(57)【要約】【課題】本発明は、複数の高さの機能性部を効率よく形成することが可能であり、かつ形成された機能性部と基板との密着性を良好なものとすることが可能なパターン形成体の製造方法を提供することを主目的としている。【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、前記透明基板上にパターン状に形成され、かつ前記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、前記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記透明基板側から、前記第１機能性部を形成する領域および前記第２機能性部を形成する領域に形成された前記感光性樹脂層を露光する裏面露光工程と、前記感光性樹脂層を現像する現像工程とを含む機能性部形成工程により、前記第１機能性部および前記第２機能性部を形成することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、前記透明基板上にパターン状に形成され、かつ前記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、
前記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記透明基板側から、前記第１機能性部を形成する領域および前記第２機能性部を形成する領域に形成された前記感光性樹脂層を露光する裏面露光工程と、
前記感光性樹脂層を現像する現像工程と
を含む機能性部形成工程により、前記第１機能性部および前記第２機能性部を形成することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
【請求項２】
前記機能性部形成工程が、前記現像工程前に、前記感光性樹脂層側から前記感光性樹脂層を露光する表面露光工程を有し、前記表面露光工程が、少なくとも前記第２機能性部を形成する領域に対して行われることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項３】
透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、前記透明基板上にパターン状に形成され、かつ前記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、
前記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記第１機能性部を形成する領域に形成された前記感光性樹脂層のみを、前記透明基板側から露光する裏面露光工程と、
少なくとも前記第２機能性部を形成する領域に形成された前記感光性樹脂層を、前記感光性樹脂層側から露光する表面露光工程と、
前記感光性樹脂層を現像する現像工程と
を含む機能性部形成工程により、前記第１機能性部および前記第２機能性部を形成することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法により形成された第１機能性部が反射光用着色層であり、前記第２機能性部が透過光用着色層であることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカラーフィルタの形成等に用いられる、高さの異なる複数の機能性部が形成されたパターン形成体の製造方法等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。
【０００３】
そこで、カラーフィルタ等の製造効率を向上させる目的から、例えばハーフトーンマスク等を用いて、２つ以上の高さの異なる機能性部を一括して形成する方法が提案されている。具体的には、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの着色層を形成する際、着色層を形成するための着色層形成用層を形成した後、この着色層形成用層を透過光用領域では通常の開口部、反射光用領域ではハーフトーン部が形成されているフォトマスク等を用いて、着色層形成用層側から露光し、現像することにより、反射光用領域と透過光用領域とで膜厚の異なる着色層を一括して形成する方法等が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また例えば、着色層と柱状スペーサとを一括して形成する方法として、例えば着色層および柱状スペーサを形成するための感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層を、柱状スペーサを形成する領域では通常の開口部、着色層を形成する領域ではハーフトーン部が形成されているフォトマスク等を用いて、感光性樹脂層側から露光し、現像する方法等も考案されている。
【０００５】
しかしながら、上記のいずれの場合においても、フォトマスクのハーフトーン部を用いて露光された領域に照射されるエネルギー量が少ないことから、この領域に形成された機能性部の硬化性が低く、形成された機能性部が剥離してしまう場合があるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４５７５７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、高さの異なる複数種類の機能性部を効率よく一括して形成することが可能であり、かつ形成された各機能性部と基板との密着性が良好なパターン形成体の製造方法の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、上記透明基板上にパターン状に形成され、かつ上記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、上記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記透明基板側から、上記第１機能性部を形成する領域および上記第２機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層を露光する裏面露光工程と、上記感光性樹脂層を現像する現像工程とを含む機能性部形成工程により、上記第１機能性部および上記第２機能性部を形成することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明においては、上記裏面露光工程により、上記感光性樹脂層を透明基板側から露光することから、例えば裏面露光工程において第１機能性部を形成する領域に照射するエネルギー量を、第２機能性部を形成する領域に照射するエネルギー量と比較して少ないものとした場合であっても、第１機能性部の透明基板側の硬化性を良好なものとすることができる。したがって、本発明によれば、第１機能性部および第２機能性部と透明基板との密着性が良好なパターン形成体を製造することができる。また本発明によれば、上記裏面露光工程等において照射するエネルギー量を調整することにより、高さの異なる第１機能性部および第２機能性部を一括して形成することが可能であり、効率よくパターン形成体を製造することができるという利点も有している。
【００１０】
上記発明においては、上記機能性部形成工程が、上記現像工程前に上記感光性樹脂層側から上記感光性樹脂層を露光する表面露光工程を有し、上記表面露光工程が、少なくとも上記第２機能性部を形成する領域に対して行われることが好ましい。これにより、形成される第２機能性部の表面の硬化性を良好なものとすることができ、第２機能性部の表面の平坦性を高いものとすることができるからである。
【００１１】
また本発明は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、上記透明基板上にパターン状に形成され、かつ上記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、上記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記第１機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層のみを、上記透明基板側から露光する裏面露光工程と、少なくとも上記第２機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層を、上記感光性樹脂層側から露光する表面露光工程と、上記感光性樹脂層を現像する現像工程とを含む機能性部形成工程により、上記第１機能性部および上記第２機能性部を形成することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記第１機能性部を形成する領域を透明基板側から露光することから、第１機能性部の透明基板側の硬化性を良好なものとすることができ、第１機能性部と透明基板との密着性を良好なものとすることができる。またさらに、上記第２機能性部を形成する領域を感光性樹脂層側から露光することから、第２機能性部の表面の硬化性を良好なものとすることができ、第２機能性部の表面の平坦性を高いものとすることができる。また本発明によれば、上記裏面露光工程および表面露光工程において照射するエネルギー量を調整することにより、高さの異なる第１機能性部および第２機能性部を一括して形成することが可能であり、効率よくパターン形成体を製造することができるという利点も有している。
【００１３】
またさらに、本発明は、上述したパターン形成体の製造方法により形成された第１機能性部が反射光用着色層であり、上記第２機能性部が透過光用着色層であることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供する。本発明によれば、高さの異なる反射光用着色層および透過光用着色層を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを効率よく形成することができ、またこれらの着色層の表面の平坦性が高く、透明基板と各着色層との密着性が高いものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、透明基板との密着性が良好な、高さの異なる２種類以上の機能性部を有するパターン形成体を効率よく製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、例えばカラーフィルタの形成等に用いられる、高さの異なる複数の機能性部が形成されたパターン形成体の製造方法、および半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。
【００１６】
Ａ．パターン形成体の製造方法
まず、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法によれば、高さの異なる２種類以上の機能性部を一括して形成することが可能であり、本発明のパターン形成体の製造方法には、各機能性部を形成するための感光性樹脂層の露光方法により、２つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様ごとに説明する。
【００１７】
１．第１実施態様
まず、本発明のパターン形成体の製造方法の第１実施態様について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法の第１実施態様は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、上記透明基板上にパターン状に形成され、かつ上記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、上記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記透明基板側から、上記第１機能性部を形成する領域および上記第２機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層を露光する裏面露光工程と、上記感光性樹脂層を現像する現像工程とを含む機能性部形成工程により、上記第１機能性部および上記第２機能性部を形成することを特徴とする方法である。
【００１８】
本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば図１に示すように、透明基板１上に、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程（図１（ａ））と、例えば遮光部１１、ハーフトーン部１２、および開口部１３が設けられたフォトマスク１４等を用いて、第１機能性部を形成する領域（図中、ａで示される領域）および第２機能性部を形成する領域(図中、ｂで示される領域)に形成された感光性樹脂層２を透明基板１側から露光する裏面露光工程（図１（ｂ））と、その感光性樹脂層２を現像する現像工程（図１（ｃ））とを含む機能性部形成工程を有する方法である。本実施態様においては、上記機能性部形成工程により、例えば（図１（ｃ））に示されるように、第１機能性部３と、その第１機能性部３より高さの高い第２機能性部４とが形成される。
【００１９】
ここで、本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば裏面露光工程に用いるフォトマスクのハーフトーン部の透過率を多段階としたり、裏面露光工程において照射するエネルギー量を調整すること等により、上記第１機能性部および第２機能性部の他に、さらに高さの異なる第３機能性部や第４機能性部等を形成する方法であってもよい。また、上記第１機能性部および第２機能性部の他に、例えば上記フォトマスクのハーフトーン部の透過率を連続的に変化させること等により、連続的に膜厚が変化する機能性部等を形成する方法であってもよい。
【００２０】
上述したように、ハーフトーン部を有するフォトマスク等を用いて、感光性樹脂層側から感光性樹脂層の露光を行い、高さの異なる２種類以上の機能性部を形成した場合、フォトマスクのハーフトーン部に対応する領域、すなわち高さの低い機能性部を形成する領域に照射されるエネルギー量が、高さの高い機能性部を形成する領域に照射されるエネルギー量と比較して少ないものとなる。そのため、高さの低い機能性部を形成する領域での感光性樹脂層の硬化性が低く、機能性部が剥離してしまうこと等があるという問題があった。
【００２１】
一方、本実施態様においては、透明基板側から感光性樹脂層の露光が行われる。そのため、例えば上記ハーフトーン部を有するフォトマスク等を用いて感光性樹脂層を露光し、高さの異なる２種類以上の機能性部を一括して形成した場合であっても、透明基板側の感光性樹脂層を十分に硬化させることができ、第１機能性部および第２機能性部と透明基板との密着性を良好なものとすることができる。
【００２２】
また、本実施態様によれば、上記裏面露光工程において照射するエネルギー量を調整すること等により、第１機能性部および第２機能性部を一括して形成することができることから、効率よくパターン形成体を製造することができるという利点も有している。
【００２３】
また一般的に、感光性樹脂層を酸素存在下で露光した場合、酸素によって感光性樹脂層の硬化反応が阻害されてしまう場合があるが、本実施態様においては、上記透明基板側から感光性樹脂層の露光を行うことから、感光性樹脂層の硬化反応が酸素によって阻害されることの少ないものとすることができ、露光時間を短いものとすることができる。したがって、生産効率の向上が可能となる。
【００２４】
なお、本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば高さが異なる透過光用着色層および反射光用着色層を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを形成する際や、着色層および、その着色層を形成するための着色層形成用部材の膜厚を厚くすることにより形成された柱状スペーサを有するカラーフィルタを形成する際、オーバーコート層および柱状スペーサを有するモノクロカラーフィルタを形成する際、高さが異なる複数の着色層により形成された液晶配向部材を有するカラーフィルタを形成する際等に、特に有用である。例えば透過光用着色層および反射光用着色層を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する場合には、例えば図２に示すように、第１機能性部（反射光用着色層）３を反射光用領域ｒに形成し、上記第２機能性部（透過光用着色層）４を透過光用領域ｔに形成することにより、各着色層（３および４）と透明基板１との密着性が良好な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを効率よく製造することができる。また、例えば着色層および柱状スペーサを有するカラーフィルタを製造する場合には、例えば図３に示すように、第１機能性部３を着色層、第２機能性部４を柱状スペーサとすることにより、着色層３および柱状スペーサ４と透明基板１との密着性が良好なカラーフィルタを効率よく製造することができる。なおこの場合、上記柱状スペーサ４は、カラーフィルタの画素領域内に形成されることとなる。
【００２５】
また、例えばオーバーコート層および柱状スペーサを有するモノクロカラーフィルタを製造する場合には、上記第１機能性部をオーバーコート層、上記第２機能性部を柱状スペーサとすること等ができる。この場合、上記柱状スペーサは、モノクロカラーフィルタの画素領域内に形成されることとなる。
以下、本実施態様のパターン形成体の製造方法について、各工程ごとに詳しく説明する。
【００２６】
ａ．機能性部形成工程
まず、本実施態様のパターン形成体の機能性部形成工程について説明する。本実施態様における機能性部形成工程は、後述する感光性樹脂層形成工程、裏面露光工程、および現像工程を有する工程であり、高さの異なる第１機能性部および第２機能性部を形成する工程である。本実施態様では、上記裏面露光工程等において、上記第１機能性部が形成される領域へ照射するエネルギー量を、上記第２機能性部が形成される領域へ照射するエネルギー量より少ないものとすることにより、高さの異なる第１機能性部および第２機能性部を容易に形成することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施態様においては、上述したように、上記裏面露光工程等におけるエネルギー照射量を、３段階以上に変化させて、さらに複数の高さの異なる機能性部を形成してもよい。３段階以上にエネルギーの照射量を変化させる方法としては、例えば遮光率の異なるハーフトーン部を有するフォトマスクを用いる方法や、複数のフォトマスクを組み合わせて露光領域や露光回数を調整する方法、各領域に対するエネルギー源からのエネルギー照射量を調整する方法等が挙げられる。本実施態様においては通常、２種類〜５種類程度、中でも２種類〜４種類程度の高さの異なる複数の機能性部を形成することが可能である。
以下、本工程に含まれる各工程について説明する。
【００２８】
（１）感光性樹脂層形成工程
まず、感光性樹脂層形成工程について説明する。本実施態様における感光性樹脂層形成工程は、透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布することにより、感光性樹脂層を形成する工程である。
【００２９】
本工程において、感光性樹脂層形成用塗工液を塗布する方法としては、上記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布することが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。このような塗布方法としては、例えばスピンコート法、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、ダイコート法等が挙げられる。なお、本工程においては、上記感光性樹脂層形成用塗工液を塗布した後、上記感光性樹脂層形成用塗工液をプリベークしてもよい。また本工程は、上記感光性樹脂層を透明基板全面に形成する工程であってもよく、また透明基板の一部のみに感光性樹脂層を形成する工程であってもよい。
【００３０】
本工程により形成される感光性樹脂層の膜厚は、形成する第１機能性部および第２機能性部の種類等により適宜選択されることとなるが、少なくとも形成する第２機能性部の膜厚と同等、またはそれ以上の膜厚とされる。通常、このような膜厚としては１．０μｍ〜５．０μｍ程度、中でも１．０μｍ〜４．０μｍ程度とすることができる。
【００３１】
また、本工程に用いられる感光性樹脂層形成用塗工液としては、後述する裏面露光工程や現像工程によりパターニング可能な感光性樹脂を含有するものであれば特に限定されるものではなく、形成する第１機能性部や第２機能性部の種類等に応じて適宜選択される。また感光性樹脂はネガ型であってもよく、またポジ型であってもよい。例えば第１機能性部および第２機能性部が着色層とされる場合や、第１機能性部が着色層とされ、第２機能性部が柱状スペーサとされる場合等には、上記感光性樹脂層形成用塗工液中に感光性樹脂、染料または顔料、および各種添加剤等が含有されるものとすることができる。また例えば第１機能性部がモノクロカラーフィルタのオーバーコート層とされ、第２機能性部が柱状スペーサとされる場合等には、上記感光性樹脂層形成用塗工液中に、可視光に対して透明性を有する感光性樹脂や、各種添加剤等が含有されるものとすることができる。なお、上記感光性樹脂層形成用塗工液に用いられる各種材料については、一般的なパターン形成体の各機能性部の形成に用いられるものと同様とすることができる。
【００３２】
また本工程に用いられる透明基板としては、後述する裏面露光工程において照射されるエネルギーに対して透過性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、パターン形成体の用途等に応じて適宜選択されることとなる。なお、本実施態様においては、裏面露光工程において照射されるエネルギーに対して５０％以上、中でも８０％以上（ｉ線透過率）の透過性を有する透明基板が用いられることが好ましい。これにより、裏面露光工程において、効率よく感光性樹脂層を露光することが可能となるからである。なお、上記透過率は、紫外可視近赤外分光光度計（Lambda19  PERKIN ELMER社製）により測定される値である。
【００３３】
上記透明基板として具体的には、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、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等が挙げられる。
【００３４】
（２）裏面露光工程
次に、本実施態様における裏面露光工程について説明する。本実施態様における裏面露光工程は、上記透明基板側から、上記第１機能性部を形成する領域および上記第２機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層を露光する工程である。
【００３５】
本工程における露光方法は、上記第１機能性部を形成する領域および第２機能性部を形成する領域に形成された感光性樹脂層を、透明基板側から露光することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば上記第１機能性部および第２機能性部を形成する領域を一括して露光する方法であってもよく、また例えば上記第１機能性部を形成する領域の露光と、第２機能性部を形成する領域の露光とを別々に行う方法であってもよい。
【００３６】
上記第１機能性部および第２機能性部を形成する領域を一括して露光する方法としては、例えば図１（ｂ）に示すように、上記第１機能性部を形成する領域（図中、ａで示される領域）と第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）とを、遮光部１１、ハーフトーン部１２、および開口部１３を有するフォトマスク１４等を用いて透明基板１側から露光する方法が挙げられる。通常この場合、第１機能性部を形成する領域（図中、ａで示される領域）とハーフトーン部１２とが対応するように、フォトマスク１４が配置されて露光が行われる。これにより、上記第１機能性部を形成する領域に照射するエネルギー量を、第２機能性部を形成する領域に照射するエネルギー量より少ないものとすることができ、第１機能性部と第２機能性部との高さを異なるものとすることが可能となるからである。
【００３７】
また、例えば図４（ａ）に示すように、上記第１機能性部を形成する領域（図中、ａで示される領域）と第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）とを、フォトマスク１４等を用いて、透明基板１側から均一に露光する方法等も挙げられる。この場合、さらに上記第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）を、例えば図４（ｂ）に示すように、透明基板１側から、もしくは後述する表面露光工程により感光性樹脂層２側から露光することが必要とされる。これにより、上記第１機能性部を形成する領域および第２機能性部を形成する領域に照射するエネルギー量を異なるものとすることができ、第１機能性部と第２機能性部との高さを異なるものとすることが可能となるからである。
【００３８】
また、上記第１機能性部を形成する領域の露光と、第２機能性部を形成する領域の露光とを別々に行う方法としては、例えば図５（ａ）に示すように、上記第１機能性部を形成する領域（図中、ａで示される領域）のみをフォトマスク１４等を用いて透明基板１側から露光した後、図５（ｂ）に示すように、第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）をフォトマスク１４等を用いて透明基板１側から露光する方法が挙げられる。なお、上記露光の順序は特に限定されず、第２機能性部を形成する領域を先に露光してもよい。この場合、上記第１機能性部を形成する領域に対して照射するエネルギー量と、第２機能性部を形成する領域に対して照射するエネルギー量とを異なるものとすることにより、第１機能性部と第２機能性部との高さを異なるものとすることが可能となる。
【００３９】
ここで、本工程の露光に用いられるエネルギー源については、上記感光性樹脂層を露光可能なものであれば、特に限定されるものではなく、上記感光性樹脂層の種類等に応じて適宜選択される。このようなエネルギー源としては、一般的な感光性樹脂を露光するために用いられるエネルギー源と同様のものとすることができ、例えば、超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。また、本工程に用いることが可能なフォトマスクとしては、一般的なパターン形成体の製造の際に用いられるものと同様とすることができる。
【００４０】
なお、本実施態様における露光方法は、例えば上記エネルギー源やフォトマスク等を用いることなく、透明基板側から、第１機能性部を形成する領域および第２機能性部を形成する領域にレーザーを照射する方法等であってもよい。
【００４１】
（３）現像工程
次に、本実施態様における現像工程について説明する。本実施態様における現像工程は、上記感光性樹脂層を現像する工程である。本工程により、第１機能性部および第２機能性部を形成する領域以外の領域に形成されている感光性樹脂層は完全に除去されることとなる。また、第１機能性部が形成される領域については、第１機能性部の膜厚が目的とする厚さとなるように、未硬化の感光性樹脂層が除去されることとなる。
【００４２】
このような現像に用いられる現像液や現像方法等については、一般的なパターン形成体を製造する際と同様の方法とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００４３】
（４）その他の工程
本実施態様の機能性部形成工程は、上記感光性樹脂層形成工程、裏面露光工程および現像工程以外にも、必要に応じて他の工程を有していていもよく、上記現像工程前に、上記感光性樹脂層を感光性樹脂層側から露光する表面露光工程や、上記現像工程後、第１機能性部および第２機能性部をポストベークするポストベーク工程等を有していてもよい。
【００４４】
本実施態様においては特に、上述した各工程の他に上記表面露光工程を有していることが好ましい。これにより、第２機能性部の表面が、露光不足により荒れてしまうことを防ぐことができ、第２機能性部の表面の平坦性を高いものとすることができるからである。また上記第１機能性部を形成する領域に照射される総エネルギー量、および第２機能性部を形成する領域に照射される総エネルギー量を調整することが可能となり、形成される第１機能性部と第２機能性部との膜厚比等をより細かく調整すること等も可能となる。以下、上記表面露光工程について説明する。
【００４５】
（表面露光工程）
本実施態様における表面露光工程は、上記現像工程前に、感光性樹脂層側から、感光性樹脂層を露光する工程であり、上記裏面露光工程前に行われるものであってもよく、また上記裏面露光工程後に行われるものであってもよい。
【００４６】
また本工程は、例えば第１機能性部を形成する領域および第２機能性部を形成する領域に形成されている感光性樹脂層を露光する工程であってもよく、また例えば上記第２機能性部を形成する領域に形成されている感光性樹脂層のみを、感光性樹脂層側から露光する工程であってもよい。なお、本実施態様においては、少なくとも上記第２機能性部を形成する領域を露光する工程であることが好ましい。これにより、形成される第２機能性部の表面の硬化性を十分なものとすることができ、第２機能性部の表面の平坦性を高いものとすることができるからである。
【００４７】
なお、本工程において露光する領域や、照射するエネルギー量等については、上述した裏面露光工程における露光領域や、裏面露光工程において照射されるエネルギー量等に応じて適宜選択される。
【００４８】
また本工程における露光方法は、上記感光性樹脂層側から露光する方法であれば特に限定されるものではなく、例えば開口部および遮光部を有するフォトマスクや、開口部、ハーフトーン部、および遮光部を有するフォトマスク等を用いてエネルギーを照射する方法であってもよく、また例えばレーザー等を用いてエネルギーを照射する方法等であってもよい。また、各領域ごとに、複数回にわけてエネルギーを照射する方法であってもよい。
【００４９】
本工程に用いられるフォトマスクやエネルギー源、露光方法等については、上述した裏面露光工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００５０】
ｂ．その他の工程
本実施態様のパターン形成体の製造方法は、上記機能性部形成工程以外にも、例えば透明基板上に遮光部を形成する遮光部形成工程等、必要に応じて適宜他の工程を有していてもよい。このような他の工程は、製造されるパターン形成体の種類等に応じて適宜選択され、一般的なパターン形成体を製造する際の各工程と同様とすることができる。
【００５１】
２．第２実施態様
次に、本発明のパターン形成体の製造方法の第２実施態様について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法の第２実施態様は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された第１機能性部と、上記透明基板上にパターン状に形成され、かつ上記第１機能性部より高さの高い第２機能性部とを少なくとも有するパターン形成体の製造方法であって、上記透明基板上に感光性樹脂層形成用塗工液を塗布して感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記第１機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層のみを、上記透明基板側から露光する裏面露光工程と、少なくとも上記第２機能性部を形成する領域に形成された上記感光性樹脂層を、上記感光性樹脂層側から露光する表面露光工程と、上記感光性樹脂層を現像する現像工程とを含む機能性部形成工程により、上記第１機能性部および上記第２機能性部を形成することを特徴とする方法である。
【００５２】
本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば図６に示すように、透明基板１上に、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程（図６（ａ））と、例えばフォトマスク１４等を用いて、第１機能性部を形成する領域（図中、ａで示される領域）に形成された感光性樹脂層２のみを透明基板１側から露光する裏面露光工程（図６（ｂ））と、例えばフォトマスク１４等を用いて、少なくとも第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）に形成された感光性樹脂層２を、感光性樹脂層２側から露光する表面露光工程（図６（ｃ））と、上記感光性樹脂層２を現像する現像工程（図６（ｄ））とを含む機能性部形成工程を有する方法である。本実施態様によれば、この機能性部形成工程により、第１機能性部３と、第１機能性部３より高さの高い第２機能性部４とが形成される。
【００５３】
ここで、本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば裏面露光工程や表面露光工程に用いるフォトマスクのハーフトーン部の透過率を多段階としたり、裏面露光工程や表面露光工程において照射するエネルギー量を調整すること等により、上記第１機能性部および第２機能性部の他に、さらに高さの異なる第３機能性部や第４機能性部等を形成する方法であってもよい。また、上記第１機能性部および第２機能性部の他に、例えば上記フォトマスクのハーフトーン部の透過率を連続的に変化させること等により、連続的に膜厚が変化する機能性部等を形成する方法であってもよい。
【００５４】
上述したように、ハーフトーン部を有するフォトマスク等を用いて、感光性樹脂層側から感光性樹脂層の露光を行い、高さの異なる２種類以上の機能性部を形成した場合、フォトマスクのハーフトーン部に対応する領域、すなわち高さの低い機能性部を形成する領域に照射されるエネルギー量が、高さの高い機能性部を形成する領域に照射されるエネルギー量と比較して少ないものとなる。そのため、高さの低い機能性部を形成する領域での感光性樹脂層の硬化性が低く、透明基板と機能性部との密着性が低いことから、機能性部が剥離してしまうこと等があるという問題があった。
【００５５】
一方、本実施態様においては、上記裏面露光工程により、透明基板側から第１機能性部を形成する領域の感光性樹脂層の露光が行われることとなる。そのため、例えば第１機能性部を形成する際に照射されるエネルギー量が少ない場合であっても、透明基板側の感光性樹脂層の硬化性を良好なものとすることができ、第１機能性部と透明基板との密着性を良好なものとすることができる。また、上記第２機能性部が形成される領域は、感光性樹脂層側から露光が行われることから、第２機能性部表面の硬化を十分なものとすることができる。これにより、第２機能性部表面の平坦性を高いものとすることができる。
【００５６】
また、本実施態様によれば、上記裏面露光工程および表面露光工程において照射するエネルギー量を調整すること等により、第１機能性部および第２機能性部を一括して形成することができることから、効率よくパターン形成体を製造することができるという利点も有している。
【００５７】
ここで、本実施態様のパターン形成体の製造方法は、例えば高さが異なる透過光用着色層および反射光用着色層を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを形成する際や、着色層および、その着色層を形成するための着色層形成用部材の膜厚を厚くすることにより形成された柱状スペーサを有するカラーフィルタを形成する際、オーバーコート層および柱状スペーサを有するモノクロカラーフィルタを形成する際、高さが異なる複数の着色層により形成された液晶配向部材を有するカラーフィルタを形成する際等に、特に有用である。本実施態様のパターン形成体の製造方法を利用して形成される各機能性素子については、上述した第１実施態様と同様とすることができる。なお、本実施態様においては、例えば図７に示すように、上記第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）の透明基板１上に、例えば遮光部２１等が形成されている場合であっても、上記第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）は、上記表面露光工程により感光性樹脂層２側から露光が行われることから（図７（ａ））、上記遮光部２１上に第２機能性部を形成することが可能である（図７（ｂ））。以下、本実施態様のパターン形成体の製造方法について、各工程ごとに詳しく説明する。
【００５８】
ａ．機能性部形成工程
まず、本実施態様のパターン形成体の機能性部形成工程について説明する。本実施態様における機能性部形成工程は、後述する感光性樹脂層形成工程、裏面露光工程、表面露光工程、および現像工程を有する工程であり、高さの異なる第１機能性部および第２機能性部を形成する工程である。本実施態様においては、上記裏面露光工程および表面露光工程において上記第１機能性部を形成する領域へ照射するエネルギー量を、上記第２機能性部を形成する領域へ照射するエネルギー量より少ないものとすることにより、高さの異なる第１機能性部および第２機能性部を容易に形成することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施態様においては、上述したように、上記裏面露光工程および表面露光工程におけるエネルギー照射量を、３段階以上に変化させて、さらに複数の高さの異なる機能性部を形成してもよい。３段階以上にエネルギーの照射量を変化させる方法としては、例えば裏面露光工程または表面露光工程において、遮光率の異なるハーフトーン部を有するフォトマスクを用いる方法や、複数のフォトマスクを組み合わせて露光領域や露光回数を調整する方法、各領域に対するエネルギー源からのエネルギー照射量を調整する方法等が挙げられる。本実施態様においては、通常、２種類〜５種類程度、中でも２種類〜４種類程度の高さの異なる複数の機能性部を形成することが可能である。
【００６０】
以下、本工程に含まれる裏面露光工程および表面露光工程について説明する。なお、上記感光性樹脂層形成工程および現像工程については、上述した第１実施態様における各工程と同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６１】
（１）裏面露光工程
まず、本実施態様における裏面露光工程について説明する。本実施態様における裏面露光工程は、上記第１機能性部を形成する領域のみ、上記透明基板側から上記感光性樹脂層を露光する工程である。本工程において照射するエネルギー量は、通常、第１機能性部を形成する領域の感光性樹脂層が完全に硬化しない程度、すなわち上記現像工程により現像が行われた際、第１機能性部の膜厚が目的とする膜厚となるように一部の感光性樹脂層が溶出する程度に、感光性樹脂層が硬化する量とされる。
【００６２】
また本工程は、上記第１機能性部を形成する領域にパターン状にエネルギーを照射して露光を行うことが可能な方法であれば、その露光方法は特に限定されるものではなく、例えばフォトマスク等を用いる方法であってもよく、またレーザー等を用いる方法であってもよい。
【００６３】
なお、本工程に用いられるエネルギー源や、フォトマスク等については、上述した第１実施態様の裏面露光工程で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
（２）表面露光工程
次に、本実施態様における表面露光工程について説明する。本実施態様における表面露光工程は、少なくとも上記第２機能性部を形成する領域に、感光性樹脂層側から感光性樹脂層を露光する工程であり、上記裏面露光工程前に行われるものであってもよく、また上記裏面露光工程後に行われるものであってもよい。
【００６５】
また本工程は、例えば図６（ｃ）に示すように、上記第２機能性部を形成する領域（図中、ｂで示される領域）に形成された感光性樹脂層２のみを露光する工程であってもよく、また例えば図８に示すように、例えば遮光部１１、ハーフトーン部１２、および開口部１３を有するフォトマスク１４等を用いて、上記第１機能性部を形成する領域および第２機能性部を形成する領域を露光する工程であってもよい。また、例えばフォトマスク等を用いて上記第１感光性樹脂層を形成する領域のみ感光性樹脂層２側から露光し、さらにフォトマスク等を用いて上記第２感光性樹脂層を形成する領域のみ、感光性樹脂層２側から露光する工程等であってもよい。
【００６６】
本工程における露光方法としては、例えばフォトマスク等を用いてエネルギーを照射する方法であってもよく、またレーザー等によりパターン状にエネルギーを照射する方法であってもよい。
【００６７】
本工程に用いられるフォトマスクやエネルギー源、露光方法等については、上述した「第１実施態様」の裏面露光工程で説明した方法と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６８】
（３）その他の工程
本実施態様の機能性部形成工程は、上記感光性樹脂層形成工程、裏面露光工程、表面露光工程、および現像工程以外にも、必要に応じて他の工程を有していていもよく、上記現像工程後、第１機能性部および第２機能性部をポストベークするポストベーク工程等を有していてもよい。
【００６９】
ｂ．その他の工程
本実施態様のパターン形成体の製造方法は、上記機能性部形成工程以外にも、例えば透明基板上に遮光部を形成する遮光部形成工程等、必要に応じて適宜他の工程を有していてもよい。このような他の工程は、製造されるパターン形成体の種類等に応じて適宜選択され、一般的なパターン形成体を製造する際の各工程と同様とすることができる。
【００７０】
Ｂ．半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
次に、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、上述したパターン形成体の製造方法により形成された第１機能性部が反射光用着色層であり、上記第２機能性部が透過光用着色層であることを特徴とする方法である。
【００７１】
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、例えば図９に示すように、上述したパターン形成体の製造方法により製造された膜厚の薄い第１機能性部３が反射光用着色層、膜厚の厚い第２機能性部４が透過光用着色層とされるものである。
【００７２】
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、例えば透明基板上に着色層形成用塗工液を塗布し、着色層形成用層を形成する着色層形成用層形成工程と、上記透明基板側から、上記反射光用着色層を形成する領域および上記透過光用着色層を形成する領域に形成された上記着色層形成用層を露光する裏面露光工程と、上記着色層形成用層を現像する現像工程とを含む着色層形成工程を有する方法、または記透明基板上に着色層形成用塗工液を塗布して着色層形成用層を形成する着色層形成用層形成工程と、上記反射光用領域を形成する領域に形成された上記着色層形成用層のみを、上記透明基板側から露光する裏面露光工程と、少なくとも上記透過光用着色層を形成する領域に形成された上記着色層形成用層を、上記着色層形成用層側から露光する表面露光工程と、上記着色層形成用層を現像する現像工程とを含む着色層形成工程を有する方法とすることができる。
【００７３】
本発明によれば、上記いずれの方法においても、上記反射光用着色層を形成する領域の着色層形成用層が、透明基板側から露光されることとなることから、反射光用着色層と透明基板との密着性を良好なものとすることができ、反射光用着色層が剥がれてしまうこと等のないものとすることができる。
【００７４】
また、本発明によれば、上記裏面露光工程や、表面露光工程において照射するエネルギー量を調整することにより、上記反射光用着色層および透過光用着色層の膜厚を異なるものとすることができ、効率よく半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造することが可能である。
【００７５】
なお、上記半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法における着色層形成用層形成工程や、裏面露光工程、表面露光工程、および現像工程等については、上述した「Ａ．パターン形成体の製造方法」で説明した方法と同様とすることができ、またこの際用いられる着色層形成用塗工液等については、一般的なカラーフィルタの着色層を形成する際に用いられるもの等と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００７６】
なお、本発明により製造される半透過型液晶表示装置は、例えば図９に示すように、遮光部２１を有するもの等であってもよく、また例えば液晶表示装置に用いられた際の、反射光用領域および透過光用領域における光路差を調整するための透明樹脂層が、反射光用着色層と透明基板との間に形成されているもの等であってもよい。上記遮光部を形成する工程や、透明樹脂層を形成する工程等についても、一般的な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際の各工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００７７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７８】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
【００７９】
[実施例１]
（感光性樹脂層形成工程）
透明基板として３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ、ｉ線透過率９１％のガラス基板(コーニング社製１３１７ガラス)を準備し、この基板を定法にしたがって洗浄した。この透明基板上に下記に示す成分組成に従って調製した緑色着色層用の着色層形成用塗工液（ネガ型感光性樹脂組成物）をスピンコート法により塗布し、５００Ｐａ下で減圧乾燥を行い、感光性樹脂層（着色層）を形成した。
＜緑色着色層形成用の着色層形成用塗工液＞
緑色顔料・・・４．２重量部
黄色顔料・・・１．８重量部
顔料分散剤及び顔料分散樹脂・・・３．０重量部
アクリル系重合性モノマー・・・４．０重量部
ポリマー（アルカリ可溶性アクリル系共重合体）・・・５．０重量部
開始材（イルガキュア９０７及びイルガキュア３６９）・・・１．４重量部
【００８０】
（裏面露光工程および現像工程）
露光機にて、反射光用領域に対応する部分に開口部を有する着色層形成用フォトマスクを用い、透明基板側から、第１機能性部（反射光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層のみに、５ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で近接裏面露光を行った後、透過光用領域に対応する部分に開口部を有する着色層形成用フォトマスクを用いて、感光性樹脂層側から第２機能性部（透過光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層のみに、８０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で近接裏面露光を行った。その後、現像し、２４０℃にて２０分間焼成することにより線幅８０μｍ、膜厚１．０μｍの第１機能性部（反射光用着色層）および線幅８０μｍ、膜厚１．６μｍの第２機能性部（透過光用着色層）を形成し、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。
【００８１】
[評価]
実施例１で得られた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの第１機能性部および第２機能性部について、形状観察および表面粗度測定を行った。形状観察は、超深度形状測定顕微鏡（ＶＫ-8500 KEYENCE社製）を用いて確認し、表面粗度については、走査型プローブ顕微鏡（ＡＳ-7Ｂ-Ｍ  タカノ株式会社製）を用いて測定を行った。
その結果、第１機能性部においては、エッジ部形状、表面粗度ともにやや難があったが、剥がれは生じず、第２機能性部においては、エッジ部形状、表面粗度ともに良好であり、剥がれも生じなかった。
【００８２】
[実施例２]
（感光性樹脂層形成工程）
実施例１と同様にして感光性樹脂層形成工程を行った。
（裏面露光工程、表面露光工程および現像工程）
露光機にて、反射光用領域に対応する部分に開口部を有する着色層形成用フォトマスクを用い、透明基板側から、第１機能性部（反射光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層のみに、５ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で近接裏面露光を行った後、透過光用領域に対応する部分に開口部を有する着色層形成用フォトマスクを用いて、感光性樹脂層側から第２機能性部（透過光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層のみに、８０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で近接表面露光を行った。その後、現像し、２４０℃にて２０分間焼成することにより線幅８０μｍ、膜厚１．０μｍの第１機能性部（反射光用着色層）および線幅８０μｍ、膜厚２．９μｍの第２機能性部（透過光用着色層）を形成し、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。
【００８３】
[実施例３]
裏面露光のエネルギー量を１５ｍＪ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例２と同様にして半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。なお、得られた第１機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚１．３μｍ、第２機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚２．９μｍであった。
【００８４】
[実施例４]
裏面露光のエネルギー量を８０ｍＪ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例２と同様にして半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。なお、得られた第１機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚１．６μｍ、第２機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚２．９μｍであった。
【００８５】
[比較例１]
第１機能性部（反射光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層に対して、裏面露光を行う代わりに、反射光用領域に対応する部分にハーフトーン部を有するフォトマスク（ｉ線透過率１５％）を用いて、３０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー量で近接表面露光したこと以外は、実施例２と同様にして半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。なお、得られた第１機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚１．０μｍ、第２機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚２．９μｍであった。
【００８６】
[比較例２]
第１機能性部（反射光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層に対して行う表面露光のエネルギー量を１００ｍＪ／ｃｍ２としたこと以外は、比較例１と同様にして半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。なお、得られた第１機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚１．３μｍ、第２機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚２．９μｍであった。
【００８７】
[比較例３]
第１機能性部（反射光用着色層）を形成する領域に形成された感光性樹脂層に対して行う表面露光のエネルギー量を３００ｍＪ／ｃｍ２としたこと以外は、比較例１と同様にして半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得た。なお、得られた第１機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚１．６μｍ、第２機能性部は、線幅８０μｍ、膜厚２．９μｍであった。
【００８８】
[評価]
実施例２〜５および比較例１〜４で得られた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの第１機能性部および第２機能性部について、評価を行った。第１機能性部については、下記に示す評価基準に従って評価を行った。また第２機能性部については、表面粗度を測定し、評価を行った。なお、形状観察および表面粗度測定は、上述した方法と同様にして行った。
○・・・エッジ部形状、表面粗度ともに良好であり、剥がれも生じなかった。
△・・・エッジ部形状、表面粗度ともにやや難があったが、剥がれは生じなかった。
×・・・剥がれが生じた。
【００８９】
【表１】
2007279297.tif 000003
【００９０】
表１の結果から、ハーフトーン部を有するフォトマスクを用いた表面露光により膜厚の薄い第１機能性部を形成した場合、第１機能性部に剥がれが生じた（比較例１〜３）。それに対し、裏面露光により膜厚の薄い第１機能性部を形成した場合、第１機能性部に剥がれは生じなかった（実施例２〜４）。
また、第２機能性部について表面粗度の観察を行ったところ、いずれも平坦性が良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明のパターン形成体の製造方法の一例を説明する工程図である。
【図２】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図３】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図４】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図５】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図８】本発明のパターン形成体の製造方法を説明するための説明図である。
【図９】本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…透明基板
２…感光性樹脂層
３…第１機能性部
４…第２機能性部
【図１】
2007279297.tif 000004
【図２】
2007279297.tif 000005
【図３】
2007279297.tif 000006
【図４】
2007279297.tif 000007
【図５】
2007279297.tif 000008
【図６】
2007279297.tif 000009
【図７】
2007279297.tif 000010
【図８】
2007279297.tif 000011
【図９】
2007279297.tif 000012