(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性樹脂組成物によるフォトスペーサを形成するフォトスペーサ形成方法であって、
基材において、ネガ型の感光性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
フォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行う露光工程と、
現像を行い、露光された前記感光性樹脂組成物を残す現像工程と、
現像された前記感光性樹脂組成物に対し、前記感光性樹脂組成物の側面に光が照射されるように、拡散光により再度露光を行う再露光工程と、
再露光された前記感光性樹脂組成物の焼成を行う焼成工程と、
を含み、
前記拡散光による再露光を行うことで、現像後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅と焼成後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅の差を０．０４μｍ以下に抑えることを特徴とするフォトスペーサ形成方法。
【請求項２】
前記再露光工程では、前記基材を搬送しつつ露光を行うことを特徴とする請求項１に記載のフォトスペーサ形成方法。
【請求項３】
前記フォトスペーサは、メインスペーサと、これより低いサブスペーサを含み、
前記露光工程では、前記メインスペーサの形成位置に対応する部分に第１の透光部を有し、前記サブスペーサの形成位置に対応する部分に前記第１の透光部より低い透光率の第２の透光部を有するフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトスペーサ形成方法。
【請求項４】
前記フォトスペーサは、カラーフィルタを構成するものであり、
前記塗布工程では、前記カラーフィルタの画素に対応する色のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し、
前記露光工程では、前記フォトスペーサ、および前記画素の形成位置に対応する部分に透光部を有するフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトスペーサ形成方法。
【請求項５】
基材において、
画素およびブラックマトリクスを形成するとともに、
感光性樹脂組成物によるフォトスペーサを、
ネガ型の感光性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
フォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行う露光工程と、
現像を行い、露光された前記感光性樹脂組成物を残す現像工程と、
現像された前記感光性樹脂組成物に対し、前記感光性樹脂組成物の側面に光が照射されるように、拡散光により再度露光を行う再露光工程と、
再露光された前記感光性樹脂組成物の焼成を行う焼成工程と、
により形成し、
前記拡散光による再露光を行うことで、現像後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅と焼成後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅の差を０．０４μｍ以下に抑えることを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
【請求項６】
前記再露光工程では、前記基材を搬送しつつ露光を行うことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項７】
感光性樹脂組成物によるフォトスペーサを形成するフォトスペーサ形成装置であって、
基材において、ネガ型の感光性樹脂組成物を塗布する塗布装置と、
フォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行う露光装置と、
現像を行い、露光された前記感光性樹脂組成物を残す現像装置と、
現像された前記感光性樹脂組成物に対し、前記感光性樹脂組成物の側面に光が照射されるように、拡散光により再度露光を行う再露光装置と、
再露光された前記感光性樹脂組成物の焼成を行う焼成装置と、
を含み、
前記拡散光による再露光を行うことで、現像後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅と焼成後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅の差を０．０４μｍ以下に抑えることを特徴とするフォトスペーサ形成装置。
【請求項８】
前記再露光装置は、搬送中の前記基材に対し露光を行うことを特徴とする請求項７に記載のフォトスペーサ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のカラーフィルタなどに設けられるフォトスペーサを形成するためのフォトスペーサ形成方法、カラーフィルタ製造方法、およびフォトスペーサ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、カラーフィルタ等の表示側基板と液晶駆動側基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶層を設け、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶分子の配列を電気的に制御して、液晶駆動側基板の背後に設けられた光源から放射され表示側基板を透過する光の量を選択的に変化させることにより、表示を行うものである。
【０００３】
上記のカラーフィルタの例について、図９を用いて説明する。図９に示すカラーフィルタ１００は、透明な基材１０１上に、ブラックマトリクス（黒着色層）１０２、赤着色層１０３ａ・緑着色層１０３ｂ・青着色層１０３ｃによる画素、オーバーコート層１０４、およびフォトスペーサ１０５を形成したものである。
【０００４】
ブラックマトリクス１０２は、基材１０１上で平面略格子状に形成される黒色の遮光部であり、表示画像のコントラストを向上させる役割を果たす。
赤着色層１０３ａ、緑着色層１０３ｂ、青着色層１０３ｃは、ブラックマトリクス１０２の格子の開口部、およびブラックマトリクス１０２の一部を覆うように形成され、当該開口部に、赤、緑、青の画素を形成する。
オーバーコート層１０４は、ブラックマトリクス１０２や各着色層１０３ａ〜１０３ｂによる画素を覆うように形成され、これらを傷や汚れから保護する保護層としての役割を果たす。
【０００５】
フォトスペーサ１０５は、カラーフィルタ１００と、カラーフィルタ１００の画素側（以下、カラーフィルタの画素側を上方とし、基材側を下方とする）に配置される液晶駆動側基板（不図示）との間に適切な間隔を設けるための突出部である。フォトスペーサ１０５は、表示の見えに影響を与えないように、ブラックマトリクス１０２に対応する平面位置に、ブラックマトリクス１０２の線幅より若干細い幅で設けられる。このようなフォトスペーサの例が、特許文献１、２に記載されている。
【０００６】
フォトスペーサ１０５の一般的な形成方法の例について、図１０を参照して簡単に説明すると、まず、基材１０１上のブラックマトリクス１０２、各着色層１０３ａ〜１０３ｃによる画素、およびオーバーコート層１０４を覆うように、ネガ型の透明の感光性樹脂組成物２０１を塗布する（図１０（ａ））。
【０００７】
続いて感光性樹脂組成物２０１の加熱を行った後、フォトスペーサ１０５の形成位置２０１ａに対応する部分に透光部２０４を有するフォトマスク２０３を介してＵＶ（ultra violet）光２０２を照射し、感光性樹脂組成物２０１の露光を行う（図１０（ｂ））。露光は、露光装置の光学系（不図示）で平行光を生成し、この平行光をフォトマスク２０３を介して照射することにより行われる。これにより、フォトスペーサ１０５の形成位置２０１ａで、感光性樹脂組成物２０１が光硬化する。
【０００８】
その後、現像を行って未硬化の感光性樹脂組成物２０１を除去し、光硬化した感光性樹脂組成物２０１をフォトスペーサ１０５として残し（図１０（ｃ））、基材１０１の洗浄と乾燥を行った後、フォトスペーサ１０５の焼成を行う（図１０（ｄ））。以上の工程により、フォトスペーサ１０５が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２４３０１５号公報
【特許文献２】特開２００９−２６５６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の工程でフォトスペーサ１０５を形成する場合、フォトスペーサ１０５が焼成時（図１０（ｄ））に焼太りし拡がるという問題がある。これは、図１１に示すように、焼成時にフォトスペーサ１０５の感光性樹脂組成物２０１の一部が溶融して側方に流れ出すこと（メルトフロー）による。
【００１１】
この原因の一つは、露光時に、フォトスペーサ１０５の頂面に比べ、側面や内部の感光性樹脂組成物２０１が十分に光硬化しにくいことにある。感光性樹脂組成物２０１として透明材を用いても、フォトスペーサ１０５の頂面に比べると、側面および内部の光硬化の進行は遅い。従って焼成時に感光性樹脂組成物２０１が溶融しメルトフローが生じやすくなる。
【００１２】
現在、液晶表示装置が高精細化するとともに、画素面積を大きくしより鮮やかに発色することが求められている。このため、ブラックマトリクス１０２を細線化することが望まれており、これに伴い、フォトスペーサ１０５も微細化することが必要になる。従って、メルトフローによるフォトスペーサ１０５の焼太りは極力小さくすることが望ましい。
特に微細なフォトスペーサを形成する場合には、フォトマスク２０３の透光部２０４が細くなる。しかし、透光部２０４が細くなりすぎると、光が透光部２０４を通り抜けにくくなるので、光強度が減少し光硬化が弱まり、光硬化が不十分なことから、現像時に現像液で削られ、フォトスペーサの高さを十分に維持できなくなる。そのため、透光部２０４の大きさはフォトスペーサの高さを維持できるだけの大きさが最低必要となる。最も細いフォトスペーサの形成のためには高さを維持できる最低限の透光部２０４の大きさで適切な露光量で露光することによりパターン形成するとともに、焼成時のメルトフローを抑制することが特に重要である。
【００１３】
メルトフローへの対策としては、露光時の露光量を多くすることが考えられるが、露光量を多くすると、フォトスペーサ１０５の形成位置２０１ａ周辺の不要な箇所でも感光性樹脂組成物２０１の光硬化が進行し、焼成以前にフォトスペーサ１０５自体が太くなってしまう可能性がある。これは、特に上記のように微細なフォトスペーサを形成する場合には問題である。また、感光性樹脂組成物２０１の材料組成の調整によりメルトフローを抑制することも考えられるが、材料コストが増大しまた抑制効果にも限界があるので、工程面での工夫も必要である。
【００１４】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、フォトスペーサのメルトフローを抑制できるフォトスペーサ形成方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した目的を達成するための第１の発明は、感光性樹脂組成物によるフォトスペーサを形成するフォトスペーサ形成方法であって、基材において、ネガ型の感光性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、フォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行う露光工程と、現像を行い、露光された前記感光性樹脂組成物を残す現像工程と、現像された前記感光性樹脂組成物に対し、前記感光性樹脂組成物の側面に光が照射されるように、拡散光により再度露光を行う再露光工程と、再露光された前記感光性樹脂組成物の焼成を行う焼成工程と、を含み、前記拡散光による再露光を行うことで、現像後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅と焼成後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅の差を０．０４μｍ以下に抑えることを特徴とするフォトスペーサ形成方法である。
【００１６】
本発明によれば、現像後の再露光工程で、フォトスペーサの感光性樹脂組成物を頂面だけでなく側面からも露光して確実に光硬化させることができ、焼成時におけるメルトフローを抑制することができる。再露光は、通常の露光とは異なり、拡散光により行いフォトマスクなども不要であるので簡単に行うことができ、装置構成も簡易なものとできる。
【００１７】
前記再露光工程では、前記基材を搬送しつつ露光を行うことが望ましい。
この再露光はフォトマスクを使用せずに行うことができ、アライメントも不要であるので、基材を搬送しつつ露光を行うことが容易であり、これにより時間のロスがなく製造効率が向上する。
【００１８】
また、前記フォトスペーサは、メインスペーサと、これより低いサブスペーサを含み、前記露光工程では、前記メインスペーサの形成位置に対応する部分に第１の透光部を有し、前記サブスペーサの形成位置に対応する部分に前記第１の透光部より低い透光率の第２の透光部を有するフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行うことが望ましい。
このようにしてメインスペーサとサブスペーサを同時に形成することで工程が簡略化される利点があるが、サブスペーサでは露光量が少なくなりやすいので、本発明により再露光を行いメルトフローを抑制することが特に有効となる。
【００１９】
また、前記フォトスペーサは、カラーフィルタを構成するものであり、前記塗布工程では、前記カラーフィルタの画素に対応する色のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し、前記露光工程では、前記フォトスペーサ、および前記画素の形成位置に対応する部分に透光部を有するフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行うことも望ましい。
このようにして画素の形成とフォトスペーサの形成を同時に行うことで工程が簡略化できる利点があるが、フォトスペーサとして着色した感光性樹脂組成物を用いることにより、露光による光硬化の進行が遅くなりやすいので、本発明により再露光を行いメルトフローを抑制することが特に有効となる。
【００２０】
第２の発明は、基材において、画素およびブラックマトリクスを形成するとともに、感光性樹脂組成物によるフォトスペーサを、ネガ型の感光性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、フォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行う露光工程と、現像を行い、露光された前記感光性樹脂組成物を残す現像工程と、現像された前記感光性樹脂組成物に対し、前記感光性樹脂組成物の側面に光が照射されるように、拡散光により再度露光を行う再露光工程と、再露光された前記感光性樹脂組成物の焼成を行う焼成工程と、により形成し、前記拡散光による再露光を行うことで、現像後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅と焼成後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅の差を０．０４μｍ以下に抑えることを特徴とするカラーフィルタ製造方法である。
また、前記再露光工程では、前記基材を搬送しつつ露光を行うことが望ましい。
【００２１】
第３の発明は、感光性樹脂組成物によるフォトスペーサを形成するフォトスペーサ形成装置であって、基材において、ネガ型の感光性樹脂組成物を塗布する塗布装置と、フォトマスクを用いて、前記感光性樹脂組成物の露光を行う露光装置と、現像を行い、露光された前記感光性樹脂組成物を残す現像装置と、現像された前記感光性樹脂組成物に対し、前記感光性樹脂組成物の側面に光が照射されるように、拡散光により再度露光を行う再露光装置と、再露光された前記感光性樹脂組成物の焼成を行う焼成装置と、を含み、前記拡散光による再露光を行うことで、現像後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅と焼成後の感光性樹脂組成物によるフォトスペーサの底面の幅の差を０．０４μｍ以下に抑えることを特徴とするフォトスペーサ形成装置である。
また、前記再露光装置は、搬送中の前記基材に対し露光を行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、フォトスペーサのメルトフローを抑制できるフォトスペーサ形成方法等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】カラーフィルタ１を示す図
【図２】フォトスペーサ形成装置１０を示す図
【図３】第１の実施形態のフォトスペーサ形成方法を示す図
【図４】フォトスペーサ１０５の再露光について示す図
【図５】オーバーコート層１０４を省略したカラーフィルタを示す図
【図６】第２の実施形態のフォトスペーサ形成方法を示す図
【図７】第３の実施形態のフォトスペーサ形成方法を示す図
【図８】実施例について説明する図
【図９】カラーフィルタ１００を示す図
【図１０】従来のフォトスペーサ形成方法を示す図
【図１１】フォトスペーサ１０５のメルトフローについて説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明のフォトスペーサ形成方法等の実施形態について説明する。
【００２５】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態のフォトスペーサ形成方法によりフォトスペーサが形成されたカラーフィルタ１の例を示す図である。このカラーフィルタ１は、カラーフィルタ１の上方に配置される液晶駆動側基板（不図示）、カラーフィルタ１と液晶駆動側基板との間に形成される液晶層（不図示）などとあわせて液晶表示装置を構成するものである。
【００２６】
図１のカラーフィルタ１は、図９のカラーフィルタ１００と同様、透明の基材１０１、ブラックマトリクス１０２、赤着色層１０３ａ・緑着色層１０３ｂ・青着色層１０３ｃによる画素、オーバーコート層１０４、およびフォトスペーサ１０５を有するが、後述する工程により焼成時のフォトスペーサ１０５のメルトフローが抑制されたものである。
【００２７】
なお、基材１０１としては特に限定されるものではなく、カラーフィルタに一般的に用いられるものを使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなど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、光学用樹脂フィルムなど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。このフレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、無アルカリガラスは、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特性に優れており、好ましい。
【００２８】
ブラックマトリクス１０２、赤着色層１０３ａ、緑着色層１０３ｂ、青着色層１０３ｃは、各色の着色剤等を分散し含有させた感光性樹脂組成物により形成される。
この感光性樹脂組成物としては、ネガ型の感光性樹脂組成物およびポジ型の感光性樹脂組成物のいずれも用いることができるが、以降の説明では、ネガ型の感光性樹脂組成物を用いるものとする。
【００２９】
ネガ型の感光性樹脂組成物は特に限定されることはなく、一般的に使用される感光性樹脂組成物を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂組成物、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂組成物等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂組成物として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン‐アクリル酸‐ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
なお、ポジ型の感光性樹脂組成物も特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂組成物等が挙げられる。
【００３０】
感光性樹脂組成物に含有させる着色剤も特に限定されるものではなく、一般的に使用される顔料を始めとして、種々の公知のものを適切に選択し用いることができる。例えばブラックマトリクス１０２の場合、酸化チタンや四酸化鉄などの金属酸化物粉末、金属硫化物粉末、金属粉末、カーボンブラックの他に、赤、青や緑などの顔料の混合物を遮光性粒子として上記の感光性樹脂組成物に分散し含有させたものを用いることができる。
【００３１】
ブラックマトリクス１０２、赤着色層１０３ａ、緑着色層１０３ｂ、青着色層１０３ｃは、それぞれ、対応する色の着色剤を含有させたネガ型の感光性樹脂組成物を塗布した後、各部の形成位置に対応する部分に透光部を有するフォトマスクを介して露光し、現像することによりパターニングを行って形成する。各工程は、従来の方法により行うことができる。例えば、感光性樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等がある。
また、オーバーコート層１０４も、上記のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し露光を行うことで形成できる。
【００３２】
本実施形態では、フォトスペーサ１０５も上記のネガ型の感光性樹脂組成物を用いて形成する。前述したように、このフォトスペーサ１０５は、従来に比べ焼成時のメルトフローが抑制されたものである。以下、フォトスペーサ１０５の形成について説明する。
【００３３】
まず、図２を用いて、フォトスペーサ１０５を形成するためのフォトスペーサ形成装置１０の概略について説明する。
【００３４】
図２に示すフォトスペーサ形成装置１０は、塗布装置１１、加熱装置１２、露光装置１３、現像装置１４、洗浄装置１５、乾燥装置１６、再露光装置１７、焼成装置１８等を含み、コンベア等の搬送装置２０によりカラーフィルタ１を搬送し、各装置による処理を行うものである。
上記の塗布装置１１、加熱装置１２、露光装置１３、現像装置１４、洗浄装置１５、乾燥装置１６、焼成装置１８としては、既知のものを使用することができる。例えば、加熱装置１２や焼成装置１８にはホットプレート等を、乾燥装置１６にはエアーナイフ等を用いることができる。また、露光装置１３としては、平行光としたＵＶ光をフォトマスクを介して照射するプロキシミティ露光機等を用いることができる。
【００３５】
本実施形態において、再露光装置１７は、ＵＶ光を拡散光として照射する光源１７１を有しており、これにより現像後のフォトスペーサ１０５に対し再度露光が行われる。この光源１７１としては、水銀ランプ等を用いることができるが、これに限ることはない。
さらに、再露光装置１７あるいは露光装置１３で用いる光もＵＶ光に限ることはなく、例えば可視光などでもよい。
【００３６】
次に、図３を用いて、本実施形態のフォトスペーサ形成方法（カラーフィルタ製造方法）について説明する。
【００３７】
本実施形態のフォトスペーサ形成方法では、まず、塗布装置１１により、基材１０１上に形成したブラックマトリクス１０２、各着色層１０３ａ〜１０３ｃによる画素、およびオーバーコート層１０４を覆うように、ネガ型の感光性樹脂組成物２０１を塗布する（図３（ａ））。感光性樹脂組成物２０１の塗布厚さは様々に定めることができる。
【００３８】
ブラックマトリクス１０２や各画素、オーバーコート層１０４の形成は、前述したように従来の方法で行うことができるので説明を省略する。なお、本実施形態ではブラックマトリクス１０２を細線化するものとし、例えば線幅２０μｍ以下で形成するが、これに限ることはない。
【００３９】
続いて加熱装置１２により感光性樹脂組成物２０１を加熱した後、露光装置１３を用いて、フォトスペーサ１０５の形成位置２０１ａに対応する部分に透光部２０４を有するフォトマスク２０３を介して、ＵＶ光２０２による露光を行う（図３（ｂ））。これにより、フォトスペーサ１０５の形成位置２０１ａで感光性樹脂組成物２０１を光硬化させる。
このＵＶ光２０２は前記したように平行光であり、露光量は、形成位置２０１ａの周辺における不要な光硬化が進行しないよう適切に定める。また、本実施形態ではフォトスペーサ１０５を微細に形成するものとし、例えば透光部２０４の幅は１０μｍ以下とするが、これに限ることはない。
【００４０】
次に、現像装置１４により現像を行い、未硬化の感光性樹脂組成物２０１を除去し、露光し光硬化した感光性樹脂組成物２０１をフォトスペーサ１０５として残す（図３（ｃ））。その後、洗浄装置１５により基材１０１の洗浄を行い、乾燥装置１６により洗浄した基材１０１の乾燥を行う。
【００４１】
ここまでの工程は図１０等の例と同様であるが、本実施形態では、続いて、再露光装置１７により、光源１７１を用いて、カラーフィルタ１の上方からＵＶ光２０６をフォトスペーサ１０５の感光性樹脂組成物２０１に照射し、再露光を行う（図３（ｄ））。
【００４２】
このＵＶ光２０６は拡散光であり、図４に示すように、フォトスペーサ１０５の感光性樹脂組成物２０１は頂面だけでなく側面からも確実に露光され、光硬化する。再露光は、通常の露光工程（図３（ｂ））のようにフォトマスク２０３を用いずアライメントなども不要であり、図２の矢印に示すように搬送装置２０でカラーフィルタ１を搬送しつつ容易に行なうことができるので、時間のロスもない。
なお、ＵＶ光２０６はカラーフィルタ１の下方から照射してもよいが、この場合、基材１０１とフォトスペーサ１０５の間にブラックマトリクス１０２や各着色層１０３ａ〜１０３ｃによる画素等が存在することから、露光量をより多くする必要がある。
【００４３】
最後に、焼成装置１８を用いて、フォトスペーサ１０５の焼成を行う（図３（ｅ））。本実施形態では、上記の再露光によりフォトスペーサ１０５が側面からも確実に露光されているので、焼成時にメルトフローを抑制することができ、フォトスペーサ１０５の微細形状を保つことができる。
以上により図１に示すフォトスペーサ１０５が形成され、カラーフィルタ１が製造される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、フォトスペーサ１０５の現像後、拡散光による再露光を行うので、フォトスペーサ１０５の感光性樹脂組成物２０１が頂面だけでなく側面からも確実に露光され光硬化する。従って、焼成を行う際のメルトフローが抑制され、フォトスペーサ１０５の微細形状が維持されるので、細線化したブラックマトリクス１０２上にも好適に配置することができ、液晶表示装置の高精細化に対応できる。
【００４５】
また、再露光は、通常の露光工程とは異なり拡散光を照射するだけでよく、フォトマスク２０３を用いずアライメントも不要であるので、再露光装置１７を簡易な構成とできるのに加え、搬送装置２０でカラーフィルタ１を搬送しつつ容易に実施でき、時間のロスもない。
【００４６】
また、再露光はカラーフィルタ１を搬送しつつ行うものに限らず、例えばカラーフィルタ１の搬送を一時停止して再露光を行うようにしてもよい。
【００４７】
なお、上記の例では、基材１０１上のブラックマトリクス１０２や各着色層１０３ａ〜１０３ｃによる画素の上にオーバーコート層１０４を設けているが、図５に示すように、このオーバーコート層１０４を省略し、ブラックマトリクス１０２上にフォトスペーサ１０５を直接形成することも可能である。この他、液晶表示装置の駆動方式によっては、ブラックマトリクス１０２や各着色層１０３ａ〜１０３ｂによる画素上に透明な電極層を形成し、その上にフォトスペーサ１０５を設けるような構成を採ることも可能である。さらに、フォトスペーサ１０５はカラーフィルタ１に設けるものに限らず、前述の液晶駆動側基板に設けることも可能である。
これらの場合でも、上記と同様の工程でフォトスペーサ１０５を形成でき、フォトスペーサ１０５の再露光を行うことで同様の効果が得られる。
さらに、このフォトスペーサの形成方法は、液晶表示装置のカラーフィルタに適用されるだけではなく、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置などに用いるカラーフィルタにおいても適用可能である。
【００４８】
このように、本発明は第１の実施形態で説明したものに限ることはない。以下、本発明の別の実施形態を、第２、第３の実施形態として説明する。第２、第３の実施形態は、第１の実施形態と異なる点について主に説明し、第１の実施形態と同様の点については、図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００４９】
［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態のフォトスペーサ形成方法について説明する図である。第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の工程で、フォトスペーサとして、メインスペーサ１０５ａとこれより低いサブスペーサ１０５ｂ（図６（ｄ）参照）を同時に形成する例である。このサブスペーサ１０５ｂは、例えば、液晶表示装置においてカラーフィルタ１が押圧された場合などでも、カラーフィルタ１と液晶駆動側基板が直接接しないようにするために設けられる。
【００５０】
第２の実施形態では、図６（ａ）に示すように、塗布装置１１により、基材１０１上のブラックマトリクス１０２と各着色層１０３ａ〜１０３ｃによる画素、およびオーバーコート層１０４を覆うようにネガ型の感光性樹脂組成物２０１を塗布した後、加熱装置１２による加熱を行い、続いて、露光装置１３により、フォトマスク２０３ａ（階調マスク）を介して、ＵＶ光２０２による露光を行う。
このフォトマスク２０３ａは、メインスペーサ１０５ａの形成位置２０１ａに対応する部分に透光部２０４ａ（第１の透光部）を有し、サブスペーサ１０５ｂの形成位置２０１ｂに対応する部分に透光部２０４ａより透光率の低い半透光部２０４ｂ（第２の透光部）を有するものである。
【００５１】
次に現像装置１４を用いて現像を行うと、透光部２０４ａを介した露光量と、半透光部２０４ｂを介した露光量の差に伴い、図６（ｂ）に示すように、露光し光硬化した感光性樹脂組成物２０１がメインスペーサ１０５ａとこれより低いサブスペーサ１０５ｂとして残る。その後、洗浄装置１５、乾燥装置１６による基材１０１の洗浄と乾燥を行う。
【００５２】
この後の工程は、第１の実施形態と同様、図６（ｃ）に示すように、メインスペーサ１０５ａとサブスペーサ１０５ｂの感光性樹脂組成物２０１に対し、再露光装置１７を用いてＵＶ光２０６（拡散光）による再露光を行った後、図６（ｄ）に示すように、焼成装置１８により焼成を行う手順となる。これにより、フォトスペーサとして、メインスペーサ１０５ａとサブスペーサ１０５ｂが形成される。
【００５３】
第２の実施形態でも、拡散光による再露光を行うことにより、メインスペーサ１０５ａとサブスペーサ１０５ｂの感光性樹脂組成物２０１が側面からも確実に露光されてメルトフローが抑制され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、第２の実施形態ではメインスペーサ１０５ａとサブスペーサ１０５ｂを同時に形成することができ工程が簡略化される利点があるが、サブスペーサ１０５ｂを形成する際の露光量が少なくなりやすいので、本発明により再露光を行うことでメルトフローを抑制することが特に有効である。
【００５４】
なお、上記のように透光率の異なる透光部を有する階調マスクを用いることにより、オーバーコート層１０４とフォトスペーサを同時に形成することなども可能である。この場合でも、上記と同様再露光を行うことで、焼成時にフォトスペーサのメルトフローが抑制できる。
【００５５】
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態のフォトスペーサ形成方法について説明する図である。第３の実施形態は、着色層を重ねることによりフォトスペーサ１０７（積層スペーサ、図７（ｅ）参照）を形成する例である。
【００５６】
第３の実施形態では、図７（ａ）に示すように、基材１０１上にブラックマトリクス１０２と赤着色層１０３ａによる画素を形成した後、これらを覆うように、緑の着色剤を含有させたネガ型の感光性樹脂組成物２１１を塗布装置１１により塗布し、加熱装置１２による加熱後、露光装置１３により、緑の画素およびフォトスペーサ１０７の形成位置２１１ａに対応する部分に透光部２０４を有するフォトマスク２０３を介して、ＵＶ光２０２による露光を行う。
【００５７】
次に現像装置１４を用いて現像を行うと、図７（ｂ）に示すように、露光し光硬化した感光性樹脂組成物２１１が、緑の画素とフォトスペーサ１０７の形成位置２１１ａに緑着色層１０３ｂとして残る。続いて、洗浄装置１５、乾燥装置１６による基材１０１の洗浄と乾燥を行う。
【００５８】
その後、第１の実施形態と同様、図７（ｃ）に示すように、緑着色層１０３ｂ（特にフォトスペーサ１０７を形成するもの）の感光性樹脂組成物２１１に対し、再露光装置１７を用いてＵＶ光２０６（拡散光）による再露光を行い、続いて、図７（ｄ）に示すように、焼成装置１８による焼成を行う。これにより、緑の画素およびフォトスペーサ１０７の形成位置２１１ａに、緑着色層１０３ｂが形成される。
【００５９】
この後、青の感光性樹脂組成物をさらに塗布し、加熱後、上記の露光工程〜焼成工程を繰り返す。露光時に用いるフォトマスクは、青の画素およびフォトスペーサ１０７の形成位置に対応する部分に透光部を有するものとする。これにより、上記と同様、図７（ｅ）に示すように、青の画素およびフォトスペーサ１０７の形成位置に青着色層１０３ｃが形成され、前記の緑着色層１０３ｂの上に青着色層１０３ｃが積層したフォトスペーサ１０７（積層スペーサ）が形成される。
【００６０】
第３の実施形態でも、拡散光による再露光を行うことにより、フォトスペーサ１０７を形成する各着色層の感光性樹脂組成物が側面からも確実に露光されてメルトフローが抑制され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、第３の実施形態では画素の形成とフォトスペーサ１０７の形成を同時に行うことができ工程が簡略化される利点があるが、フォトスペーサ１０７として着色した感光性樹脂組成物を用いることにより、露光による光硬化の進行が遅くなりやすいので、本発明により再露光を行うことでメルトフローを抑制することが特に有効となる。
【００６１】
なお、フォトスペーサ１０７の形成時に積層する着色層や、その積層順等は上記に限らない。また、再露光も、フォトスペーサ１０７として積層する着色層の全てで行うものに限らない。例えば最下層の着色層に対してのみ行ったり、最上層の着色層に対してのみ行うことも可能である。
【実施例】
【００６２】
本発明者らは、実施例として、図３等を用いて説明した第１の実施形態のフォトスペーサ形成方法にてフォトスペーサを形成し、再露光を行うことによるメルトフローの抑制効果を検討した。これを以下説明する。
【００６３】
［実施例］
（硬化性樹脂組成物の調製）
重合槽中にメタクリル酸メチル（MMA）を63重量部、アクリル酸（AA）を12重量部、メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル（HEMA）を6重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（DMDG）を88重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2,2´-アゾビス（2-メチルブチロニトリル）を7重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、さらに100℃で1時間反応させた。得られた溶液に、さらにメタクリル酸グリシジル（GMA）を7重量部、トリエチルアミンを0.4重量部、およびハイドロキノンを0.2重量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分50%）を得た。次に下記の材料を室温で攪拌、混合して硬化性樹脂組成物とした。
【００６４】
(硬化性樹脂組成物の組成)
・上記共重合樹脂溶液（固形分50%）：16重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サートマー社  SR399）：24重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社  エピコート180S70）：4重量部
・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ン-1-オン：4重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル：52重量部
【００６５】
（フォトスペーサ１０５の形成）
以上の硬化性樹脂組成物をネガ型の感光性樹脂組成物２０１として用い、上記した塗布工程〜焼成工程を実施し、フォトスペーサ１０５を形成した。感光性樹脂組成物２０１は焼成後で約３．５μｍの厚みとなるように塗布等し、露光時の露光量は５０ｍＪとした。また、加熱および焼成はホットプレートを用い１００℃で３分行った。
なお、フォトスペーサ１０５の平面形状は略円形とし、現像後のフォトスペーサ１０５の幅（直径）が約８μｍになるようにフォトマスク２０３の透光部２０４の大きさ等を設定した。
【００６６】
（再露光）
実施例では、現像後の再露光量を１００ｍＪ、２００ｍＪ、５００ｍＪ、１０００ｍＪの４ケースとして、再露光を行った。再露光はカラーフィルタ１の上方からＵＶ光を拡散光として照射し行った。
【００６７】
［比較例］
再露光を実施しない（再露光量が０ｍＪ）以外は、実施例と同様にフォトスペーサ１０５を形成した。
【００６８】
［結果］
結果として、現像後の再露光量（ｍＪ）と熱シフト量（μｍ）との関係を図８（ａ）に示す。ここで、熱シフト量は、図８（ｂ）に示す現像後のフォトスペーサ１０５の（底面の）幅Ｌ１と、焼成後のフォトスペーサ１０５の底面の幅Ｌ２の差Ｌ２−Ｌ１を計測したものであり、メルトフローが生じると大きな値となる。なお幅Ｌ１は前記したように約８μｍである。
【００６９】
図８（ａ）に示すように、再露光を行わない場合（再露光量が０ｍＪ）では、熱シフト量は０．３９μｍであり、メルトフローが発生していることがわかる。
一方、再露光を、再露光量を１００ｍＪ、２００ｍＪ、５００ｍＪ、１０００ｍＪとして行った場合では、熱シフト量は、それぞれ、０．０１μｍ、０．０２μｍ、０．０４μｍ、−０．０６μｍとなっており、熱シフト量が顕著に低減され、メルトフローが略ゼロに抑制されていることが確認された。
【００７０】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７１】
１、１００：カラーフィルタ
１０：フォトスペーサ形成装置
１１：塗布装置
１２：加熱装置
１３：露光装置
１４：現像装置
１５：洗浄装置
１６：乾燥装置
１７：再露光装置
１８：焼成装置
２０：搬送装置
１０１：基材
１０２：ブラックマトリクス
１０３ａ：赤着色層
１０３ｂ：緑着色層
１０３ｃ：青着色層
１０４：オーバーコート層
１０５、１０７：フォトスペーサ
１７１：光源
２０１、２１１：感光性樹脂組成物
２０３、２０３ａ：フォトマスク
２０４、２０４ａ：透光部
２０４ｂ：半透光部
【図１】
0005915319.tif 000002
【図２】
0005915319.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005915319.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005915319.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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