光性エレメント（ｉ）を、ここで得られた液晶表示装置用感光性エレメント（ｉｉ）に代えた以外は、実施例１と同様に行い、カラーフィルタ上に、液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーを同時に形成した。
得られたオーバーコート層及びスペーサーの断面を観察したところ、オーバーコート層は基板から剥がれることなく、また、スペーサーは変形することなく良好に形成されていた。
【００５０】
実施例３
〔液晶表示装置用感光性エレメント（ｉｉｉ）の作製〕
厚さ２０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、コンマコーターを用いて、製造例３で得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で１分間乾燥して溶剤を除去し、感光性フィルムを得た。
次いで、得られた感光性フィルムをガラス基板上にラミネータ（日立化成工業株式会社製、商品名ＨＬＭ−１５００型）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度０．５ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが１ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたため、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートした後、ポリエチレンテレフタレートフィルムの上に、直径５μｍ活性光線不透過部分を一定間隔で有するフォトマスクを設置し、株式会社オーク製作所製、ＨＭＷ−５９０型露光機を使用して、露光量２×１０３Ｊ／ｍ２で、活性光線を像的に照射した。
【００５１】
次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルムを引き剥がして除去した後、０．５重量％の界面活性剤が混入した０．５重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、３０℃で１０秒間スプレー現像して、直径５μｍの円柱状の凸部を一定間隔で有するパターンを形成した。
次いで、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、紫外線硬化性アクリル樹脂（日立化成工業株式会社製ヒタロイド７６６１／チバスペシャリティーケミカルズ社製ダロキュア１１７３＝１００／５（重量部））を膜厚２０μｍになるようにコンマ型コーターを用いて塗布した後、このフィルムを、前記直径５μｍの円柱状の凸部を一定間隔で有するパターンに、紫外線硬化性アクリル樹脂層が接するように押し当てて紫外線を照射し、紫外線硬化性アクリル樹脂を光硬化させた後、円柱状の凸部を一定間隔で有するパターンを分離して、表面に円柱状の凹部が一定間隔で形成された紫外線硬化性アクリル樹脂層を得て、これを凹凸形状面を有する仮支持体とした。次いで、得られた仮支持体の凹凸形状を有する面上に、コンマ型コーターを用いて、製造例３で得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で１分間乾燥して溶剤を除去し、感光性樹脂組成物層を形成した。得られた感光性樹脂組成物層の厚さは仮支持体の凸部の上面からの厚さとして３μｍであった。
次いで、得られた感光性樹脂組成物層の上に、さらに、２５μｍの厚さのポリエチレンフィルムを、カバーフィルムとして張り合わせて、液晶表示装置用感光性エレメント（ｉｉｉ）を作製した。
【００５２】
〔液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーの形成〕
実施例１の拡散反射下地層形成基板の製造において、拡散反射下地層形成用感光性エレメント（ｉ）を、ここで得られた液晶表示装置用感光性エレメント（ｉｉｉ）に代えた以外は、実施例１と同様に行い、カラーフィルタ上に、液晶表示装置におけるオーバーコート層及びスペーサーを同時に形成した。
得られたオーバーコート層及びスペーサーの断面を観察したところ、オーバーコート層は基板から剥がれることなく、また、スペーサーは変形することなく良好に形成されていた。
【００５３】
比較例１
厚さ２０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、コンマ型コーターを用いて、製造例３で得られた感光性樹脂組成物溶液（Ｖ−１）を均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で１分間乾燥して溶剤を除去し、感光性フィルムを得た。
次いで、得られた感光性フィルムをカラーフィルタが形成された基板のカラーフィルタ上にラミネータ（日立化成工業株式会社製、商品名ＨＬＭ−１５００型）を用いて、ロール温度１２０℃、基板送り速度０．５ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａ（厚さが１ｍｍ、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの基板を用いたため、この時の線圧は９．８×１０３Ｎ／ｍ）の条件でラミネートした後、ポリエチレンテレフタレートフィルムの上に、直径５μｍ活性光線不透過部分を一定間隔で有するフォトマスクを設置し、株式会社オーク製作所製、ＨＭＷ−５９０型露光機を使用して、露光量２×１０３Ｊ／ｍ２で、活性光線を像的に照射した。
【００５４】
次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルムを引き剥がして除去した後、０．５重量％の界面活性剤が混入した０．５重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、３０℃で１０秒間スプレー現像して、直径５μｍの円柱状の凸部を一定間隔で有するパターンを得て、カラーフィルタ上にスペーサーを形成した。
得られたスペーサーの断面を観察したところ、スペーサーとカラーフィルタとの界面での密着性が乏しく、スペーサーの一部は、カラーフィルタから剥離していた。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載の液晶表示装置用感光性エレメントは、オーバーコート層とスペーサーの形成において、工程数の削減及び工程時間の短縮化が可能で、かつオーバーコート層とスペーサーとの界面の密着性が優れることで、液晶表示装置を歩留まり良く製造できるものである。
請求項２に記載のオーバーコート層及びスペーサーの形成方法は、前記の効果に加えて、さらに優れた作業性で液晶表示装置を製造できるものである。