JP2005191180A - Photo mask and method for manufacturing pattern formed body using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスク、及びフォトマスクを用いたパターン形成体の製造方法に関し、更に詳しくは、光触媒を利用したフォトマスク、及び、このフォトマスクを利用したパターン形成体の製造方法に関する。 The present invention relates to a photomask and a method of manufacturing a pattern forming body using the photomask, and more particularly to a photomask using a photocatalyst and a method of manufacturing a pattern forming body using the photomask.
ここで、本明細書でいう「パターン形成体」とは、表面性状を局所的に変化させることによって形成された所望形状のパターン(潜像)を有する材料層及びこの材料層を備えた部材の総称である。 Here, the “pattern formed body” in the present specification refers to a material layer having a pattern (latent image) of a desired shape formed by locally changing the surface properties and a member provided with the material layer. It is a generic name.
今日では、同一の図案、画像、文字、図形、素子、回路パターン等を量産するために、種々のパターニング方法が開発されている。 Nowadays, various patterning methods have been developed to mass-produce the same designs, images, characters, figures, elements, circuit patterns and the like.
例えば、平板印刷の原版を作製するための方法の1つとして知られているヒートモード記録法では、ヒートモード記録材料の表面にレーザー光を選択的に照射して、ここに所望形状のパターン(潜像)を形成する。ヒートモード記録材料の表面は撥インク性を有しているが、レーザー光の照射により、インクに対して受容性の高い領域を形成することができる。したがって、ヒートモード記録材料の表面上でレーザー光を走査させて所望パターンを描画することにより、インクに対して受容性の高い領域からなる所望形状のパターン(潜像)を備えた原版が得られる。 For example, in a heat mode recording method known as one of methods for producing an original plate for lithographic printing, the surface of a heat mode recording material is selectively irradiated with a laser beam, and a desired pattern ( Latent image). Although the surface of the heat mode recording material has ink repellency, a region having high receptivity to ink can be formed by irradiation with laser light. Therefore, by scanning the surface of the heat mode recording material with a laser beam and drawing a desired pattern, an original plate having a pattern (latent image) having a desired shape composed of a region having high receptivity to ink can be obtained. .
ヒートモード記録法は、原版の作製が比較的容易であるという利点を有しているものの、レーザー光の強度の調整や、レーザー光が照射された領域に生じることがある残留物の処理、あるいは、得られる印刷原版の対刷性等の点で、未だ改良の余地がある。 Although the heat mode recording method has the advantage that the original plate is relatively easy to prepare, the adjustment of the intensity of the laser beam, the treatment of the residue that may occur in the region irradiated with the laser beam, or However, there is still room for improvement in terms of the printability of the obtained printing original plate.
薄膜を高精細にパターニングする方法として知られるフォトリソグラフィー法では、所定形状にパターニングされた遮光膜を有するフォトマスクが原版として利用される。例えば、フォトリソグラフィー法によるパターニング対象物がフォトレジスト膜である場合には、このフォトレジスト膜にフォトマスクを用いて選択的な露光を施した後に現像処理することにより、所望形状にパターニングされたフォトレジスト膜を得ることができる。また、フォトリソグラフィー法によるパターニング対象物が無機膜、あるいはフォトレジスト膜以外の有機膜である場合には、まず、パターニング対象の膜上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層にフォトマスクを用いて選択的な露光を施した後に現像処理して、所望形状にパターニングされたフォトレジスト層を得る。その後、パターニングされたフォトレジスト層をエッチングマスクとして用いてパターニング対象の膜をエッチングしてからエッチングマスクを剥離することにより、所望形状にパターニングされた膜を得ることができる。 In a photolithography method known as a method for patterning a thin film with high definition, a photomask having a light-shielding film patterned in a predetermined shape is used as an original plate. For example, when the object to be patterned by the photolithography method is a photoresist film, the photoresist film is subjected to selective exposure using a photomask and then developed, so that a photo patterned into a desired shape is obtained. A resist film can be obtained. When the object to be patterned by photolithography is an inorganic film or an organic film other than a photoresist film, a photoresist layer is first formed on the film to be patterned, and a photomask is formed on the photoresist layer. A photoresist layer patterned into a desired shape is obtained by performing development treatment after selective exposure using the film. Thereafter, the patterned photoresist layer is used as an etching mask to etch the film to be patterned, and then the etching mask is peeled off, whereby a film patterned into a desired shape can be obtained.
フォトリソグラフィー法は、カラーフィルターアレイ、マイクロレンズアレイ、フォトマスクに用いられる遮光膜パターン等、種々の部材の製造過程で利用されているが、パターニング対象物が有機膜及び無機膜のいずれであっても現像工程で必ず廃液が生じ、この廃液の処理が困難である。更に、パターニング対象物が無機膜、あるいはフォトレジスト膜以外の有機膜であった場合には、エッチング工程及びエッチングマスクの剥離工程でも廃液が生じ、これらの廃液についても、その処理が困難である。 The photolithographic method is used in the manufacturing process of various members such as a color filter array, a microlens array, a light shielding film pattern used for a photomask, and the object to be patterned is either an organic film or an inorganic film. However, waste liquid is always generated in the development process, and it is difficult to process the waste liquid. Furthermore, when the object to be patterned is an inorganic film or an organic film other than a photoresist film, waste liquid is generated in the etching process and the etching mask peeling process, and it is difficult to process these waste liquids.
近年、有機膜表面に所望形状のパターン(潜像)を簡便に形成する方法として、光触媒を利用したパターニング方法が開発されている。以下、潜像形成の対象とする有機膜を「被パターン形成層」と総称して、この方法を説明する。 In recent years, a patterning method using a photocatalyst has been developed as a method for easily forming a pattern (latent image) having a desired shape on the surface of an organic film. Hereinafter, this method will be described by collectively referring to an organic film as a target for forming a latent image as a “patterned layer”.
例えば、特許文献1には、被パターン形成層に光触媒を含有させ、この被パターン形成層(光触媒含有層)にレーザー光を選択的に照射することにより、又は、フォトマスクを用いて被パターン形成層を選択的に露光することにより、被パターン形成層の表面にパターン(潜像)を形成する方法、又は、被パターン形成層を所望形状にパターニングする方法が記載されている。この特許文献1には、被パターン形成層にフッ素(フルオロアルキル基)を含有させてもよいことが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a pattern formation layer contains a photocatalyst, and this pattern formation layer (photocatalyst-containing layer) is selectively irradiated with laser light, or a pattern is formed using a photomask. A method of forming a pattern (latent image) on the surface of the pattern forming layer by selectively exposing the layer or a method of patterning the pattern forming layer into a desired shape is described. Patent Document 1 describes that the pattern formation layer may contain fluorine (fluoroalkyl group).
特許文献2には、遮光部を有する被パターン形成層(特性変化層又は濡れ性変化層)が形成されたパターン形成体用基板と、光触媒を含有した層(光触媒含有層)を有する光触媒含有層側基板とを、被パターン形成層と光触媒含有層とが互いに接触するように配置し、この状態でパターン形成体用基板側から露光することにより、被パターン形成層の表面にパターン(潜像)を形成する方法、又は被パターン形成層を所望形状にパターニングする方法が記載されている。この特許文献2には、被パターン形成層にフッ素を含有させることにより所望のパターンを効果的に得られることが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載された方法では被パターン形成層に光触媒を含有させるため、この方法で製造されたパターン形成体には、必然的に光触媒が含まれる。パターン形成体に光触媒が含有されていると、その用途によっては光触媒により悪影響が生じることがあるため、この点で、特許文献1に記載された方法には未だ改良の余地がある。 However, since the photocatalyst is contained in the pattern forming layer in the method described in Patent Document 1, the photocatalyst is inevitably included in the pattern formed body produced by this method. If the pattern forming body contains a photocatalyst, the photocatalyst may have an adverse effect depending on its use. In this respect, there is still room for improvement in the method described in Patent Document 1.
また、特許文献1及び2のいずれに記載された方法も露光感度が比較的低く、この点で、未だ改良の余地がある。被パターン形成層にフッ素を含有させることにより露光感度を向上させることが可能であるが、パターン形成体を連続生産すると露光感度のばらつきが比較的大きくなり、その制御が煩雑になり易い。露光感度のばらつきの一因は、被パターン形成層から発生したフッ素ラジカルが光触媒含有層の表面に付着して次の被パターン形成層のパターニングの際に反応に寄与することにあると考えられる。 Also, the methods described in both Patent Documents 1 and 2 have relatively low exposure sensitivity, and there is still room for improvement in this respect. Exposure sensitivity can be improved by adding fluorine to the pattern forming layer. However, when the pattern forming body is continuously produced, variation in exposure sensitivity becomes relatively large, and the control tends to be complicated. One reason for the variation in exposure sensitivity is considered to be that fluorine radicals generated from the pattern formation layer adhere to the surface of the photocatalyst-containing layer and contribute to the reaction during patterning of the next pattern formation layer.
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易なフォトマスクを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object of the present invention is to provide a photomask that can easily form a pattern forming body for various uses with a relatively high exposure sensitivity. Is to provide.
本発明の第2の目的は、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易なパターン形成体の製造方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a method for producing a pattern forming body that can easily form pattern forming bodies for various uses with a relatively high exposure sensitivity.
上述の第1の目的を達成する本発明のフォトマスクは、光透過性基板の片面に遮光膜パターンが形成され、該遮光膜パターンにより光透過部が画定されているフォトマスクであって、前記光透過部と平面視上重なるようにして、光触媒とフッ素系化合物とを含有するフッ素含有光触媒活性層が形成されていることを特徴とする(以下、このフォトマスクを「フォトマスクI」ということがある。)。 The photomask of the present invention that achieves the first object described above is a photomask in which a light-shielding film pattern is formed on one surface of a light-transmitting substrate, and a light-transmitting portion is defined by the light-shielding film pattern, A fluorine-containing photocatalytic active layer containing a photocatalyst and a fluorine-based compound is formed so as to overlap the light transmitting portion in plan view (hereinafter, this photomask is referred to as “photomask I”) There is.)
本発明のフォトマスクIはフッ素含有光触媒活性層を有しているので、被パターン形成層に光触媒を含有させなくても、このフォトマスクIを用いた選択的な露光により被パターン形成層の表面に所望のパターン(潜像)を形成することが可能である。また、フォトマスクIを用いた露光時には、光触媒の作用によりフッ素含有光触媒活性層からフッ素ラジカルを発生させることができるので、フッ素ラジカルが発生しない場合に比べて露光感度を高めることができる。更に、理由は定かではないが、パターン形成体を連続生産した場合でも露光感度のばらつきが抑えられる。これらの理由から、本発明のフォトマスクIによれば、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易になる。 Since the photomask I of the present invention has a fluorine-containing photocatalytic active layer, the surface of the pattern forming layer can be selectively exposed by using the photomask I without including a photocatalyst in the pattern forming layer. It is possible to form a desired pattern (latent image). Further, at the time of exposure using the photomask I, fluorine radicals can be generated from the fluorine-containing photocatalytic active layer by the action of the photocatalyst, so that the exposure sensitivity can be increased as compared with the case where no fluorine radical is generated. Furthermore, although the reason is not clear, the variation in exposure sensitivity can be suppressed even when the pattern forming body is continuously produced. For these reasons, according to the photomask I of the present invention, it becomes easy to form pattern-formed bodies for various uses with relatively high exposure sensitivity.
本発明のフォトマスクIにおいては、前記遮光膜パターンと前記フッ素含有光触媒活性層とが前記光透過性基板の同一面上に形成され、かつ、前記フッ素含有光触媒活性層が前記遮光膜パターンを覆っていること、が好ましい(以下、このフォトマスクを「フォトマスクII」ということがある。)。 In the photomask I of the present invention, the light shielding film pattern and the fluorine-containing photocatalytic active layer are formed on the same surface of the light-transmitting substrate, and the fluorine-containing photocatalytic active layer covers the light shielding film pattern. It is preferable that this photomask be referred to as “photomask II” hereinafter.
前述した第2の目的を達成する本発明のパターン形成体の製造方法は、光照射により表面の濡れ性を変化させることができる被パターン形成層を用意する準備工程と、前記被パターン形成層を選択的に露光して該被パターン形成層の表面に濡れ性が変化した領域からなるパターンを形成する選択露光工程とを含むパターン形成体の製造方法であって、前記選択露光工程で、上述した本発明のフォトマスクI又はフォトマスクIIを前記フッ素含有光触媒活性層が前記被パターン形成層と対向するように配置して、前記被パターン形成層の表面を選択的に露光することを特徴とする。 The manufacturing method of the pattern forming body of the present invention that achieves the second object described above includes a preparation step of preparing a pattern forming layer capable of changing the wettability of the surface by light irradiation, and a step of forming the pattern forming layer. A selective exposure step of selectively exposing to form a pattern consisting of a region having changed wettability on the surface of the pattern forming layer, wherein the selective exposure step is as described above. The photomask I or the photomask II of the present invention is disposed so that the fluorine-containing photocatalytic active layer faces the pattern formation layer, and the surface of the pattern formation layer is selectively exposed. .
本発明のパターン形成体の製造方法によれば、上述した本発明のフォトマスクI又はフォトマスクIIを用いて被パターン形成層を選択的に露光してその表面にパターンを形成するので、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易になる。 According to the method for producing a pattern forming body of the present invention, a pattern formation layer is selectively exposed using the above-described photomask I or photomask II of the present invention to form a pattern on the surface thereof. It becomes easy to form a pattern forming body for use under a relatively high exposure sensitivity.
本発明のパターン形成体の製造方法においては、(1)前記準備工程で、前記被パターン形成層として光照射により表面の性状が疎水性から親水性に変化する層を用意すること、(2)前記被パターン形成層が液晶配向膜であること、(3)更に、前記選択露光工程で形成した前記パターンの上に機能性部を形成する機能性部形成工程を含むこと、(4)前記機能性部形成工程で、前記機能性部としてカラーフィルターアレイを形成すること、又は、(5)前記機能性部形成工程で、前記機能性部としてマイクロレンズアレイを形成すること、が好ましい。 In the method for producing a patterned body of the present invention, (1) in the preparation step, a layer whose surface properties change from hydrophobic to hydrophilic by light irradiation is prepared as the pattern forming layer, (2) The pattern forming layer is a liquid crystal alignment film; (3) further includes a functional part forming step of forming a functional part on the pattern formed in the selective exposure step; and (4) the function. Preferably, a color filter array is formed as the functional part in the functional part forming step, or (5) a microlens array is formed as the functional part in the functional part forming step.
本発明のフォトマスクによれば、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易になるので、所望のパターン形成体の量産が容易になる。 According to the photomask of the present invention, it becomes easy to form pattern forming bodies for various uses with a relatively high exposure sensitivity, so that mass production of desired pattern forming bodies is facilitated.
また、本発明のパターン形成体の製造方法によっても、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易になるので、所望のパターン形成体の量産が容易になる。 Also, according to the method for producing a pattern formed body of the present invention, it becomes easy to form a pattern formed body for various uses with a relatively high exposure sensitivity, so that mass production of a desired pattern formed body is facilitated. .
以下、本発明のフォトマスク及びパターン形成体の製造方法について、図面を適宜参照しつつ順次説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a photomask and a pattern forming body according to the present invention will be sequentially described with reference to the drawings as appropriate.
<フォトマスク(第1形態)>
図1(a)は、本発明のフォトマスクの基本的な断面構造の一例を示す概略図である。図示のフォトマスク10では、光透過性基板1の片面に遮光膜パターン3が形成され、この遮光膜パターン3により光透過部5が画定されている。また、遮光膜パターン3を覆うようにして、かつ、各光透過部5と平面視上重なるようにして、フッ素含有光触媒活性層7が形成されている。以下、これらの光透過性基板1、遮光膜パターン3、及びフッ素含有光触媒活性層7について、具体的に説明する。
<Photomask (first form)>
FIG. 1A is a schematic view showing an example of a basic cross-sectional structure of the photomask of the present invention. In the illustrated
(1)光透過性基板;
光透過性基板1は、露光に用いられる電磁波(光)の透過率や、前記の電磁波に対する耐光性等に優れていることが好ましく、この光透過性基板1としては、石英ガラス板、ケイ酸ガラス板、高ケイ酸ガラス板、炭化ケイ素膜等のリジット材、又は、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等のフレキシブル材を用いることができる。
(1) Light transmissive substrate;
The light-transmitting substrate 1 is preferably excellent in the transmittance of electromagnetic waves (light) used for exposure, light resistance against the electromagnetic waves, and the like. A rigid material such as a glass plate, a high silicate glass plate, or a silicon carbide film, or a flexible material such as a transparent resin film or an optical resin plate can be used.
(2)遮光膜パターン;
遮光膜パターン3は、露光に用いられる電磁波(光)を遮蔽してフォトマスク10に所定パターンの光透過部5を画定するものであり、フォトマスク10を用いた選択的な露光により表面に所望のパターンを形成しようとする被パターン形成層での非露光部に相当する部位に対応して、光透過性基板1に形成される。この遮光膜パターン3により透過光が遮蔽されない領域が、光透過部5となる。
(2) light shielding film pattern;
The light-shielding
遮光膜パターン3は、例えば、金属クロム等の無機遮光性材料やタングステン等の無機光吸収性材料、あるいは、有機バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料等の遮光性粒子を含有させた複合材料により形成することができ、その全体形状は、被パターンニング層の表面に形成しようとするパターン(潜像)に応じて適宜選定される。
The light-shielding
上記の無機遮光性材料又は無機光吸収性材料を用いて遮光膜パターン3を形成しようとする場合には、例えば、これらの材料を用いて膜厚100〜200nm程度の薄膜をスパッタリング法、真空蒸着法等により形成し、この薄膜をフォトリソグラフィー法により所望形状にパターニングして遮光膜パターン3とする。
When the light
また、上記の複合材料を用いて遮光膜パターン3を形成しようとする場合には、例えば、有機バインダとしてポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の樹脂を1種又は2種以上用いてコーティング組成物を調製し、このコーティング組成物を印刷法により所望形状に塗布して遮光膜パターン3とする。あるいは、有機バインダとして感光性樹脂、O/W(oil in water)エマルジョン型の樹脂組成物(例えば反応性シリコーンをエマルジョン化したもの)、ゼラチン、カゼイン、セルロース等を用いてコーティング組成物を調製し、このコーティング組成物を印刷法により所望形状に塗布して遮光膜パターン3とする。上記のコーティング組成物により形成した塗膜をフォトリソグラフィー法により所望形状にパターニングして、遮光膜パターン3とすることもできる。
Moreover, when it is going to form the light
(3)フッ素含有光触媒活性層;
フッ素含有光触媒活性層7は、光触媒とフッ素系化合物とを含有する層であり、フォトマスク10を用いて被パターンニング層を選択的に露光した際に、被パターン形成層の表面のうちの露光された領域の性状(濡れ性)を変化させる役割を担う。
(3) a fluorine-containing photocatalytic active layer;
The fluorine-containing photocatalytic
上記の光触媒としては、1種の光半導体粒子、又は複数種の光半導体粒子の混合物を用いることができる。光半導体の具体例としては、二酸化チタン(TiO2 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2 )、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3 )、酸化タングステン(WO3 )、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化鉄(Fe2O3)等が挙げられる。 As said photocatalyst, 1 type of photo-semiconductor particle or the mixture of multiple types of photo-semiconductor particle can be used. Specific examples of the optical semiconductor include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), and bismuth oxide (Bi 2 O 3). ), Iron oxide (Fe 2 O 3 ), and the like.
これらの光半導体の中でも、化学的に安定である、毒性がない、入手が容易である等の観点から、二酸化チタンが好適に使用される。二酸化チタンにはアナターゼ型とルチル型があり、いずれの型の二酸化チタンも使用することができるが、アナターゼ型二酸化チタンを用いる方が好ましい。アナターゼ型二酸化チタン粒子を含有した組成物としては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製のSTS−02(平均粒径7nm)や、石原産業(株)製のST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製のTA−15(平均粒径12nm))等が挙げられる。これらの組成物は、フッ素含有光触媒含有層7の材料として用いることができる。
Among these optical semiconductors, titanium dioxide is preferably used from the viewpoints of being chemically stable, non-toxic and easily available. Titanium dioxide includes anatase type and rutile type, and any type of titanium dioxide can be used, but it is preferable to use anatase type titanium dioxide. Examples of the composition containing anatase type titanium dioxide particles include hydrochloric acid peptized type anatase type titania sol (STS-02 (average particle size: 7 nm) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) and ST manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. -K01), anatase titania sol of nitrate peptization type (TA-15 (average particle size 12 nm) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) and the like. These compositions can be used as a material for the fluorine-containing photocatalyst-containing
光触媒を光励起することにより、光触媒反応を起こすことができる。この光触媒反応は、光触媒として用いた光半導体粒子の粒径がある程度以上小さいと効果的に起こるので、その平均粒径は5〜20nmとすることが好ましい。光触媒を光励起する励起光の波長は、光触媒として用いた光半導体のバンドギャップエネルギーの大きさに応じて異なる。同一組成の光触媒であっても、量子サイズ効果が発現した光触媒では、量子サイズ効果が発現しない光触媒よりもバンドギャップエネルギーが大きくなるので、励起光の波長は短波長側にシフトする。例えば量子サイズ効果が発現したアナターゼ型二酸化チタンの励起波長は380nm以下にある。 A photocatalytic reaction can be caused by photoexcitation of the photocatalyst. Since this photocatalytic reaction occurs effectively when the particle diameter of the photo semiconductor particles used as the photocatalyst is small to some extent, the average particle diameter is preferably 5 to 20 nm. The wavelength of the excitation light that photoexcites the photocatalyst varies depending on the magnitude of the band gap energy of the optical semiconductor used as the photocatalyst. Even if the photocatalysts have the same composition, the photocatalyst exhibiting the quantum size effect has a larger band gap energy than the photocatalyst not exhibiting the quantum size effect, so that the wavelength of the excitation light is shifted to the short wavelength side. For example, the anatase-type titanium dioxide exhibiting a quantum size effect has an excitation wavelength of 380 nm or less.
上述した光触媒と共にフッ素含有光触媒活性層を構成するフッ素系化合物は、光触媒反応によりフッ素ラジカルを発生させる。このフッ素系化合物は、光触媒反応によりフッ素ラジカルが生じる化合物であれば特に限定されるものではないが、フッ素系シリコーンであることが好ましく、特にシリコーンのケイ素原子にフルオロアルキル基が結合したフッ素系シリコーンであることが好ましい。フッ素系化合物の中でも、炭素数6〜18程度のフルオロアルキル基がシリコーンのケイ素原子に結合しているフッ素系化合物は、光触媒と混合して光透過性基板1に塗布することが容易という観点から、特に好ましい。 The fluorine-based compound constituting the fluorine-containing photocatalytic active layer together with the photocatalyst described above generates fluorine radicals by a photocatalytic reaction. The fluorine-based compound is not particularly limited as long as it is a compound that generates a fluorine radical by a photocatalytic reaction, but is preferably a fluorine-based silicone, and particularly a fluorine-based silicone in which a fluoroalkyl group is bonded to a silicon atom of silicone. It is preferable that Among the fluorine-based compounds, a fluorine-based compound in which a fluoroalkyl group having about 6 to 18 carbon atoms is bonded to a silicon silicon atom is easily mixed with a photocatalyst and applied to the light-transmitting substrate 1. Is particularly preferred.
好適なフッ素系化合物の具体例としては、下記に示すフルオロアルキルシランの加水分解縮合物や、下記に示すフルオロアルキルシランの2種以上の混合物の共加水分解縮合物等、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものが挙げられる。 Specific examples of suitable fluorinated compounds include the following hydrocondensation condensates of fluoroalkylsilanes and cohydrolyzed condensates of two or more mixtures of fluoroalkylsilanes shown below. What is known as an agent is mentioned.
〔フルオロアルキルシラン〕
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3 、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3 、CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3 、CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH3)3 、(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3 、(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3 、(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3 、CF3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3 、CF3(CF2)3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3 、CF3(CF2)5(C6H4)C2H4Si(OCH3)3 、CF3(CF2)7(C6H4)C2H4Si(OCH3)3 、CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)9CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2SiCH3(OCH3)2 、CF3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)5(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)7(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2 、CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3;CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3 、CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3 、CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH2CH3)3 、及び、CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3。
[Fluoroalkylsilane]
CF 3 (CF 2) 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, CF 3 (CF 2) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 4 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , (CF 3 ) 2 CF (CF 2) 6 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, (CF 3) 2 CF (CF 2) 8 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, CF 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si ( OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 (C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3) 3, CF 3 (CF 2) 3 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2, CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 SiCH 3 ( OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , (CF 3 ) 2 CF ( CF 2) 4 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2, (CF 3) 2 CF (CF 2) 6 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2, (CF 3) 2 CF (CF 2) 8 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 , CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 , CF 3 ( CF 2) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3) 3, CF 3 (CF 2) 9 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3) 3 and,, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N ( C 2 H 5) C 2 H 4 CH 2 Si (OCH 3) 3.
フッ素含有光触媒活性層7には、上述の光触媒及びフッ素系化合物の他に、バインダや界面活性剤等の任意成分を適宜含有させることができる。
The fluorine-containing photocatalytic
上記のバインダとしては、光触媒の励起光によって主骨格が分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば後述する被パターン形成層の説明の中で詳述するオルガノポリシロキサンを用いることができる。また、無定形シリカ前駆体をバインダとして用いることもできる。この無定形シリカ前駆体としては、一般式SiX4 (式中のXはハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、又はアセチル基等)で表されるケイ素化合物、このケイ素化合物の加水分解物であるシラノール、又は、平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。 The binder preferably has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by the excitation light of the photocatalyst. For example, an organopolysiloxane described in detail in the description of the pattern forming layer described later can be used. . An amorphous silica precursor can also be used as a binder. Examples of the amorphous silica precursor include a silicon compound represented by the general formula SiX 4 (wherein X is a halogen atom, a methoxy group, an ethoxy group, an acetyl group, or the like), and a silanol that is a hydrolyzate of the silicon compound. Or, polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less is preferable.
更に、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンターポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等についてのモノマー、オリゴマー、又はプレポリマー等を上記のバインダとして用いることも可能である。 Furthermore, polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene terpolymer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, polypropylene, polybutylene, polystyrene, Monomers, oligomers or prepolymers for polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, etc. can be used as the binder. is there.
一方、上記の界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、及び両性界面活性剤のいずれをも用いることができる。非オン界面活性剤の具体例としては、(i)日光ケミカルズ(株)製のNIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系界面活性剤、(ii)デュポン社製のZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製のサーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製のメガファックF−141、144、ネオス(株)製のフタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製のユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製のフロラードFC−170、176等のフッ素系界面活性剤、及び、(iii) シリコーン系非イオン界面活性剤、が挙げられる。 On the other hand, as the surfactant, any of a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used. Specific examples of the non-on surfactant include (i) hydrocarbon surfactants such as NIKKOL BL, BC, BO, and BB series manufactured by Nikko Chemicals, and (ii) ZONYL FSN manufactured by DuPont. , FSO, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Mega-Fac F-141, 144 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Daikin Industries Fluorine surfactants such as Unidyne DS-401 and 402 manufactured by Co., Ltd., Fluorard FC-170 and 176 manufactured by 3M Co., and (iii) Silicone nonionic surfactants may be mentioned.
フッ素含有光触媒活性層7における必須成分(光触媒及びフッ素系化合物)の合量は、0.1質量%程度以上、100質量%以下とすることが好ましく、1質量%程度以上、100質量%以下とすることが更に好ましい。また、必須成分の合量に占める光触媒の割合は、20〜40質量%程度とすることが好ましい。
The total amount of essential components (photocatalyst and fluorine-based compound) in the fluorine-containing photocatalytic
フッ素含有光触媒活性層7は、上述した成分を溶剤に溶解、分散させてコーティング液を調製し、このコーティング液を光透過性基板1の所定の面上、すなわち、遮光膜パターン3が形成されている面上に塗布して塗膜を形成した後、この塗膜を硬化させることにより得ることができる。フッ素含有光触媒活性層7の膜厚は、遮光膜パターン3を覆うことができる範囲内で適宜選定可能である。
The fluorine-containing photocatalytic
なお、必要に応じて、光透過性基板1とフッ素含有光触媒活性層との密着性を向上させるためにプライマー層を形成することもできる。このプライマー層の材料としては、例えばシラン系又はチタン系のカップリング剤等を用いることができる。 In addition, a primer layer can also be formed in order to improve the adhesiveness between the light-transmitting substrate 1 and the fluorine-containing photocatalytic active layer as necessary. As a material for the primer layer, for example, a silane-based or titanium-based coupling agent can be used.
以上説明した構成を有するフォトマスク10は、フッ素含有光触媒活性層7が被パターン形成層と対向するように配置して使用される。光触媒の励起波長の光又はこの励起波長の光を含む波長域の光をフォトマスク10を介して被パターン形成層に照射することにより、各光透過部5に存在する光触媒により光触媒反応が起こり、被パターン形成層の表面のうちの露光された領域の性状(濡れ性)が変化する。
The
このときの光触媒とフッ素系化合物との作用機構は必ずしも明確なものではないが、後述するように、光励起された光触媒の作用によりフッ素系化合物からフッ素ラジカルが生じると共に、空気中の酸素や水の分解が促進されて活性酸素や活性水酸基が生じ、これらが被パターン形成層の化学構造に変化を与える結果として、被パターン形成層の表面のうちの露光された領域の性状(濡れ性)が変化するものと考えられる。 The mechanism of action of the photocatalyst and the fluorine-based compound at this time is not necessarily clear, but as described later, fluorine radicals are generated from the fluorine-based compound by the action of the photoexcited photocatalyst, and oxygen or water in the air is used. Decomposition is promoted to produce active oxygen and active hydroxyl groups, which change the chemical structure of the patterned layer, resulting in a change in the properties (wetting properties) of the exposed region of the surface of the patterned layer. It is thought to do.
フォトマスク10はフッ素含有光触媒活性層7を有しているので、被パターン形成層に光触媒を含有させなくても、このフォトマスク10を用いた選択的な露光により被パターン形成層の表面に親水性領域からなる所望のパターン(潜像)を形成することが可能である。また、フォトマスク10を用いた露光時には、光触媒の作用によりフッ素含有光触媒活性層7からフッ素ラジカルを発生させることができるので、フッ素ラジカルが発生しない場合に比べて露光感度を高めることができる。更に、理由は定かではないが、パターン形成体を連続生産した場合でも露光感度のばらつきが抑えられる。フォトマスク10によれば、種々の用途のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易になる。パターン形成体の製造方法の詳細については、後述する。
Since the
なお、同じフォトマスク10を用いてパターン形成体を連続生産すると、フッ素含有光触媒活性層7中のフッ素原子が消費されて露光感度が徐々に低下する。露光感度を一定の範囲内に保つという観点からは、フッ素含有光触媒活性層7の材料となるコーティング液を適宜再塗布して、所望膜厚のフッ素含有光触媒活性層7を再形成することが好ましい。
In addition, when a pattern formation body is continuously produced using the
<フォトマスク(第2形態)>
図1(b)は、本発明のフォトマスクの基本的な断面構造の他の例を示す概略図である。図示のフォトマスク20では、光透過性基板11の片面に遮光膜パターン13が形成され、この遮光膜パターン13により光透過部15が画定されている。また、遮光膜パターン13が形成されている面と同じ面に、1つの光透過部15に1つずつフッ素含有光触媒活性層17が形成されている。光透過部15と、この光透過部15に対応するフッ素含有光触媒活性層17とは、平面視上重なる。
<Photomask (second form)>
FIG. 1B is a schematic view showing another example of the basic cross-sectional structure of the photomask of the present invention. In the illustrated
このフォトマスク20の構成は、遮光膜パターン13がフッ素含有光触媒活性層17によって覆われていないという点で、第1形態のフォトマスク10の構成と異なる。他の構成はフォトマスク10の構成と同じであり、フォトマスク20が奏する技術的効果もフォトマスク10が奏する技術的効果と同様であるので、これらの説明は省略する。
The configuration of the
<フォトマスク(第3形態)>
図1(c)は、本発明のフォトマスクの基本的な断面構造の更に他の例を示す概略図である。図示のフォトマスク30では、光透過性基板21の片面に遮光膜パターン23が形成され、この遮光膜パターン23により光透過部25が画定されている。また、遮光膜パターン23が形成されている面とは反対側の面全体にフッ素含有光触媒活性層27が形成されている。各光透過部25とフッ素含有光触媒活性層27とは平面視上重なる。
<Photomask (third form)>
FIG. 1C is a schematic view showing still another example of the basic cross-sectional structure of the photomask of the present invention. In the illustrated photomask 30, a light
このフォトマスク30の構成は、遮光膜パターン23が形成されている面とフッ素含有光触媒活性層27が形成されている面とが光透過性基板21において互いに異なるという点で、第1形態のフォトマスク10の構成と異なる。他の構成はフォトマスク10の構成と同じであり、フォトマスク30が奏する技術的効果もフォトマスク10が奏する技術的効果と同様であるので、これらの説明は省略する。
The configuration of the photomask 30 is that the surface on which the light
<パターン形成体の製造方法>
本発明のパターン形成体の製造方法は、前述したように、光照射により表面の濡れ性を変化させることができる被パターン形成層を用意する準備工程と、被パターン形成層を選択的に露光して被パターン形成層の表面に濡れ性が変化した領域からなるパターンを形成する選択露光工程とを含み、前記の選択露光工程で、上述した本発明のフォトマスクを用いるものである。また、必要に応じて、選択露光工程で被パターン形成層の表面に形成した前記のパターンの上に、機能性部を形成する機能性部形成工程を更に含むものである。以下、図面を適宜参照しつつ、各工程を説明する。
<Method for producing pattern formed body>
As described above, the method for producing a patterned product of the present invention comprises a preparation step of preparing a pattern formation layer capable of changing the wettability of the surface by light irradiation, and selectively exposing the pattern formation layer. And a selective exposure step of forming a pattern composed of a region having changed wettability on the surface of the pattern forming layer, and the photomask of the present invention described above is used in the selective exposure step. In addition, if necessary, it further includes a functional part forming step of forming a functional part on the pattern formed on the surface of the pattern forming layer in the selective exposure step. Hereafter, each process is demonstrated, referring drawings suitably.
(1)準備工程;
準備工程で用意する被パターン形成層は、光照射により表面の濡れ性を変化させることができるものであればよいが、光照射により表面の性状を疎水性から親水性に変化させることができるものであることが好ましく、シロキサン結合を有する化合物を含有していることが更に好ましい。
(1) Preparation process;
The pattern forming layer prepared in the preparation step may be any layer that can change the wettability of the surface by light irradiation, but the surface property can be changed from hydrophobic to hydrophilic by light irradiation. It is preferable that it contains a compound having a siloxane bond.
光照射により表面を疎水性から親水性に変化させることができる被パターン形成層の材料としては、一般式YnSiX(4−n)(式中のYは、アルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、又はエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基、アセチル基、又はハロゲン原子を示す。式中のnは0〜3の整数である。)で表されるケイ素化合物の加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサン、又は前記の一般式で表される2種以上のケイ素化合物の共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンが好ましく、特に、炭素数6〜18程度の長鎖アルキル基を有するオルガノポリシロキサンが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンによって被パターン形成層を形成することにより、選択的な露光によって表面の濡れ性を大きく変化させることが容易な被パターン形成層を得ることができる。なお、上記の一般式で記号「Y」により示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、記号「X」で示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。 As a material of the pattern forming layer whose surface can be changed from hydrophobic to hydrophilic by light irradiation, a general formula Y n SiX (4-n) (wherein Y is an alkyl group, vinyl group, amino group) , A phenyl group, or an epoxy group, and X represents an alkoxyl group, an acetyl group, or a halogen atom (wherein n is an integer of 0 to 3)). An organopolysiloxane or an organopolysiloxane that is a cohydrolyzed condensate of two or more silicon compounds represented by the above general formula is preferred, and in particular, an organo having a long-chain alkyl group having about 6 to 18 carbon atoms. Polysiloxane is preferred. By forming the pattern forming layer with such an organopolysiloxane, it is possible to obtain a pattern forming layer that can easily change the wettability of the surface by selective exposure. In the above general formula, the number of carbon atoms of the group represented by the symbol “Y” is preferably in the range of 1 to 20, and the alkoxy group represented by the symbol “X” is a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group. A butoxy group is preferred.
上記のオルガノポリシロキサンの原料の具体例としては、(a)メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリt−ブトキシシラン、(b)エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリt−ブトキシシラン、(c)n−プロピルトリクロルシラン、n−プロピルトリブロムシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリt−ブトキシシラン、(d)n−ヘキシルトリクロルシラン、n−へキシルトリブロムシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−へキシルトリイソプロポキシシラン、n−へキシルトリt−ブトキシシラン、(e)n−デシルトリクロルシラン、n−デシルトリブロムシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキシシラン、n−デシルトリイソプロポキシシラン、n−デシルトリt−ブトキシシラン、(f)n−オクタデシルトリクロルシラン、n−オクタデシルトリブロムシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、n−オクタデシルトリt−ブトキシシラン、(g)フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリt−ブトキシシラン、(h)テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、(i)ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、(j)ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、(k)フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、(l)トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリt−ブトキシヒドロシラン、(m)ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリt−ブトキシシラン、(n)トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリt−ブトキシシラン、(o)γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシシラン、(p) γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリt−ブトキシシラン、(q)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリt−ブトキシシラン、(r)γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリt−ブトキシシラン、(s)β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、(t)上記(a)〜(s)に示したケイ素化合物についての部分加水分解物、及び、(u)上記(a)〜(t)に示したケイ素化合物から選択されたケイ素化合物同士の混合物、等が挙げられる。 Specific examples of the raw material of the above-mentioned organopolysiloxane include (a) methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane, (b) Ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltrit-butoxysilane, (c) n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyl Trimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxysilane, n-propyltri-t-butoxysilane, (d) n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hex Rutrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hexyltriisopropoxysilane, n-hexyltrit-butoxysilane, (e) n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxy Silane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane, n-decyltri-t-butoxysilane, (f) n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n- Octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t-butoxysilane, (g) phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, fluoro Nyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxysilane, (h) tetrachlorosilane, tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, (i) dimethyldichlorosilane, dimethyl Dibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, (j) diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, (k) phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, Phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, (l) trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triiso Propoxyhydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane, (m) vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrit-butoxysilane, (n) trifluoropropyltrichloro Silane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltrit-butoxysilane, (o) γ-glycidoxypropylmethyl Dimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-g Lysidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane, (p) γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyl Trimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyltri-butoxysilane, (q) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- Aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ-aminopropyltrit-butoxysilane, (r) γ-mercap Propylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane, ( s) β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, (t) the silicon compounds shown in the above (a) to (s) Examples thereof include partial hydrolysates, and (u) a mixture of silicon compounds selected from the silicon compounds shown in the above (a) to (t).
また、フルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを被パターン形成層の材料として用いることもできる。このオルガノポリシロキサンの具体例としては、フルオロアルキルシランの加水分解縮合物、及び、2種以上のフルオロアルキルシランの共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。 Further, organopolysiloxane having a fluoroalkyl group can also be used as a material for the pattern forming layer. Specific examples of this organopolysiloxane include hydrocondensation products of fluoroalkyl silanes and co-hydrolysis condensates of two or more fluoroalkyl silanes, generally known as fluorine-based silane coupling agents Can be used.
被パターン形成層の材料には、必要に応じて、フッ素含有光触媒活性層の任意成分として既に説明した界面活性剤、モノマー、オリゴマー、又はプレポリマー等を含有させることができる。 The material of the pattern forming layer can contain the surfactant, monomer, oligomer, prepolymer or the like already described as an optional component of the fluorine-containing photocatalytic active layer, if necessary.
被パターン形成層は、自己支持性すなわち単独で取り扱いができる程度の強度を有していてもよいし、自己支持性を有していなくてもよい。被パターン形成層の膜厚は、目的とするパターン形成体の用途等に応じて適宜選定可能であるが、前述した光触媒作用による表面の性状(濡れ性)の変化の速度等の関係から、その膜厚は0.001〜1μm程度とすることが好ましく、特に0.01〜0.1μm程度することが好ましい。被パターン形成層が自己支持性を有していない場合、この被パターン形成層は所望の基材上に形成される。このとき用いる基材について特に制限はないが、被パターン形成層との密着性が良好であるものが好ましい。具体例として、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等によって形成されたものや、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等によって形成された層を有するものが挙げられる。どのような基材を用いるかは、目的とするパターン形成体の用途等に応じて適宜選定可能である。 The pattern forming layer may have a self-supporting property, that is, a strength capable of being handled alone, or may not have a self-supporting property. The film thickness of the pattern forming layer can be appropriately selected according to the intended use of the pattern forming body, etc., but from the relationship such as the speed of change in surface properties (wetting properties) due to the photocatalytic action described above, The film thickness is preferably about 0.001 to 1 μm, and more preferably about 0.01 to 0.1 μm. When the pattern forming layer does not have self-supporting property, the pattern forming layer is formed on a desired substrate. Although there is no restriction | limiting in particular about the base material used at this time, The thing with favorable adhesiveness with a to-be-patterned layer is preferable. Specific examples include those formed of glass, ceramic, metal, plastic, and the like, and those having a layer formed of glass, ceramic, metal, plastic, and the like. Which substrate is used can be appropriately selected according to the intended use of the pattern forming body.
被パターン形成層は、例えば、上述した原材料を溶剤中に溶解又は分散させてコーティング組成物を調製し、このコーティング組成物を基材上に塗布して塗膜を形成した後にこの塗膜を乾燥させることにより得ることができる。コーティング組成物の調製に使用する溶剤は、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系有機溶剤が好ましい。コーティング組成物を塗布するにあたっては、スピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等、種々の塗布方法を適用することができる。コーティング組成物が紫外線硬化型の成分を含有している場合には、塗膜に紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、被パターン形成層を形成することができる。 The pattern forming layer is prepared by, for example, preparing a coating composition by dissolving or dispersing the above-described raw materials in a solvent, applying the coating composition on a substrate to form a coating film, and then drying the coating film. Can be obtained. The solvent used for the preparation of the coating composition is preferably an alcoholic organic solvent such as ethanol or isopropanol. In applying the coating composition, various application methods such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, and bead coating can be applied. When the coating composition contains an ultraviolet curable component, the pattern forming layer can be formed by irradiating the coating film with ultraviolet rays and performing a curing treatment.
(2)選択露光工程;
選択露光工程では、前述した本発明のフォトマスクを用いて被パターン形成層を選択的に露光して、被パターン形成層の表面に所定のパターン(潜像)を形成する。以下、前述した第1形態の示したフォトマスク10(図1(a)参照)を用いて被パターン形成層を選択的に露光する場合を例にとり、図2(a)〜図2(c)を参照しつつ選択露光工程を具体的に説明する。なお、フォトマスク10については既に説明したので、図2(a)及び図2(b)に示したフォトマスク10の構成部材については、図1(a)で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
(2) selective exposure step;
In the selective exposure step, the pattern forming layer is selectively exposed using the above-described photomask of the present invention to form a predetermined pattern (latent image) on the surface of the pattern forming layer. Hereinafter, the case where the pattern formation layer is selectively exposed using the photomask 10 (see FIG. 1A) shown in the first embodiment is taken as an example, and FIGS. The selective exposure process will be specifically described with reference to FIG. Note that since the
まず、図2(a)に示すように、フォトマスク10におけるフッ素含有光触媒活性層7と被パターン形成層40とが互いに対向するようにして、フォトマスク10と被パターン形成層40とを所定の位置にアライメントする。図示の被パターン形成層40は、基材45上に形成されている。
First, as shown in FIG. 2A, the
フォトマスク10を被パターン形成層40上に配置するにあたっては、フォトマスク10における光透過部5でのフッ素含有光触媒活性層7と、被パターン形成層40との間隔dを、0〜200μm程度の範囲内で選定することが好ましい。この間隔が200μmを超えると、露光感度や露光精度(パターニング精度)の低下が大きくなり易い。
In disposing the
フッ素含有光触媒活性層7に含まれるフッ素系化合物及び光触媒それぞれの種類や、光触媒の含有量、あるいは被パターン形成層40の材質等により異なるが、パターニング精度が高く、かつ、パターン内での濡れ性のムラが小さいパターン形成体を得るという観点からは、間隔dを0.2〜20μm程度の範囲内で選定することが好ましい。間隔dをこの範囲内で選定した場合には、高い露光感度の下にパターン形成体を得る、換言すれば、比較的短時間の露光処理によりパターン形成体を得ることも容易になる。
The patterning accuracy is high and the wettability within the pattern is different depending on the type of each of the fluorine-based compound and the photocatalyst contained in the fluorine-containing photocatalytic
次に、図2(b)に示すように、フォトマスク10の外側から被パターン形成層40に向けて所望波長又は所望波長域の露光光を照射して、被パターン形成層40の表面を選択的に露光する。このときの露光光としては、フッ素含有光触媒活性層7に含有されている光触媒の励起波長の光又はこの励起波長の光を含む波長域の光が用いられ、その光源としては、露光光の波長又は波長域に応じて、例えば水銀ランプ、メタルハイドライトランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等、種々の人工光源を用いることができる。フォトマスク10への露光光の入射角は例えば0°とすることができる。この選択的な露光により、フッ素含有光触媒活性層7のうちで光透過部5に位置している領域中の光触媒が励起されて光触媒反応が起こる。なお、図2(b)においては、露光光を複数の矢印で示すと共に、一部の矢印に参照符号「UV」を付してある。
Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the
図2(c)に示すように、上記の光触媒反応により、被パターン形成層40の表面40aのうちで露光された領域の濡れ性が変化して、換言すれば、露光された領域の性状が疎水性から親水性に変化して、親水性領域40bからなるパターン(潜像)42が被パターン形成層40の表面40aに形成される。これにより、所定のパターン(潜像)が形成された後の被パターン形成層40である層40Aと基材45とからなるパターン形成体50が得られる。なお、図2(c)においては、層40Aにおける親水性領域40bの場所を判り易くするために、各親水性領域40bに厚みを付けると共にスマッジングを付してある。
As shown in FIG. 2 (c), the photocatalytic reaction changes the wettability of the exposed region of the
上述した光触媒反応の作用機構は必ずしも明確なものではないが、図3(a)〜図3(b)に模式的に示す作用機構であるものと考えられる。すなわち、図3(a)に示すように、光励起された光触媒の作用によりフッ素含有光触媒活性層7からフッ素ラジカル(F− )が生じると共に、空気中の酸素や水の分解が促進されて活性酸素(O2 −)や活性水酸基(−OH)が生じ、これらが被パターン形成層40の表面40aの側鎖(例えばアルキル側鎖)SCにアタックしてこの側鎖SCの結合を切断する。そして、図3(b)に示すように、側鎖SCが切断された部分に活性酸素等が入れ替わって結合する結果として、ここが親水性領域40bに変化するものと考えられる。
The above-described action mechanism of the photocatalytic reaction is not necessarily clear, but is considered to be an action mechanism schematically shown in FIGS. 3 (a) to 3 (b). That is, as shown in FIG. 3A, fluorine radicals (F − ) are generated from the fluorine-containing photocatalytic
被パターン形成層40の表面に形成するパターン(潜像)42での表面自由エネルギーと、パターン42の周囲の表面40aでの表面自由エネルギーは、できるだけ大きく異なっていることが好ましい。前述した材料により被パターン形成層40を形成した場合には、選択露光工程を行う前の段階での表面40aの表面自由エネルギーが25mN/m程度以下の被パターン形成層40を得ることができる。この場合、パターン42での表面自由エネルギーが35mN/m程度以上となるように、選択露光工程での露光エネルギー(照射強度及び照射時間)を選定することが好ましい。
It is preferable that the surface free energy at the pattern (latent image) 42 formed on the surface of the
以上説明した準備工程及び選択露光工程を順次行うことにより、パターン形成体を得ることができる。このパターン形成体は、被パターン形成層の材質等に応じて、そのまま最終製品として用いられるか、又は、他のパターン形成体の中間製品として用いられる。選択露光工程まで行うことによって得たパターン形成体を他のパターン形成体の中間製品として用いる場合には、選択露光工程で被パターン形成層の表面に形成したパターン上に機能性部を形成する機能性部形成工程を行うことができる。 A pattern forming body can be obtained by sequentially performing the preparation process and the selective exposure process described above. This pattern forming body is used as a final product as it is, or as an intermediate product of other pattern forming bodies, depending on the material of the layer to be patterned. Function to form a functional part on the pattern formed on the surface of the pattern forming layer in the selective exposure process when the pattern formed body obtained by performing up to the selective exposure process is used as an intermediate product of another pattern forming body The sex part forming step can be performed.
ここで、本明細書でいう「機能性部」とは、光学的機能(光選択吸収性、反射性、透光性、偏光性、光選択透過性、非線形光学性、蛍光あるいはりん光等を放射するルミネッセンス性、フォトクロミック性、集光性、光拡散性、遮光性等)、磁気的機能(硬磁性、軟磁性、非磁性、透磁性等)、電気・電子的機能(導電性、絶縁性、圧電性、焦電性、誘電性等)、化学的機能(吸着性、脱着性、触媒性、吸水性、吸油性、イオン伝導性、酸化還元性、電気化学性、エレクトロクロミック性等)、機械的機能(耐摩耗性等)、熱的機能(熱伝導性、断熱性、赤外線放射性等)、生体機能(生体適合性、抗血栓性等)等、所望の機能を担う部材を意味する。 Here, the “functional part” in this specification refers to an optical function (light selective absorption, reflection, translucency, polarization, light selective transmission, nonlinear optical, fluorescence, phosphorescence, etc. Radiation luminescence, photochromic, light condensing, light diffusing, light shielding, etc.), magnetic function (hard magnetic, soft magnetic, non-magnetic, magnetic permeability, etc.), electrical / electronic function (conductive, insulating) , Piezoelectricity, pyroelectricity, dielectricity, etc.), chemical function (adsorption, desorption, catalyst, water absorption, oil absorption, ion conductivity, redox, electrochemical, electrochromic, etc.), It means a member responsible for a desired function such as a mechanical function (such as wear resistance), a thermal function (such as thermal conductivity, heat insulation, infrared radiation), or a biological function (such as biocompatibility or antithrombogenicity).
上述した準備工程及び選択露光工程を順次行うことにより最終製品としてのパターン形成体を得ることができるものの1つに、液晶配向用基板がある。以下、この液晶配向用基板について具体的に説明する。 There is a liquid crystal alignment substrate as one of the ones that can obtain a patterned product as a final product by sequentially performing the above-described preparation step and selective exposure step. Hereinafter, the liquid crystal alignment substrate will be described in detail.
<パターン形成体(液晶配向用基板)>
上述した準備工程及び選択露光工程を順次行うことにより最終製品としての液晶配向基板を得る場合、被パターン形成層としては、例えば、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させるための垂直配向膜(以下、この垂直配向膜を「VA用配向膜」と略記する。)が用いられる。
<Pattern (liquid crystal alignment substrate)>
When a liquid crystal alignment substrate as a final product is obtained by sequentially performing the above-described preparation process and selective exposure process, the pattern forming layer is, for example, a vertical line for vertically aligning liquid crystals having negative dielectric anisotropy. An alignment film (hereinafter, this vertical alignment film is abbreviated as “VA alignment film”) is used.
上記のVA用配向膜の表面は疎水性を有しているので、このVA用配向膜の表面に前述した選択露光工程により所望形状の親水性パターンを形成することによって、マルチドメイン方式の液晶表示装置に用いられる配向膜(以下、この配向膜を「MD用配向膜」と略記する。)を備えた液晶配向用基板板を得ることができる。この場合、VA用配向膜は、所定の基材上に形成される。したがって、準備工程では、VA用配向膜を備えた液晶配向用基板を用意する。 Since the surface of the alignment film for VA has hydrophobicity, a multi-domain liquid crystal display is formed by forming a hydrophilic pattern having a desired shape on the surface of the alignment film for VA by the selective exposure process described above. A liquid crystal alignment substrate plate provided with an alignment film used in the apparatus (hereinafter, this alignment film is abbreviated as “MD alignment film”) can be obtained. In this case, the alignment film for VA is formed on a predetermined substrate. Accordingly, in the preparation step, a liquid crystal alignment substrate provided with a VA alignment film is prepared.
図4(a)は、VA用配向膜を備えた液晶配向用基板における構成部材の平面配置の一例を示す概略図であり、図4(b)は、図4(a)に示したIV−IV線断面の概略図である。図示の液晶配向用基板120は、ネガ型液晶(負の誘電率異方性を有する液晶)を用いたアクティブマトリックス駆動方式の垂直配向型液晶表示装置において表示用液晶パネルの表示面側の基板として用いられるものであり、光透過性基板101、カラーフィルターアレイ103、遮光層(ブラックマトリクス)105、透明電極パターン107、及びVA用配向膜109を有している。
FIG. 4A is a schematic diagram showing an example of a planar arrangement of components on a liquid crystal alignment substrate provided with a VA alignment film, and FIG. 4B is a schematic diagram of the IV− shown in FIG. It is the schematic of a IV line cross section. The illustrated liquid
光透過性基板101の片面にカラーフィルターアレイ103と遮光層105とが形成され、これらを覆うようにして透明電極パターン107が形成されている。また、この透明電極パターン107を覆うようにしてVA用配向膜109が形成されている。なお、図4(a)においては、カラーフィルターアレイ103及び遮光層105の配置を判り易くするために、透明電極パターン107及び配向膜109の図示を省略している。
A
光透過性基板101は、例えばガラスや透明プラスチック等によって形成され、カラーフィルターアレイ103は、所望色のカラーフィルターを一定のパターンの下に多数配置することによって形成される。個々のカラーフィルターは、例えば染料又は顔料を含有若しくは分散させた樹脂(カラーレジン)やカラーフィルター用インキによって形成することができる。
The
図示のカラーフィルターアレイ103は、赤色カラーフィルター103R(以下、単に「カラーフィルター103R」という。)と、緑色カラーフィルター103G(以下、単に「カラーフィルター103G」という。)と、青色カラーフィルター103B(以下、単に「カラーフィルター103B」という。)とがストライプ状に配置されたストライプ型のカラーフィルターアレイである。個々のカラーフィルター103R、103G、103Bが、それぞれ、1つの画素に対応する。1つのカラーフィルター103Rと、その隣のカラーフィルター103Gと、その隣のカラーフィルター103Bとが、1つの絵素を構成する。ストライプ型以外にも、モザイク型、トライアングル型等と称される種々のタイプのカラーフィルターアレイが知られている。
The illustrated
遮光層105は、表示用液晶パネルにおける画素間からの光の漏れ(漏れ光)や、アクティブマトリックス駆動方式の表示用液晶パネルにおけるアクティブ素子の光劣化等を防止するために、各カラーフィルター103R、103G、103Bの周囲に配置される。この遮光層105は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜によって形成することができる。有機材料によって遮光層105を形成することも可能である。図示の遮光層105は、アクティブ素子の光劣化等を防止するための領域105aを多数有している。
The
透明電極パターン107は、表示用液晶パネル内に縦電界を形成するための電極であり、例えば酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の透明電極材料によって形成される。図示の透明電極パターン107は、表示用液晶パネルにおいて共通電極(コモン電極)として使用されるものであり、その平面視上の形状は四角形である。
The
VA用配向膜109は、本発明のパターン形成体の製造法でいう被パターン形成層に相当するものであり、前述した選択露光工程を経ることによってMD用配向膜となるものである。必要に応じて、カラーフィルターアレイ103及び遮光層105を覆うようにして平坦化層を形成し、その上にVA用配向膜109を設けることができる。
The
最終製品としての液晶配向用基板は、上述した液晶配向用基板120におけるVA用配向膜109の表面に、本発明のフォトマスクを用いた選択的な露光により所望の親水性パターンを形成して、VA用配向膜109をMD用配向膜にすることによって得ることができる。
The liquid crystal alignment substrate as the final product forms a desired hydrophilic pattern on the surface of the
図5は、図4(b)に示したVA用配向膜109の表面に複数の親水性領域を形成することによって得られるMD用配向膜119での親水性領域119bの配置の一例を概略的に示す平面図である。同図には、各親水性領域119bと画素との相対的な位置関係を判り易くするために、MD用配向膜119の下にある遮光層105を隠れ線(破線)で併記してある。
FIG. 5 schematically shows an example of the arrangement of the
図示のように、MD用配向膜119の表面には、複数の親水性領域119bが規則的に形成されており、個々の親水性領域119bの平面視上の形状は、ジグザグに折れ曲がった帯状である。これらの親水性領域119b全体としては、1つの親水性領域119bを繰り返し単位として、この繰り返し単位を表示用液晶パネルでの走査方向Ds(走査線の延在方向を意味する。)に並列に配置した形状を呈している。個々の親水性領域119bにおいて隣り合う2つの直線状区間を参照符号Sで表すものとすると、これら2つの直線状区間S、Sは、それぞれ、走査方向Dsに隣り合う2つの画素を、平面視上、斜めに横断している。1つの画素には、隣り合う2つの親水性領域119b、119bそれぞれにおける2つの直線状区間S、Sが対応している。互いに連なる2つの直線状区間S、S同士がなす角(折れ曲がり角)θは、視角特性に優れた表示用液晶パネルを得るという観点から、90°程度にすることが好ましい。各親水性領域119bの周囲は疎水性領域119aとなっている。
As shown in the drawing, a plurality of
個々の親水性領域119bの線幅は、液晶配向用基板を用いて作製しようとする表示用液晶パネルでのセルギャップ(設計値)を基準にしたときに、前記のセルギャップの値の4倍程度以下とすることが好ましく、2倍程度以下とすることが更に好ましい。また、この線幅は、セルギャップの値程度以上とすることが好ましい。
The line width of each
上述したMD用配向膜119を備えた液晶配向用基板は、本発明でいうパターン形成体の1つである。このMD用配向膜を備えた液晶配向用基板は、図4(b)に示したVA用配向膜109を本発明のパターン形成体の製造法でいう被パターン形成層として用い、かつ、本発明のフォトマスクにおいて光透過部を親水性領域119bの配置対応させて形成する以外は、既に説明した本発明のパターン形成体の製造法により得ることができる。
The liquid crystal alignment substrate provided with the
MD用配向膜119を有する液晶配向基板を用いて表示用液晶パネルを形成すると、親水性領域119b上の液晶分子、及び親水性領域119bと疎水性領域119aとの境界近傍の液晶分子が、疎水性領域119a上の液晶分子よりも傾斜配向し易くなる。すなわち、親水性領域119b上の液晶分子、及び親水性領域119bと疎水性領域119aとの境界近傍の液晶分子は、疎水性領域119a上の液晶分子に比べて、より低い電圧で傾斜配向を開始する。
When a liquid crystal display panel is formed using a liquid crystal alignment substrate having the
親水性領域119b上の液晶分子、及び親水性領域119bと疎水性領域119aとの境界近傍の液晶分子が、疎水性領域119a上の液晶分子よりも先に傾斜配向すると、局所的な配向歪みが生じる。液晶は弾性体であるので、局所的に配向歪みが生じた場合にはこの歪みを解消して安定を保とうとする。このため、少なくとも疎水性領域119a上の液晶分子は、中間調表示時に疎水性領域119aと親水性領域119bとの境界近傍の液晶分子の傾斜配向に倣うようにして傾斜配向する。結果として、個々の画素をマルチドメイン化することが可能になる。
If the liquid crystal molecules on the
なお、MD用配向膜における親水性領域の配置及び形状は図5に示した配置及び形状に限定されるものではなく、例えば、(1)表示用液晶パネルにおける個々の画素上での疎水性領域の分布形態が全画素を通じて実質的に一定となる配置及び形状、又は、(2)表示用液晶パネルにおける画素上での疎水性領域の分布形態が複数種となり、かつ、これらの分布形態が画素列方向及び画素行方向の少なくとも一方に実質的に一定の周期で出現する配置及び形状であれば、適宜変更可能である。親水性領域によって画定される個々の疎水性領域の平面視上の形状は、例えば正三角形等の三角形、正方形等の四角形、正六角形等の六角形、円形等とすることができる。例えば、親水性領域の形状を格子状にすれば、個々の疎水性領域の形状を四角形にすることができ、ハニカム状にすれば、個々の疎水性領域の形状を六角形にすることができる。 The arrangement and shape of the hydrophilic region in the MD alignment film are not limited to the arrangement and shape shown in FIG. 5. For example, (1) Hydrophobic regions on individual pixels in the display liquid crystal panel (2) The distribution form of the hydrophobic region on the pixel in the display liquid crystal panel is a plurality of types, and these distribution forms are pixels. Any arrangement and shape that appear in a substantially constant cycle in at least one of the column direction and the pixel row direction can be appropriately changed. The shape of each hydrophobic region defined by the hydrophilic region in plan view can be, for example, a triangle such as a regular triangle, a quadrangle such as a square, a hexagon such as a regular hexagon, or a circle. For example, if the shape of the hydrophilic region is made into a lattice shape, the shape of each hydrophobic region can be made into a quadrangle, and if made into a honeycomb shape, the shape of each hydrophobic region can be made into a hexagon. .
また、MD用配向膜を備えた液晶配向用基板は、表示用液晶パネルにおける表示面側の基板として用いられるものに限定されるものではなく、表示用液晶パネルにおける背面側の基板として用いられるものであってもよい。液晶配向用基板の構成は、その用途等に応じて適宜選定可能である。 Further, the liquid crystal alignment substrate provided with the MD alignment film is not limited to the one used as the display surface side substrate in the display liquid crystal panel, but is used as the back side substrate in the display liquid crystal panel. It may be. The configuration of the liquid crystal alignment substrate can be appropriately selected according to its use.
前述したように、本発明のパターン形成体の製造方法においては、必要に応じて、選択露光工程で被パターン形成層の表面に形成したパターン上に機能性部を形成する機能性部形成工程を行うことができる。この場合、選択露光工程まで行うことによって得られるパターン形成体は、他のパターン形成体を得るための中間製品として用いられる。以下、機能性部の具体例としてブラックマトリクス、カラーフィルターアレイ、及びマイクロレンズアレイを挙げて、任意工程である機能性部形成工程について説明する。 As described above, in the method for producing a pattern formed body of the present invention, a functional part forming step for forming a functional part on the pattern formed on the surface of the pattern forming layer in the selective exposure step is performed as necessary. It can be carried out. In this case, the pattern forming body obtained by performing up to the selective exposure step is used as an intermediate product for obtaining another pattern forming body. Hereinafter, the functional part forming process which is an optional process will be described by giving a black matrix, a color filter array, and a microlens array as specific examples of the functional part.
<機能性部形成工程>
〔ブラックマトリクス及びカラーフィルターアレイ〕
図6は、機能性部として形成することができるブラックマトリクス及びカラーフィルターアレイの配置の一例を概略的に示す断面図である。図示のように、ブラックマトリクス140及びカラーフィルターアレイ145は、いずれも、光透過性基板131の片面に下地層133を介して形成されている。
<Functional part formation process>
[Black matrix and color filter array]
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the arrangement of a black matrix and a color filter array that can be formed as a functional part. As shown in the drawing, the
透光性基板131の片面に下地層133が形成された部材135は、本発明の製造方法によって製造されたパターン形成体の1つであり、下地層133の表面のうちでブラックマトリクス140の下地となっている領域及びカラーフィルターアレイ145の下地となっている領域のうちの少なくとも一方が、前述した選択露光工程を経ることにより親水性領域となっている。表面を選択的に親水化する前の下地層133(以下、「前駆層」という。)が、本発明でいう被パターン形成層に相当する。
The
また、下地層133上に形成されたブラックマトリクス140及びカラーフィルターアレイ145の少なくとも一方が、前述した機能性部に相当する。ブラックマトリクス140及びカラーフィルターアレイ145が形成された部材150も、本発明の製造方法によって製造されたパターン形成体の1つである。
In addition, at least one of the
この部材150におけるカラーフィルターアレイ145は、所定のパターンで配置された多数の赤色カラーフィルター145Rによって構成される赤色カラーフィルターアレイと、所定のパターンで配置された多数の青色カラーフィルター145Gによって構成される青色カラーフィルターアレイと、所定のパターンで配置された多数の緑色カラーフィルター145Bによって構成される青色カラーフィルターアレイとを所定のパターンで配置したものである。ブラックマトリクス140は黒色樹脂により形成されたものであり、カラーフィルターアレイ145を構成している個々の赤色カラーフィルター145R、緑色カラーフィルター145G、青色カラーフィルター145Bを平面視上取り囲むように配置されている。
The
例えば、前駆層の表面のうちでブラックマトリクス140を形成しようとする領域を選択的に露光して親水性領域を形成し、これにより下地層133を得る。親水性領域の周囲は疎水性領域となっている。このようにして形成された下地層133上に黒色樹脂製のブラックマトリクス140を形成するためのコーティング組成物を塗布すると、親水性領域上にのみ、容易に塗膜を形成することができる。ブラックマトリクス140は上記の塗膜を硬化させることにより得られるので、目的とする黒色樹脂製のブラックマトリクス140を所望の位置に容易に形成することができる。
For example, a region where the
この場合、ブラックマトリクス140の形状に対応して下地層133の表面に選択的に形成された親水性領域が、本発明のパターン形成体の製造法でいう「パターン」に相当する。ブラックマトリクス140用のコーティング組成物により親水性領域上に塗膜を形成し、この塗膜を硬化させてブラックマトリクス140を得る工程が、機能性部形成工程に相当する。
In this case, the hydrophilic region selectively formed on the surface of the
前駆層の表面に親水性領域を形成せずに、従来と同様に金属クロム等の無機材料で前駆層上にブラックマトリクス140を形成し、その後、前駆層の表面のうちでカラーフィルターアレイ145を形成しようとする領域を選択的に露光してここを親水性領域にしてからカラーフィルターアレイを形成することもできる。この場合、前駆層の選択的な露光及びカラーフィルターアレイの形成は、カラーフィルターアレイ145を構成する各色のカラーフィルターアレイ毎に順次行われる。
Without forming a hydrophilic region on the surface of the precursor layer, the
すなわち、1色目のカラーフィルターアレイの配置に対応させて選択的な露光を行ってからこの色のカラーフィルターアレイを形成し、その後、2色目のカラーフィルターアレイの配置に対応させて選択的な露光を行ってからこの色のカラーフィルターアレイを形成し、最後に、3色目のカラーフィルターアレイの配置に対応させて選択的な露光を行ってからこの色のカラーフィルターアレイを形成する。各色のカラーフィルターアレイは、所定の親水性領域上に例えば印刷法により所望色のカラーフィルター用インキ又はカラーレジンを塗布して塗膜を形成し、この塗膜を硬化させることにより得ることができる。この場合でも、親水性領域上にのみ、上記の塗膜を容易に形成することができるので、目的とする所望色のカラーフィルターアレイを所望の位置に形成することが容易になる。 That is, after performing selective exposure in accordance with the arrangement of the color filter array of the first color, the color filter array of this color is formed, and then selective exposure in accordance with the arrangement of the color filter array of the second color. After this, the color filter array of this color is formed, and finally, the color filter array of this color is formed after performing selective exposure according to the arrangement of the color filter array of the third color. The color filter array of each color can be obtained by applying a color filter ink or color resin of a desired color on a predetermined hydrophilic region by, for example, a printing method to form a coating film and curing the coating film. . Even in this case, since the coating film can be easily formed only on the hydrophilic region, it is easy to form a desired color filter array of a desired color at a desired position.
各色のカラーフィルターアレイを形成するにあたって下地層133の表面に選択的に形成される親水性領域が、本発明のパターン形成体の製造法でいう「パターン」に相当する。また、カラーフィルター用インク又はカラーレジンを塗布して塗膜を形成し、この塗膜を硬化させて所望色のカラーフィルターアレイを得る工程が、機能性部形成工程に相当する。
The hydrophilic region that is selectively formed on the surface of the
このようにしてカラーフィルターアレイ145を形成すると、カラーフィルターアレイ145を構成する各色のカラーフィルター145R、145G、145Bとブラックマトリクス140との重なり幅が小さいか、各色のカラーフィルター145R、145G、145Bとブラックマトリクス140との重なりが実質的にないカラーフィルターアレイ145を得ることができる。カラーフィルターアレイ145における上記の重なり幅が小さいか、又は重なりが実質的にない場合には、その上に平坦性の高い透明電極パターン及び配向膜を形成し易くなるので、セルギャップのムラが小さい表示用液晶パネルを得ることが容易になる。
When the
なお、図6に示した部材150を製造するにあたっては、上述のようにして下地層133上に黒色樹脂製のブラックマトリクス140を形成し、その後、上述のようにしてカラーフィルターアレイ145を形成することもできる。この場合には、ブラックマトリクス140を形成する工程、及び、カラーフィルターアレイ145を形成する工程が、それぞれ、機能性部形成工程に相当する。
When manufacturing the
機能性部として形成するカラーフィルターアレイは、フルカラー表示の表示装置に用いられるカラーフィルターアレイに限定されるものではない。本発明のパターン形成体の製造法においては、表示装置又は撮像装置に用いられる種々のカラーフィルターアレイを、機能性部として形成することが可能である。同様のことが、機能性部としてブラックマトリクスを形成する場合にもいえる。例えば、図6に示したブラックマトリクス140及びカラーフィルターアレイ145を覆うようにして透明電極パターンを形成し、その上に配向膜を設ければ、液晶配向用基板を得ることができる。
The color filter array formed as the functional part is not limited to the color filter array used in the display device for full color display. In the method for producing a pattern forming body of the present invention, it is possible to form various color filter arrays used for a display device or an imaging device as a functional part. The same applies to the case where a black matrix is formed as the functional part. For example, a liquid crystal alignment substrate can be obtained by forming a transparent electrode pattern so as to cover the
〔マイクロレンズアレイ〕
図7は、機能性部として形成することができるマイクロレンズアレイの一例を概略的に示す断面図である。図示のマイクロレンズアレイ168は、多数のマイクロレンズ168aを規則的に配置することにより形成されており、個々のマイクロレンズ168aは光透過性基板161の片面に下地層163を介して形成されている。
[Microlens array]
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of a microlens array that can be formed as a functional part. The illustrated
透光性基板161の片面に下地層163が形成された部材165は、本発明の製造方法により製造されたパターン形成体の1つであり、透光性基板161上に下地層163を介してマイクロレンズアレイ168が形成された部材170も、本発明の製造方法により製造されたパターン形成体の1つである。
The
下地層163の表面のうちでマイクロレンズ168aの下地となっている領域が、親水性領域となっている。親水性領域の周囲は疎水性領域となっている。表面を選択的に親水化する前の下地層163(以下、「前駆層」という。)が、本発明でいう被パターン形成層に相当する。
Of the surface of the
前駆層の表面のうちでマイクロレンズ168aを形成しようとする各領域を選択的に露光して親水性領域を形成し、これにより下地層163を得る。各親水性領域の周囲は疎水性領域となっている。このようにして形成された下地層163上にマイクロレンズアレイ168を形成するためのコーティング組成物を塗布すると、各親水性領域上にのみ、容易に塗膜を形成することができる。このとき、コーティング組成物を上記の親水性領域に一定量以上塗布すると、周囲が疎水性領域となっていることから、塗布されたコーティング組成物は親水性領域内に止まろうとして、周囲に疎水性領域がない場合に比べて塗膜全体が盛り上がった状態となる。マイクロレンズアレイ168は、上記の各塗膜を硬化させることにより得られるので、個々のマイクロレンズ168aを所望の位置に容易に形成することができる。また、コーティング組成物の塗布量を調整することにより、個々のマイクロレンズ168aの焦点距離を制御することが可能である。
Of the surface of the precursor layer, each region where the
このようにしてマイクロレンズアレイ168を形成する場合、マイクロレンズアレイ168の形状(個々のマイクロレンズ168aの配置)に対応して下地層163の表面に選択的に形成された親水性領域が、本発明のパターン形成体の製造法でいう「パターン」に相当する。マイクロレンズアレイ168を形成するためのコーティング組成物により親水性領域上に塗膜を形成し、この塗膜を硬化させてマイクロレンズアレイ168を得る工程が、機能性部形成工程に相当する。
When the
なお、マイクロレンズアレイ168を形成するためのコーティング組成物としては、例えば、感光性樹脂組成物や熱硬化性樹脂組成物を用いることができる。また、個々のマイクロレンズ168aの平面視上の形状は、円形、四角形等、マイクロレンズアレイの168の用途等に応じて適宜選定される。マイクロレンズアレイは、例えば集光素子、立体表示用素子、光カップリング素子、光拡散素子等として表示装置、撮像装置、光通信装置、光集積回路、画像認識装置等、種々の分野で利用されるものであるので、基材161の構成は、マイクロレンズアレイ168の用途等に応じて適宜選定される。例えば、表示用液晶パネルにおける背面側の基板にマイクロレンズアレイ設けることにより、バックライトの照度を低くした場合でも、表示が明るく、かつ、鮮明な液晶表示装置を得ることができる。
In addition, as a coating composition for forming the
<他の形態>
前述した選択露光工程まで行うことによって得たパターン形成体は、例えば無電解めっき膜からなる所望パターンの機能性部を形成するための中間製品として用いることができる。
<Other forms>
The pattern forming body obtained by performing the selective exposure process described above can be used as an intermediate product for forming a functional part having a desired pattern made of, for example, an electroless plating film.
無電解めっき膜からなる所望パターンの機能性部を形成する場合、選択露光工程まで行うことによって得たパターン形成体の表面には親水性領域が所定パターンで形成されているので、無電解めっきにより薄膜を形成する際の前処理液を親水性領域上にのみ容易に塗布することができる。その結果として、親水性領域上にのみ、所望の無電解めっき膜を形成することが容易になる。この方法によれば、機能性部として例えば回路パターンを形成することができる。 When forming a functional part having a desired pattern made of an electroless plating film, a hydrophilic region is formed in a predetermined pattern on the surface of the pattern formed body obtained by performing the selective exposure process. The pretreatment liquid for forming the thin film can be easily applied only on the hydrophilic region. As a result, it becomes easy to form a desired electroless plating film only on the hydrophilic region. According to this method, for example, a circuit pattern can be formed as the functional portion.
また、選択露光工程まで行うことによって得たパターン形成体は、親水性領域上での蒸着膜の付着強度と疎水性領域上での蒸着膜の付着強度との差を利用して、蒸着膜からなる所望パターンの機能性部を形成するための中間製品として用いることもできる。 In addition, the pattern forming body obtained by performing the selective exposure process is performed by using the difference between the adhesion strength of the vapor deposition film on the hydrophilic region and the adhesion strength of the vapor deposition film on the hydrophobic region. It can also be used as an intermediate product for forming a functional part having a desired pattern.
蒸着膜からなる所望パターンの機能性部を形成する場合、まず、選択露光工程まで行うことによって得たパターン形成体の表面に形成されているパターン(潜像)を覆うようにして、物理気相成長(PVD)法や化学気相成長(CVD)法等により蒸着膜を成膜する。その後、この蒸着膜全体に粘着フィルム等を一旦貼り付け、貼り付けた粘着フィルム等を引き剥がす。このとき、親水性領域上での蒸着膜の付着強度が疎水性領域上での蒸着膜の付着強度に比べて高いことから、疎水性領域上においてのみ、粘着フィルム等と一緒に蒸着膜を剥離させることができる。結果として、親水性領域の形状に対応した形状の蒸着膜パターンからなる機能性部を形成することができる。この方法によっても、機能性部として例えば回路パターンを形成することができる。 When forming a functional portion of a desired pattern made of a vapor deposition film, first, a physical vapor phase is formed so as to cover the pattern (latent image) formed on the surface of the pattern forming body obtained by performing the selective exposure process. A vapor deposition film is formed by a growth (PVD) method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or the like. Thereafter, an adhesive film or the like is once attached to the entire deposited film, and the attached adhesive film or the like is peeled off. At this time, since the adhesion strength of the vapor deposition film on the hydrophilic region is higher than the adhesion strength of the vapor deposition film on the hydrophobic region, the vapor deposition film is peeled off together with the adhesive film only on the hydrophobic region. Can be made. As a result, the functional part which consists of a vapor deposition film pattern of the shape corresponding to the shape of a hydrophilic region can be formed. Also by this method, for example, a circuit pattern can be formed as the functional part.
<実施例1>
まず、厚さ約0.225mm(0.09インチ)の石英ガラス基板を用意した。また、アナターゼ型酸化チタン微粒子の分散液(石原産業社製のST−K03(商品名))にフッ素系シリコーン(東芝シリコーン社製のTSL8223)を1wt%添加して、フッ素含有光触媒活性層を形成するためのコーティング組成物を調製した。
<Example 1>
First, a quartz glass substrate having a thickness of about 0.225 mm (0.09 inch) was prepared. Further, 1 wt% of fluorine-based silicone (TSL8223 manufactured by Toshiba Silicone) is added to a dispersion of anatase-type titanium oxide fine particles (ST-K03 (trade name) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) to form a fluorine-containing photocatalytic active layer. A coating composition was prepared.
次に、上記の石英ガラス基板の片面に上記のコーティング組成物をスピンコートして、膜厚が0.5μmの塗膜を形成した。この後、前記の塗膜を150℃で10分間乾燥させて、膜厚0.5μmのフッ素含有光触媒活性層を得た。以下、このフッ素含有光触媒層が形成された石英ガラス基板を「マスクブランク」という。 Next, the coating composition was spin-coated on one side of the quartz glass substrate to form a coating film having a thickness of 0.5 μm. Then, the said coating film was dried at 150 degreeC for 10 minute (s), and the fluorine-containing photocatalytic active layer with a film thickness of 0.5 micrometer was obtained. Hereinafter, the quartz glass substrate on which the fluorine-containing photocatalyst layer is formed is referred to as a “mask blank”.
マスクブランクの作製とは別に、アルキル系シリコーン(信越化学工業社製のLS2820と東芝シリコーン社製のTSL8114との0.3:1(質量比)混合物を用意し、このアルキル系シリコーンを無アルカリガラス基板の片面にスピンコートして、膜厚が70nmの塗膜を形成した。この後、前記の塗膜を150℃で10分間乾燥させて、膜厚70nmの被パターン形成層を得た。この被パターン形成層の表面の性状は、疎水性である。同様にして、計6つの被パターン形成層を得た。 Separately from the production of the mask blank, an alkyl silicone (a 0.3: 1 (mass ratio) mixture of LS2820 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and TSL8114 manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) is prepared. A coating film having a film thickness of 70 nm was formed on one surface of the substrate by spin coating, and then the coating film was dried at 150 ° C. for 10 minutes to obtain a patterned layer having a film thickness of 70 nm. In the same manner, a total of six patterned layers were obtained.
次に、前述したマスクブランクを介して、各被パターン形成層の表面を200〜370nmの波長域の紫外線により露光した。このとき、マスクブランクは、フッ素含有光触媒活性層と被パターン形成層とが互いに対向するようにして、被パターン形成層上に配置した。また、フッ素含有光触媒活性層と被パターン形成層との間隔は、約20μmとした。露光量は、被パターン形成層毎に、0mJ/cm2 、70mJ/cm2 、140mJ/cm2 、280mJ/cm2 、560mJ/cm2 、又は840mJ/cm2 とし、マスクブランクへの露光光の入射角は、いずれの被パターン形成層を露光する場合も、0°とした。 Next, the surface of each pattern formation layer was exposed to ultraviolet rays having a wavelength range of 200 to 370 nm through the mask blank described above. At this time, the mask blank was arrange | positioned on a to-be-patterned layer so that a fluorine-containing photocatalytic active layer and a to-be-patterned layer might mutually oppose. The distance between the fluorine-containing photocatalytic active layer and the pattern forming layer was about 20 μm. The amount of exposure is set to 0 mJ / cm 2 , 70 mJ / cm 2 , 140 mJ / cm 2 , 280 mJ / cm 2 , 560 mJ / cm 2 , or 840 mJ / cm 2 for each pattern forming layer. The incident angle was set to 0 ° when any pattern forming layer was exposed.
露光後の各被パターン形成層(露光量が0mJ/cm2 のものを含む。)の表面自由エネルギーを、次のようにして求めた。すなわち、各被パターン形成層上に表面自由エネルギーが既知である複数種の液体を滴下し、それらの接触角を接触角測定器(協和界面科学社製のCA−Z型)により測定して、下記の式(I)及び式(II)から上記の表面自由エネルギーを求めた。このようにして求めた表面自由エネルギーと露光量との関係を図8に示す。 The surface free energy of each pattern forming layer after exposure (including those with an exposure amount of 0 mJ / cm 2 ) was determined as follows. That is, a plurality of types of liquids whose surface free energies are known are dropped on each pattern forming layer, and their contact angles are measured with a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) Said surface free energy was calculated | required from following formula (I) and formula (II). FIG. 8 shows the relationship between the surface free energy and the exposure amount thus determined.
<比較例1>
実施例1で用いたフッ素系シリコーンに代えてフッ素を含有していないシリコーン(信越化学工業社製のLS5258)を用いてマスクブランクを作製し、このマスクブランクを用いて実施例1と同じ条件の下に計6つの被パターン形成層を選択的に露光(露光量が0mJ/cm2 のものを含む。)した。そして、露光後の被パターン形成層の表面自由エネルギーを実施例1と同じ条件の下に測定した。結果を図8に併記する。
<Comparative Example 1>
A mask blank was prepared using silicone not containing fluorine (LS5258 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) instead of the fluorine-based silicone used in Example 1, and the same conditions as in Example 1 were used using this mask blank. A total of six patterned layers were selectively exposed below (including those with an exposure amount of 0 mJ / cm 2 ). And the surface free energy of the to-be-patterned layer after exposure was measured on the same conditions as Example 1. FIG. The results are also shown in FIG.
<比較例2>
実施例1で用いたフッ素系シリコーンに代えてフッ素を含有していないシリコーン(信越化学工業社製のLS2820)を用いてマスクブランクを作製し、このマスクブランクを用いて実施例1と同じ条件の下に計6つの被パターン形成層を選択的に露光(露光量が0mJ/cm2 のものを含む。)した。そして、露光後の被パターン形成層の表面自由エネルギーを実施例1と同じ条件の下に測定した。結果を図8に併記する。
<Comparative example 2>
A mask blank was prepared using silicone not containing fluorine (LS2820 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) instead of the fluorine-based silicone used in Example 1, and the same conditions as in Example 1 were used using this mask blank. A total of six patterned layers were selectively exposed below (including those with an exposure amount of 0 mJ / cm 2 ). And the surface free energy of the to-be-patterned layer after exposure was measured on the same conditions as Example 1. FIG. The results are also shown in FIG.
<評価>
図8から明らかなように、実施例1で作製したマスクブランクを用いた場合には、比較例1又は比較例2で作製したマスクブランクを用いた場合に比べて、同じ露光量の下に露光しても被パターン形成層の表面自由エネルギーが大きくなる。また、被パターン形成層の表面自由エネルギーを同じ値にするのに要する露光量が少ない。
<Evaluation>
As is clear from FIG. 8, when the mask blank produced in Example 1 was used, exposure was performed under the same exposure amount as compared with the case where the mask blank produced in Comparative Example 1 or Comparative Example 2 was used. Even so, the surface free energy of the patterned layer is increased. Further, the amount of exposure required to make the surface free energy of the pattern forming layer the same value is small.
実施例1で作製したものはマスクブランクあってフォトマスクではないが、このマスクブランクに所定形状の遮光膜パターンを設けることにより、例えば図1(c)に示す構造のフォトマスクを得ることができる。そして、このフォトマスクを用いて被パターン形成層を選択的に露光した場合でも、図8に示した結果と同様の結果が得られ、所望のパターン形成体を比較的高い露光感度の下に形成することが容易になると考えられる。また、フォトマスクの構造を図1(a)又は図1(b)に示す構造にしても、同様の結果が得られるものと考えられる。 The mask manufactured in Example 1 is a mask blank and not a photomask. However, by providing a light shielding film pattern having a predetermined shape on the mask blank, for example, a photomask having the structure shown in FIG. 1C can be obtained. . Even when the pattern formation layer is selectively exposed using this photomask, the same result as shown in FIG. 8 is obtained, and a desired pattern formation body is formed with a relatively high exposure sensitivity. It will be easier to do. Further, it is considered that the same result can be obtained even if the photomask structure is the structure shown in FIG.
1、11、21 光透過性基板
3、13、23 遮光膜パターン
5、15、25 光透過部
7、17、27 フッ素含有光触媒活性層
10、20、30 フォトマスク
40 被パターン形成層
40a 疎水施領域
40b 親水性領域
50、135、150、165、170 パターン形成体
119 マルチドメイン方式の液晶表示装置に用いられる配向膜
119a 疎水性領域
119b 親水性領域
140 ブラックマトリクス
145 カラーフィルターアレイ
168 マイクロレンズアレイ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光透過部と平面視上重なるようにして、光触媒とフッ素系化合物とを含有するフッ素含有光触媒活性層が形成されていることを特徴とするフォトマスク。 A photomask in which a light-shielding film pattern is formed on one side of a light-transmitting substrate and a light-transmitting portion is defined by the light-shielding film pattern
A photomask, wherein a fluorine-containing photocatalytic active layer containing a photocatalyst and a fluorine-based compound is formed so as to overlap the light transmitting portion in plan view.
前記選択露光工程で、前記請求項1又は2に記載のフォトマスクを前記フッ素含有光触媒活性層が前記被パターン形成層と対向するように配置して、前記被パターン形成層の表面を選択的に露光することを特徴とするパターン形成体の製造方法。 A preparation step of preparing a pattern forming layer capable of changing the wettability of the surface by light irradiation, and a region in which the wettability has changed on the surface of the pattern forming layer by selectively exposing the pattern forming layer A method of manufacturing a pattern forming body comprising a selective exposure step of forming a pattern comprising:
In the selective exposure step, the photomask according to claim 1 or 2 is disposed so that the fluorine-containing photocatalytic active layer faces the pattern formation layer, and a surface of the pattern formation layer is selectively selected. A method for producing a pattern formed body, which comprises exposing.
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