(57)【要約】【課題】遮光部とスペーサとを別途設ける必要性がなく、かつ正確な位置にスペーサが形成されたカラーフィルタを提供することを主目的とするものである。【解決手段】透明基板と、この透明基板の一方の面側に設けられた複数色を所定のパターンで設けた画素部と、上記透明基板上の上記画素部が形成された面と同一面上に形成され、液晶ディスプレイを構成するもう一方の基板との間隔を一定に保ち、かつ遮光部としての機能を有するスペーサ（以下、遮光性スペーサとする場合がある。）とを少なくとも有するカラーフィルタであって、上記遮光性スペーサが濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層上に形成されていることを特徴とするカラーフィルタおよびその製造方法を提供することにより上記課題を解決する。【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、この透明基板の一方の面側に設けられた複数色を所定のパターンで設けた画素部と、前記透明基板上の前記画素部が形成された面と同一面上に形成され、液晶ディスプレイを構成するもう一方の基板との間隔を一定に保ち、かつ遮光部としての機能を有するスペーサとを少なくとも有するカラーフィルタであって、前記遮光部としての機能を有するスペーサが濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層上に形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記画素部が、前記スペーサを形成するための前記濡れ性可変層上に形成されていることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記画素部が、前記透明基板と前記スペーサを形成するための前記濡れ性可変層との間に形成されていることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記遮光部としての機能を有するスペーサにより形成される開口の幅より、前記画素部の幅が広いことを特徴とする請求項３記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記光触媒が、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）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ2）であることを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
前記バインダが、ＹnＳｉＸ(4-n)（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
前記光触媒含有層上における表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において１０度以上であり、エネルギーが照射された部分において１０度未満であることを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】
前記スペーサが、インクジェット方式のインクが付着されて形成されたものであり、このインクがＵＶ硬化性インクであることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項１１】
（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体との接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）この光触媒含有層上に遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程と、
（３）この遮光部としての機能を有するスペーサが形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部用露光部を形成する工程と、
（４）この画素部用露光部にインクジェット方式でインクを付着させて画素部を形成する行程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程が、
（ａ）前記光触媒含有層上のスペーサが形成される部位であるスペーサ形成部にエネルギーを照射してスペーサ用露光部を形成する工程と、
（ｂ）このスペーサ用露光部に、遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程と
を含む工程であることを特徴とする請求項１１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程が、
（ａ）前記光触媒含有層上に、スペーサを形成するためのレジストを含むスペーサ層を形成する工程と、
（ｂ）このスペーサ層に対して、露光・現像を行って、前記光触媒含有層上に遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項１１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）この光触媒含有層上の画素部が形成される部位である画素部形成部にエネルギーを照射して画素部用露光部を形成する工程と、
（３）この画素部用露光部に、画素部をインクジェット方式で形成する工程と、
（４）この画素部が形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部境界部分にスペーサ用露光部を形成する工程と、
（５）このスペーサ用露光部に遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１５】
（１）透明基板上に、複数色でかつ所定のパターンを有する画素部を形成する工程と、
（２）この画素部上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を形成する工程と、
（３）この光触媒含有層上の前記画素部の境界部分上方に相当する部位にエネルギーを照射して、スペーサ用露光部を形成する工程と、
（４）前記スペーサ用露光部に遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記画素部を形成する工程が、光触媒含有層を用い、この光触媒含有層上の濡れ性の変化により前記画素部を形成する工程であることを特徴とする請求項１５記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記画素部の幅が、前記遮光部としての機能を有するスペーサにより形成される開口の幅より広く形成されることを特徴とする請求項１５または請求項１６記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記光触媒含有層に照射するエネルギーが、紫外光を含む光であることを特徴とする請求項１１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１９】
前記光触媒含有層に照射するエネルギーが、光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーであり、前記光触媒反応開始エネルギーを照射した部分に前記反応速度増加エネルギーを照射することにより、露光部分を形成することを特徴とする請求項１１から請求項１７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２０】
前記光触媒反応開始エネルギーが紫外光を含む光であり、前記反応速度増加エネルギーが赤外線レーザにより加えられた熱エネルギーであることを特徴とする請求項１９記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２１】
前記光触媒含有層上における表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において１０度以上であり、エネルギーが照射された部分において１０度未満であることを特徴とする請求項１１から請求項２１までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２２】
請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入してなることを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶ディスプレーのセルギャップを制御するためのスペーサーを具備するカラーフィルタであって、特にスペーサに遮光部の機能を有するようにしたカラーフィルタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレー用スペーサーとは、ディスプレーの２枚の基板間隔を均一に保つためのものであって、現在、このスペーサーとしては、プラスチックビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ等の真球状粒子が用いられている。このようなスペーサー用ビーズは、２枚の基板間に適当に分散され配置される。
【０００３】
しかしながら、この方法では上記スペーサー用ビーズを均一に分散させることが難しく、また、画素部分（ブラックマトリックスの開口）にもスペーサー用ビーズが存在することになるため、液晶ディスプレーのバックライトを透過させたり反射させたりするいわゆる「光漏れ」の現象を引き起す。これがカラー表示ではホワイトスポットとして画面に表われ、表示コントラストを大幅に下げる原因となっている。
【０００４】
また、これらの問題点を解決するために、カラーフィルタ上に柱状のスペーサを形成する試みも行われている。しかしながら、その形成に際してはフォトレジストを用いる方法が一般的であるため、露光、現像、洗浄等に手間がかかるといった問題点があった。
【０００５】
さらに、上記カラーフィルタ上に柱状のスペーサを設ける場合は、光が透過しない部分にスペーサを形成する必要があるため、通常、遮光部上方に形成される。したがって、透明基板上には遮光部が形成され、さらにその上にスペーサが形成されることになる。ここで、同一の部材で、この遮光部とスペーサとの機能を果たすことができれば、工程の簡略化を図ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、遮光部とスペーサとを別途設ける必要性がなく、かつ正確な位置にスペーサが形成されたカラーフィルタを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、透明基板と、この透明基板の一方の面側に設けられた複数色を所定のパターンで設けた画素部と、上記透明基板上の上記画素部が形成された面と同一面上に形成され、液晶ディスプレイを構成するもう一方の基板との間隔を一定に保ち、かつ遮光部としての機能を有するスペーサ（以下、遮光性スペーサとする場合がある。）とを少なくとも有するカラーフィルタであって、上記遮光性スペーサが濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層上に形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【０００８】
このように、本発明は、スペーサが濡れ性可変層上に形成されているため、濡れ性可変層の濡れ性の変化を利用してスペーサを精度良く形成することができる。したがって、スペーサとしてビーズを用いた場合に生じる問題点を回避することができ、かつ少ない手間で精度の高いスペーサをカラーフィルタ上に形成することができる。さらにこのスペーサが、遮光部としての機能を有するものであるので、遮光部とスペーサとを別途設ける必要性がなく、工程を簡略化することができる。
【０００９】
本発明においては、請求項２に示すように、上記画素部が上記スペーサを形成するための濡れ性可変層上に形成されていてもよい（第１実施態様）。
【００１０】
この場合は、スペーサおよび画素部が、濡れ性可変層上に形成されていることにより、スペーサのみならず画素部も濡れ性可変層上の濡れ性の変化により形成することができ、画素部の形成を精度良くかつ容易に行うことができる。
【００１１】
また、本発明においては、請求項３に記載するように、上記画素部が上記透明基板と上記スペーサを形成するための濡れ性可変層との間に形成されていてもよい（第２実施態様）。
【００１２】
この場合は、従来の工程により遮光部およびスペーサの無いカラーフィルタを形成し、この上に濡れ性可変層を設け、そしてこの濡れ性可変層上に遮光性スペーサを精度良く形成することができる。したがって、カラーフィルタの製造工程を大幅に変更することなく、最終工程として濡れ性可変層の塗布工程および遮光性スペーサの形成工程を追加すれば足りるので、従来の工程を活かして本発明のカラーフィルタを製造する場合に好ましい態様であるといえる。
【００１３】
上記第２実施態様の場合は、請求項４に記載するように、上記遮光性スペーサにより形成される開口の幅より、上記画素部の幅が広いことが好ましい。このように画素部の幅を上記開口の幅より広くとることにより、画素部が形成されていない部分をバックライト光が透過する、いわゆる色抜けといった不具合が生じる可能性を低くすることが可能となるからである。
【００１４】
本発明においては、請求項５に記載するように、上記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。このように、エネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性の変化する光触媒含有層が形成されれば、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易にこの層の濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親インク性領域を形成とすることができ、上記遮光性スペーサが形成される部分のみ容易に親インク性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にスペーサを有するカラーフィルタが製造でき、コスト的に有利となるからである。
【００１５】
本発明に用いられる光触媒含有層は、上述したように少なくとも光触媒とバインダとからなるものであるが、このうち光触媒は、請求項６に記載するように酸化チタン（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）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましい。中でも請求項７に記載するように酸化チタン（ＴｉＯ2）であることが好ましい。これは、酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【００１６】
一方、光触媒含有層を構成する他の成分であるバインダは、請求項８に記載するように、ＹnＳｉＸ(4-n)（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、上記光触媒含有層上における表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において１０度以上であり、エネルギーが照射された部分において１０度未満であることが好ましい（請求項９および請求項２１）。エネルギーが照射されていない部分は、撥インク性が要求される部分であることから、表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が１０度未満である場合は、撥インク性が十分でなく、インクや遮光性スペーサ形成用塗料等が残存する可能性が生じるため好ましくない。また、エネルギーが照射された部分の表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が１０度以上である場合は、この部分でのインクやスペーサ形成用塗料の広がりが劣る可能性があり、画素部での色抜け等が生じる可能性があるからである。
【００１８】
さらに、本発明においては、上記遮光性スペーサが、インクジェット方式のインクが付着されて形成されたものであり、このインクがＵＶ硬化性インクをであることが好ましい（請求項１０）。インクジェット方式で遮光性スペーサ形成用インクを付着させてスペーサを形成することがきれば、上記遮光性スペーサの形成が容易となるからであり、ＵＶ硬化性インクを用いることにより、インクジェット方式によりスペーサ形成用インクを付着させた後、ＵＶを照射することにより、素早くインクを硬化させることができ、遮光性スペーサの形成が迅速に行えることができるので、効率面で好ましいからである。
【００１９】
上述したようなカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入することにより得られる液晶パネルは、工程が簡略化されて手間がかからず、かつ正確な位置に遮光性スペーサが形成されたカラーフィルタを用いた液晶パネルであるので、品質面およびコスト面に優れた液晶パネルとすることができる（請求項２２）。
【００２０】
また、本発明においては、上記目的を達成するために、請求項１１に記載するように、（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、（２）この光触媒含有層上に遮光性スペーサを形成する工程と、（３）この遮光性スペーサが形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部用露光部を形成する工程と、（４）この画素部用露光部にインクジェット方式でインクを付着させて画素部を形成する行程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第３実施態様とする。）を提供する。
【００２１】
このように、本実施態様では、光触媒含有層上に、遮光性スペーサを形成する。したがって、遮光性スペーサを位置精度良く形成することができる場合があり、さらにビーズをスペーサとした場合に生じる問題点を回避することができる。また、本発明のスペーサは、遮光部の機能を有するものであるので、透明基板上に遮光部を形成しさらにその上方にスペーサを形成するといった２工程を、遮光性スペーサを形成するという１工程で行うことができるため、工程の簡略化を行うことができる場合がある。さらに、光触媒含有層上にエネルギーを照射して画素部用露光部を形成し、画素部を形成するものであるので、遮光性スペーサのみならず画素部も光触媒含有層上の濡れ性の変化により形成することができ、画素部の形成を精度良くかつ容易に行うことができる。
【００２２】
上記第３実施態様の場合、請求項１２に記載するように、上記遮光性スペーサを形成する工程が、（ａ）上記光触媒含有層上の遮光性スペーサが形成される部位である遮光性スペーサ形成部にエネルギーを照射して遮光性スペーサ用露光部を形成する工程と、（ｂ）この遮光性スペーサ用露光部に、遮光性スペーサを形成する工程とを含む工程とすることができる。このように、光触媒含有層にエネルギーを照射して濡れ性を変化させてスペーサ用露光部を形成し、これによりスペーサを形成することにより、簡単な工程で上記遮光性スペーサを形成することができる。
【００２３】
一方、上記第３実施態様の場合、請求項１３に記載するように、上記遮光性スペーサを形成する工程が、（ａ）上記光触媒含有層上に、遮光性スペーサを形成するためのレジストを含む遮光性スペーサ層を形成する工程と、（ｂ）この遮光性スペーサ層に対して、露光・現像を行って、上記光触媒含有層上に遮光性スペーサを形成する工程とを含む工程とすることもできる。このようにしてスペーサを形成することにより、平坦度や高さの均一性の高い遮光性スペーサを形成することができる。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明は請求項１４に記載するように、（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、（２）この光触媒含有層上の画素部が形成される部位である画素部形成部にエネルギーを照射して画素部用露光部を形成する工程と、（３）この画素部用露光部に、画素部をインクジェット方式で形成する工程と、（４）この画素部が形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部境界部分にスペーサ用露光部を形成する工程と、（５）このスペーサ用露光部に遮光性スペーサを形成する工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第４実施態様とする。）を提供する。このように、本発明においては、先に画素部を形成し、その後遮光性スペーサを形成するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、請求項１５に記載するように、（１）透明基板上に、複数色でかつ所定のパターンを有する画素部を形成する工程と、（２）この画素部上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を形成する工程と、（３）この光触媒含有層上の上記画素部の境界部分上方に相当する部位にエネルギーを照射して、スペーサ用露光部を形成する工程と、（４）上記スペーサ用露光部に遮光性スペーサを形成する工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第５実施態様とする。）を提供する。このような方法で製造すれば、従来のスペーサおよび遮光部を具備しないカラーフィルタの製造工程によりカラーフィルタを形成し、この上に光触媒含有層を設け、そしてこの光触媒含有層上に遮光性スペーサを精度良く形成することができる。したがって、スペーサおよび遮光部を具備しないカラーフィルタの製造工程を大幅に変更することなく、最終工程として光触媒含有層の塗布工程および遮光性スペーサの形成工程を追加すれば足りるので、工程の簡略化が図れると共に、従来の工程を活かして本発明のカラーフィルタを製造することができる。
【００２６】
上記第５実施態様の場合、請求項１６に記載するように、上記画素部を形成する工程が、光触媒含有層を用い、この光触媒含有層上の濡れ性の変化により上記画素部を形成する工程であることが好ましい。このように、画素部を形成する工程が光触媒含有層上の濡れ性の変化により画素部を形成することにより、画素部の形成が精度良くかつ容易に行うことができるからである。
【００２７】
また、この第５実施態様の場合、請求項１７に記載するように、上記画素部の幅が、上記遮光性スペーサにより形成される開口の幅より広く形成されることが好ましい。このように、画素部の幅を遮光性スペーサにより形成される開口の幅より広く形成することにより、バックライト光が画素部を透過することなくカラーフィルタを通過してしまう、いわゆる色抜けといった不具合が生じる可能性を押さえることができる。
【００２８】
本発明においては、光触媒含有層に照射して露光させるためのエネルギーとしては、請求項１８に記載するように、通常は紫外光を含む光であることが好ましいが、光描画照射によるパターンの形成等を行う場合は、請求項１９に記載するように、このエネルギーとして光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーを用い、上記光触媒反応開始エネルギーを照射した部分に上記反応速度増加エネルギーを照射することにより、露光部分を形成するようにしてもよい。
【００２９】
これは、光触媒含有層に対し、光触媒反応開始エネルギーを加え、この光触媒反応開始エネルギーが加えられた領域内に反応速度増加エネルギーをパターン状に加えることにより露光部分のパターンを形成するものである。すなわち、いままで発明者等によって提案されてきた光描画照射によるパターンの形成は、上記紫外線等の光触媒反応開始エネルギーを用いるものであったため、装置が高価、取り扱いが困難、さらには連続出力ができない等の問題を有する場合があった。しかしながら、この方法においては、紫外線等の光触媒反応開始エネルギーを加え、この光触媒反応開始エネルギーが加えられた領域に対して赤外線等の反応速度増加エネルギーを用いてパターンを形成するようにしたものであるので、パターン形成に際して、赤外線レーザ等の比較的安価で取り扱いが容易である反応速度増加エネルギーを用いることができるという利点を有するのである。
【００３０】
本発明においては、このように光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーの二つのエネルギーを用いる場合は、請求項２０に記載するように、上記光触媒反応開始エネルギーが紫外光を含む光であり、上記反応速度増加エネルギーが赤外線レーザで加えられる熱エネルギーであることが好ましい。これは、本発明においては二酸化チタンが光触媒として好適に用いられるのであるが、この二酸化チタンのバンドギャップの関係から光触媒反応開始エネルギーとしては紫外光が好ましいからである。また、反応速度増加エネルギーが熱であることが好ましく、この熱エネルギーは赤外線レーザにより加えられることが好ましい。赤外線レーザを用いる方法は、比較的安価でかつ取り扱いが容易であるからである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、遮光性スペーサが濡れ性可変層上に形成されているため、濡れ性可変層の濡れ性の変化を利用してスペーサを精度良く形成することができる。したがって、スペーサとしてビーズを用いた場合に生じる問題点を回避することができ、かつ少ない手間で精度の高いスペーサをカラーフィルタ上に形成することができる。さらにこのスペーサが、遮光部の機能を有するものであるので、遮光部およびスペーサの形成といった二つの工程を遮光性スペーサの形成という一つの工程でまかなうことができるので、工程の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のカラーフィルタにおける第１実施態様の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタにおける第２実施態様の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法における第３実施態様の一例を説明するため工程図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの製造方法における第３実施態様の他の例を説明するための工程図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの製造方法における第４実施態様を説明するための工程図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの製造方法における第５実施態様を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の遮光性スペーサが形成されたカラーフィルタについて詳細に説明するが、まずカラーフィルタについて説明した後、カラーフィルタの製造方法について説明する。
【００３４】
Ａ．カラーフィルタについて
まず、本発明のカラーフィルタについて詳細に説明する。本発明のカラーフィルタは、透明基板と、この透明基板の一方の面側に設けられた複数色を所定のパターンで設けた画素部と、上記透明基板上の上記画素部が形成された面と同一面上に形成され、液晶ディスプレイを構成するもう一方の基板との間隔を一定に保ち、かつ遮光部としての機能を有する遮光性スペーサとを少なくとも有するカラーフィルタであって、上記遮光性スペーサが濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層上に形成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
このように、本発明は、遮光性スペーサが濡れ性可変層上に形成されているため、濡れ性可変層の濡れ性の変化を利用して遮光性スペーサを形成した場合は、位置精度良く遮光性スペーサを形成することができる。したがって、スペーサとしてビーズ等を用いた場合に生じる問題点を回避することができ、かつ少ない手間で位置精度の高いスペーサをカラーフィルタ上に形成することができる。さらにこのスペーサが、遮光部の機能を有する遮光性スペーサであるので、遮光部を設けさらにスペーサを設けるという二つの工程を単一の工程で行うことが可能となる。したがって工程の簡略化を図ることが可能となる。なお、本発明においては、遮光部の全てが遮光性スペーサによって形成されていてもよいが、これに限定されるものではなく、遮光部の一部がこの遮光性スペーサにより形成されている場合も含むものである。また、通常のスペーサとこの遮光性スペーサとを併用してもよい。
【００３６】
このような遮光性スペーサが形成されたカラーフィルタの具体的な位置関係としては、例えば、画素部が、遮光性スペーサを形成するための濡れ性可変層上に形成されている場合（第１実施態様）と、画素部が、透明基板と遮光性スペーサを形成するための濡れ性可変層との間に形成されている場合（第２実施態様）とに分けることができる。以下、第１実施態様および第２実施態様とに分けて説明する。
【００３７】
１．第１実施態様について
本発明の第１実施態様は、上述したように、画素部が、遮光性スペーサを形成するための濡れ性可変層上に形成されている場合であり、具体的には、濡れ性可変層が透明基板上の一方の表面に設けられ、セルギャップを均一に保ち、かつ遮光部としての機能を有する遮光性スペーサが上記濡れ性可変層上に設けられ、上記画素部が上記濡れ性可変層上の所定の位置に設けられているカラーフィルタである。
【００３８】
第１実施態様においては、遮光性スペーサおよび画素部が、濡れ性可変層上に形成されていることにより、遮光性スペーサのみならず画素部も濡れ性可変層上の濡れ性の変化により形成することができ、画素部の形成を精度良くかつ容易に行うことができるという利点を有する。
【００３９】
図１は、本発明の遮光性スペーサが形成されたカラーフィルタにおける第１実施態様の一例を示すものである。このカラーフィルタ１は、透明基板２上に設けられた濡れ性可変層３と、この濡れ性可変層３上に形成された遮光性スペーサ４と、この遮光性スペーサ４の開口を塞ぐ位置に形成された画素部５とから構成されている。
【００４０】
この第１実施態様のカラーフィルタにおいては、濡れ性可変層３上の画素部５を形成する領域である画素部形成部にエネルギー照射することにより、濡れ性可変層３上の画素部形成部を濡れ性の低い親インク性領域とすることができる。したがって、この領域にインクジェット方式でインクを着色することにより、均一で色むらの無い画素部５を有する高品質なカラーフィルタとすることができる。また、濡れ性可変層３上の遮光性スペーサ４が形成される領域であるスペーサ形成部にも同様にエネルギー照射することにより、スペーサ形成部を濡れ性の低い親インク領域とすることができるので、この親インク領域に遮光部としての機能を有するように調製されたスペーサ形成用インク（遮光性スペーサ形成用インク）を例えばインクジェット方式で付着させることにより、簡単な工程で遮光性スペーサを形成することができる。
【００４１】
本発明の第１実施態様においては、遮光部が全て遮光性スペーサにより形成される必要はなく、その遮光部の一部が遮光性スペーサとして形成されたものであってもよい。すなわち、例えば、セルギャップを均一に保つのに必要な間隔で、上記濡れ性可変層３上に上記遮光性スペーサ４を形成し、その他、遮光部を形成する必要がある部位に関しては、透明基板２上に遮光部を形成するようにしてもよい。また、濡れ性可変層３上に、例えば２回エネルギー照射を行い、２回塗布工程を行うことにより、高さの異なる２種類のスペーサを設け、高さの高いものを遮光性スペーサとして用い、高さの低いものは単に遮光部として用いるようにしてもよい。なお、本発明でいう遮光部とは、一般にブラックマトリックスと称されているものであり、通常画素部の境界部分に形成されているものである。以下、このようなカラーフィルタを構成する各部分についてそれぞれ説明する。
【００４２】
（遮光性スペーサ）
本発明の特徴は、スペーサが形成されたカラーフィルタにおいて、このスペーサが濡れ性可変層上に形成されている点、およびこのスペーサが遮光部の機能を有する遮光性スペーサである点にある。ここでスペーサとは、カラーフィルタ側の基板と、もう一方のアレイ側の基板との空隙（セルギャップ）を均一に保ち、液晶パネル（セル）中の液晶層の厚みを均一にする目的で形成されるものである。
【００４３】
本発明において、この遮光性スペーサが形成される位置は、上述したように濡れ性可変層上で、かつ画素部の境界部分であって通常遮光部が形成される部位である。本発明においては、このような部位の全てに遮光性スペーサを形成してもよいし、また二つ基板の間の空隙（セルギャップ）を均一に保つ程度の間隔で遮光性スペーサを設け、他の遮光部の必要な領域に関しては、上述したようにスペーサとしての機能を有さない単なる遮光部を設けるようにしてもよい。
【００４４】
このような遮光性スペーサの一般的な高さは約５μｍ程度である。また、本発明の遮光性スペーサは遮光部としての機能を有する必要があるので、通常黒色に着色されている。
【００４５】
上述したような遮光性スペーサを形成する材料としては、通常、ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等に顔料もしくは染料を添加したものを用いることができる。まず、これらの樹脂について説明し、次いで遮光性スペーサに用いられる顔料もしくは染料について説明する。
【００４６】
（ｉ）  ＵＶ硬化性樹脂
遮光性スペーサに用いられるＵＶ硬化性樹脂としては、少なくとも１個以上の官能基を有し、光重合開始剤に硬化エネルギー線を照射することにより発生するイオンまたはラジカルによりイオン重合、ラジカル重合を行い分子量の増加や架橋構造の形成を行うモノマーやオリゴマーなどからなるものが用いられる。ここでいう官能基とは、ビニル基、カルボキシル基、水酸基などの反応の原因となる原子団または結合様式である。
【００４７】
このようなモノマー、オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコンアクリレートなどのアクリル型、および不飽和ポリエステル／スチレン系、ポリエン／スチレン系などの非アクリル系が挙げられるが、中でも、硬化速度、物性選択の幅の広さからアクリル型が好ましい。このようなアクリル型の代表例を以下に示す。
【００４８】
まず、単官能基のものとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ付加物アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートのカプロラクトン付加物、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物アクリレート、ノニルフェノールＥＯ付加物にカプロラクトン付加したアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フルフリルアルコールのカプロラクトン付加物アクリレート、アクリロイルモルホリン、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、４，４−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート、３−メチル−５，５−ジメチル−１，３−ジオキソランのカプロラクトン付加物のアクリレート等を挙げることができる。
【００４９】
また、多官能基のものとしては、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンのアセタール化合物のジアクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル]プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロイロキシジエトキシ）フェニル]メタン、水添ビスフェノールエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロビレンオキサイド付加物トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加物トリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートペンタアクリレート混合物、ジペンタエリスリトールのカプロラクトン付加物アクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、２−アクリロイロキシエチルオスフェート等を挙げることができる。
【００５０】
本発明に用いられるＵＶ硬化性樹脂に含有される光重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものから選択して用いることができる。具体的には、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン系、ベンジル系、ベンゾイン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインベンゾエート系、α−アシロキシムエステル等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類等のイオウ化合物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィノキシド等のリン化合物等を挙げることができる。
【００５１】
（ｉｉ）  熱硬化性樹脂
遮光性スペーサに用いられる熱硬化性樹脂組成物としては、熱エネルギーが付加されることにより硬化し、硬化後の強度がスペーサとしての機能を有するものを挙げることができる。代表例としては、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、メチルフタレート単独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ジエチレングリコールビスアリルカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合体、ポリ（−４−メチルペンテン−１）等を挙げることができる。
【００５２】
本発明において、遮光性スペーサに用いられる顔料もしくは染料としては、上記ＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂に分散または溶解可能なものであり、かつ遮光性スペーサ形成時に遮光しうる光学濃度を得ることが可能な黒色の顔料もしくは染料とすることができる。
【００５３】
具体的には、カーボンブラック、黒色酸化鉄や二酸化マンガン等の金属酸化物といった黒色無機顔料、アニリンブラック等の黒色有機顔料等を挙げることができる。さらに、アゾ系染料、アントラキノン系染料、インジゴイド系染料、フタロシアニン系染料、カルボニウム系染料、キノンイミン系染料、メチン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、ナフタルイミド系染料、ペリノン系染料、ピリリウム系染料、チアピリリウム系染料、アズレニウム系染料、スクアリリウム塩系染料等の染料、および、ジアントラキノン、ハロゲン化銅フタロシアニン、銅フタロシアニン、その他のフタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ピラントロン系顔料等の多環キノン系顔料、インジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ピロール系顔料、ピロロピロール系顔料、アゾ系顔料等の有機顔料といった着色剤において、単独または任意の組合せで混合して黒色となる着色剤であってもよい。
【００５４】
このような遮光性スペーサの形成方法としては、後述するように濡れ性の変化を用いて形成する場合は、インクジェット方式でスペーサ形成用インクを付着させる方法や、ディピング法やスピナー法等を挙げることができ、また濡れ性の変化を用いないで形成する方法として、フォトリソ法を用いることも可能である。
【００５５】
本発明においては、工程数が少なく容易に形成することができることから、遮光性スペーサがインクジェット方式のインクが付着して形成されたものであることが好ましく、特に工程の短縮化等の理由からＵＶ硬化性インクが付着して形成されたスペーサであることが好ましい。
【００５６】
（濡れ性可変層）
上記遮光性スペーサ４がその上に形成される濡れ性可変層３は、その表面の濡れ性を、外からの刺激、例えば物理的刺激、化学的刺激等により変化させることができる層であれば特に限定されるものではない。例えば、酸またはアルカリ等により表面の粗さの状態が変化し、濡れ性が変化する層等であってもよいし、また紫外線や可視光、さらには熱等のエネルギーの照射により濡れ性可変層内の物質が変化して濡れ性が変化する層等であってもよい。
【００５７】
また濡れ性の変化に関しては、刺激が加えられる前が液体との接触角が大きく、刺激が加えられた後に液体との接触角が小さくなるように変化するような濡れ性可変層であってもよいし、また逆に刺激が加えられる前が液体との接触角が小さく、刺激が加えられた後に液体との接触角が大きく変化するような濡れ性可変層であってもよい。
【００５８】
具体的には、後述する光触媒含有層が好ましい例ではあるが、他にも酸やアルカリ等により表面粗さが変化するプラスチックや金属等を挙げることができる。
【００５９】
（光触媒含有層）
本発明においては、この濡れ性可変層が、エネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層であることが好ましい。このように、露光（本発明においては、光が照射されたことのみならず、エネルギーが照射されたことをも意味するものとする。）により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層を設けることにより、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易に濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親インク性領域のパターンを形成することができ、例えば遮光性スペーサが形成される部分のみ容易に親インク性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にカラーフィルタが製造でき、コスト的に有利となるからである。なお、この場合のエネルギーとしては、通常紫外光を含む光が用いられる。
【００６０】
ここで、親インク性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、インクジェット用インクやスペーサ形成用塗料等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥インク性領域とは、液体との接触角が大きい領域領域であり、インクジェット用インクやスペーサ形成用塗料に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００６１】
上記光触媒含有層は、露光していない部分においては、表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が１０度以上、好ましくは表面張力３０dyne/cmの液体との接触角が１０度以上、特に表面張力２０dyne/cmの液体との接触角が１０度以上であることが好ましい。これは、露光していない部分は、本発明においては撥インク性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥インク性が十分でなく、インクやスペーサ形成用塗料が残存する可能性が生じるため好ましくないからである。
【００６２】
また、上記光触媒含有層は、露光すると液体との接触角が低下して、表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が１０度未満、好ましくは表面張力５０dyne/cmの液体との接触角が１０度以下、特に表面張力６０dyne/cmの液体との接触角が１０度以下となるような層であることが好ましい。露光した部分の液体との接触角が高いと、この部分でのインクやスペーサ形成用塗料の広がりが劣る可能性があり、スペーサがうまく形成できなかったり、画素部での色抜け等が生じる可能性があるからである。
【００６３】
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。
【００６４】
本発明に用いられる光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとから構成されていることが好ましい。このような層とすることにより、エネルギー照射によって光触媒の作用で臨界表面張力を高くすることが可能となり、液体との接触角を低くすることができるからである。
【００６５】
このような光触媒含有層における、後述するような酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギーの照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。
【００６６】
本発明において濡れ性可変層として光触媒含有層を用いた場合、光触媒により、バインダの一部である有機基や添加剤の酸化、分解等の作用を用いて、露光部の濡れ性を変化させて親インク性とし、非露光部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。よって、スペーサ形成用塗料やインクジェット方式のインクとの受容性（親インク性）および反撥性（撥インク性）を高めることによって、品質の良好でかつコスト的にも有利なスペーサを具備するカラーフィルタを得ることができる。
【００６７】
本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば酸化チタン（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）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）等を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００６８】
本発明においては、特に酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００６９】
このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、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ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製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ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００７０】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が１００ｎｍを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非露光部の撥インク性が低下し、また露光部の親インク性の発現が不十分となるため好ましくない。
【００７１】
本発明において、光触媒含有層に使用するバインダは、主骨格が上記の光触媒の光励起により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、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００７２】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹnＳｉＸ(4-n)
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで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、また、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。
【００７３】
具体的には、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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；
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；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；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；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；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；および、それらの部分加水分解物；および、それらの混合物を使用することができる。
【００７４】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、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。
【００７５】
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；および
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＳＯ2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）Ｃ2Ｈ4ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
【００７６】
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、光触媒含有層の非露光部の撥インク性が大きく向上し、遮光性スペーサ形成用塗料やインクジェット方式用インクの付着を妨げる機能を発現する。
【００７７】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００７８】
【化１】
2010015184.tif 000003
【００７９】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ1，Ｒ2はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ1、Ｒ2がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００８０】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【００８１】
本発明において光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ  ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ  ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００８２】
また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、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モノマー、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、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、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、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【００８３】
光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００８４】
上記光触媒含有層は、光触媒とバインダを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。
【００８５】
（画素部）
上記第１実施態様においては、図１に示すように濡れ性可変層３、中でも上述した光触媒含有層上に画素部５が設けられている。第１実施態様では、上記光触媒含有層に対して露光され、液体との接触角が低い親インク性領域に、インクジェット方式により複数色のインクにより所定のパターンで画素部が形成される。通常画素部は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。この画素部における着色パターン、着色面積は任意に設定することができる。
【００８６】
このような画素部を形成するインクジェット方式のインクとしては、大きく水性、油性に分類されるが、本発明においてはいずれのインクであっても用いることができる。
【００８７】
本発明で用いられる水性インクには、溶媒として、水単独または水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒を用いることがきる。一方、油性インクにはへッドのつまり等を防ぐために高沸点の溶媒をベースとしたものが好ましく用いられる。このようなインクジェット方式のインクに用いられる着色剤は、公知の顔料、染料が広く用いられる。また、分散性、定着性向上のために溶媒に可溶・不溶の樹脂類を含有させることもできる。その他、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤などの界面活性剤；防腐剤；防黴剤；ｐＨ調整剤；消泡剤；紫外線吸収剤；粘度調整剤：表面張力調整剤などを必要に応じて添加しても良い。
【００８８】
また、通常のインクジェット方式のインクは適性粘度が低いためバインダ樹脂を多く含有できないが、インク中の着色剤粒子を樹脂で包むかたちで造粒させることで着色剤自身に定着能を持たせることができる。このようなインクも本発明においては用いることができる。さらに、所謂ホットメルトインクやＵＶ硬化性インクを用いることもできる。
【００８９】
本発明においては、中でもＵＶ硬化性インクを用いることが好ましい。ＵＶ硬化性インクを用いることにより、インクジェット方式により着色して画素部を形成後、ＵＶを照射することにより、素早くインクを硬化させることができ、すぐに次の工程に送ることができる。したがって、効率よくカラーフィルタを製造することができるからである。
【００９０】
このようなＵＶ硬化性インクは、プレポリマー、モノマー、光開始剤及び着色剤を主成分とするものである。プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート、シリコンアクリレート等のプレポリマーのいずれかを特に限定することなく用いることができる。
【００９１】
モノマーとしては、スチレン、酢酸ビニル等のビニルモノマー；ｎ−ヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー；ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピペリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリストールヘキサアクリレート等の多官能アクリルモノマーを用いることができる。上記プレポリマー及びモノマーは単独で用いても良いし、２種以上混含しても良い。
【００９２】
光重合開始剤は、イソブチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、１−フェニル−ｌ，２−プロパジオン−２−オキシム、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、塩素置換ベンゾフェノン、ハロゲン置換アルキル−アリルケトン等の中から所望の硬化特性、記録特性が得られるものを選択して用いることができる。その他必要に応じて脂肪族アミン、芳香族アミン等の光開始助剤；チオキサンソン等の光鋭感剤等を添加しても良い。
【００９３】
（透明基板）
本発明の第１実施態様においては、図１に示すように、透明基板２上に濡れ性可変層３、中でも上述した光触媒含有層が設けられる。
【００９４】
この透明基板としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可とう性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可とう性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。本発明において、透明基板は通常透明なものを用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板でも用いることは可能である。また、透明基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用やガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
【００９５】
（遮光部）
本発明のカラーフィルタは、遮光部の機能を有する遮光性スペーサを具備するものである。したがって、遮光部が形成される部分全てにこの遮光性スペーサを形成する場合は、本発明において遮光部は形成されないことになる。しかしながら、上述したように、本発明においては、遮光部が形成される部分の一部に遮光性スペーサを形成する場合も含むものであるので、この場合は遮光性スペーサと共に遮光部を形成する必要が生じる。
【００９６】
このような遮光部としては、従来より用いられている遮光部を用いることができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されたもの等を用いることができる。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法が用いられる。
【００９７】
また、上記遮光部としては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、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、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗ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等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このよう樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。また、透明基板上に別途濡れ性可変層を設け、この濡れ性可変層の濡れ性の変化したパターンを用いてパターニングすることも可能であるし、上記遮光性スペーサ形成用の濡れ性可変層上に別途エネルギーを照射して、形成するようにしてもよい。
【００９８】
（保護層）
図１においては図示されていないが、第１実施態様においては画素部５上にさらに保護層を形成してもよい。この保護層は、画素部、あるいは、画素部と光触媒含有層に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられるものである。
【００９９】
保護層の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタの表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。保護層は、例えば、公知の透明感光性樹脂、二液硬化型透明樹脂等の中から、透明保護層として要求される光透過率等を有するものを用いて形成することができる。具体的には、耐薬品性・耐熱性に優れたアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。
【０１００】
（透明電極層）
また、図１には示されていないが、第１実施態様においては、画素部５上にさらに透明電極層を形成してもよい。この透明電極層とは、アレイ側の電極に対応する電極であり、例えばＩＴＯ膜やネサ膜等が知られており、全面成膜されたりマスキング方式、リフトオフ方式、レジスト方式等によりパターニングされて形成される。
【０１０１】
２．第２実施態様について
本発明の第２実施態様は、上述したように画素部が、透明基板と遮光性スペーサを形成するための濡れ性可変層との間に形成されている場合であり、具体的には、画素部が透明基板の一方の表面上に形成され、上記濡れ性可変層が上記画素部を覆うように形成され、上記遮光性スペーサがこの濡れ性可変層上であって、上記画素部の境界部分に相当する部位の上方に形成されているカラーフィルタである。
【０１０２】
このようなカラーフィルタは、従来の工程により遮光部の無いカラーフィルタを形成し、この上に濡れ性可変層を設け、そしてこの濡れ性可変層上に遮光性スペーサを精度良く形成することができる。したがって、遮光部およびスペーサを具備しないカラーフィルタの製造工程を大幅に変更することなく、最終工程として濡れ性可変層の塗布工程および遮光性スペーサの形成工程を追加すれば足りるので、従来の工程を活かして本発明のカラーフィルタを製造する場合に好ましい態様であるといえる。また、従来遮光部およびスペーサを二工程で形成していたのに対し、遮光性スペーサを形成することにより、一工程で遮光部およびスペーサの機能を有する遮光性スペーサを形成することができるので、工程の簡略化を図ることが可能である。
【０１０３】
なお、ここでいう画素部の境界部分の上方とは、画素部が形成された面を上側にして透明基板を水平に保持した際の、透明基板の画素部境界部分の鉛直方向上方を意味するものである。
【０１０４】
図２は、本発明のカラーフィルタにおける第２実施態様の一例を示すものである。このカラーフィルタ１は、透明基板２上に設けられた画素部５、さらにこの画素部５の表面を平坦化するために形成された保護層６、およびこの保護層６上に形成された透明電極層７、この透明電極層７上に形成された濡れ性可変層３、濡れ性可変層３上であって画素部５の境界部分上方に形成された遮光性スペーサ４とから概略構成されている。
【０１０５】
この例においては、画素部５上に保護層６および透明電極層７が形成されているが、本実施態様においてはこれに限定されるものではなく、例えば、保護層６によらず、透明電極層７のみを形成することにより画素部５上の面を平坦化することができるのであれば、保護層６を形成する必要はなく、逆に保護層６のみで平坦化して透明電極層７をこの位置に設けないものであってもよい。さらに、画素部５を平坦性が良好に形成できる場合は、この透明電極層７および保護層６が形成されていなくてもよい。この位置に透明電極層７を設けない場合、透明電極層７は、濡れ性可変層３上に形成されてもよい。
【０１０６】
本実施態様においては、上記画素部５が従来より行われている、染色法、顔料分散法（感光性顔料分散法および非感光性顔料分散法）、印刷法および電着法等により形成されたものであってもよい。しかしながら、このような従来の方法は、例えば顔料分散法の場合は感光性レジストインクを用いて、露光、現像、硬化を三色分繰り返して形成しなければならない等の種々の問題がある。したがって、本実施態様においては、この画素部５が濡れ性可変層上に形成され、濡れ性可変層の濡れ性の変化により形成されたものが好ましい。すなわち、本実施態様においては、少なくとも画素部５が図示されていない画素部用濡れ性可変層上に形成されていることが好ましいのである。
【０１０７】
このような画素部用濡れ性可変層としては、上述したように光触媒含有層が好ましく、具体的には上述した光触媒含有層と同様の組成を有するものである。
【０１０８】
本実施態様においても、上述した第１実施態様と同様に遮光部を全て遮光性スペーサにより形成する必要はなく、遮光部の一部を遮光性スペーサとしたものも含まれる。例えば、上述したように、遮光性スペーサを形成する工程を２回行い高さの異なる遮光性スペーサを形成し、高さの高い方を遮光性スペーサとし、高さの低いものを遮光部とするようにしてもよい。また、セルギャップを一定に保つことが可能な間隔で遮光性スペーサを形成し、残りの遮光部が必要な部分に関しては予め透明基板上に遮光部を形成するようにしたものであってもよい。この場合に形成される遮光部は透明基板２上にスパッタ等により形成した単層クロムや低反射クロム等であってもよく、また画素部５同様に画素部濡れ性可変層上に形成された樹脂製ブラックマトリックス等であってもよい。
【０１０９】
この第２実施態様においては、上記遮光性スペーサ４もしくはこの遮光性スペーサ４および図示略の遮光部により形成される開口の幅より、画素部５の幅が大きく形成されているものが好ましい。このように、画素部５の幅が広く形成されていることにより、液晶パネルとした際にバックライト光が画素部が形成されていない部分を通過することがなく、色抜け等の不具合が生じにくくなるからである。
【０１１０】
本実施態様で用いられる透明基板２、濡れ性可変層３、遮光性スペーサ４、画素部５、保護層６，および透明電極層７の材料等に関しては、上記第１実施態様のものと同様であるので、ここでの説明を省略する。
【０１１１】
Ｂ．カラーフィルタの製造方法について
次に、本発明のスペーサが形成されたカラーフィルタの製造方法について、以下に示すいくつかの実施態様を用いて説明する。
【０１１２】
１．第３実施態様について
本発明の第３実施態様は、上記本発明における第１実施態様であるカラーフィルタを製造するための製造方法であり、
（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）この光触媒含有層上に遮光部としての機能を有する遮光性スペーサを形成する工程と、
（３）この遮光性スペーサが形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部用露光部を形成する工程と、
（４）この画素部用露光部にインクジェット方式でインクを付着させて画素部を形成する行程とを有するものである。
【０１１３】
本実施態様における光触媒含有層上でのスペーサの形成方法に関しては種々の方法がある。ここでは、濡れ性の相違によりスペーサを形成した第１の例とフォトリソグラフィー法を用いてスペーサを形成した第２の例とについて説明する。
【０１１４】
２．第３実施態様の第１の例について
上記第３実施態様の第１の例の具体的工程は、
（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）上記光触媒含有層上の遮光性スペーサが形成される部位である遮光性スペーサ形成部にエネルギーを照射して遮光性スペーサ用露光部を形成する工程と、
（３）この遮光性スペーサ用露光部に、遮光性スペーサを形成する工程と、
（４）この遮光性スペーサが形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部用露光部を形成する工程と、
（５）この画素部用露光部にインクジェット方式でインクを付着させて画素部を形成する行程
を含む工程である。これらの各工程について、以下に説明する。
【０１１５】
（各工程の説明）
図３は、上記第３実施態様の第１の例の各工程を説明するためのものである。この例においては、まず、透明基板２に光触媒含有層８が形成される（図３（Ａ））。この光触媒含有層８の形成は、上述したような光触媒とバインダとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布した後、加水分解、重縮合反応を進行させてバインダ中に光触媒を強固に固定することにより形成される。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロルパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましく、塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことかできる。
【０１１６】
このようにして光触媒含有層８が形成された透明基板２に対して、紫外光等のエネルギー９をフォトマスク１０によりパターン照射する。これにより、画素部の境界部分に相当する部位である遮光性スペーサ形成部を、光触媒含有層８内の光触媒の作用により親インク性領域とした遮光性スペーサ用露光部１１が形成される（図３（Ｂ））。
【０１１７】
このようにして形成された遮光性スペーサ用露光部１１内に、インクジェット装置１２を用いて、エネルギー照射により親インク性領域となった遮光性スペーサ用露光部１１内に遮光性スペーサ形成用インク１３を噴射して、インクを付着させる。（図３（Ｃ））。この場合、遮光性スペーサ用露光部１１内は上述したようにエネルギーの照射により液体との接触角の小さい親インク性領域となっており、他の部分は撥インク性であることから、インクジェット装置１２から噴出された遮光性スペーサ形成用インク１３は、遮光性スペーサ用露光部１１内に均一に広がると共に、所定の高さを有する台形形状を形成する。そして、例えばＵＶ硬化性のインクが用いられていた場合は、ＵＶを照射することにより、横断面が台形形状の均一な高さを有する遮光性スペーサ４を形成することができる（図３（Ｄ））。
【０１１８】
ここで用いられる遮光性スペーサ形成用インク１３としては、上述した遮光性スペーサを形成するためのＵＶ硬化性樹脂、光重合開始剤もしくは熱硬化性樹脂、さらには着色剤等を単独もしくは混合溶媒に溶解もしくは分散したもの等を用いることができる。
【０１１９】
このような溶媒としては、Ｎ−メチル−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、３−メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、β−メトキシイソブチル酸メチルエステル、エチル３−エトキシプロピオネート、２−ブトキシエタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、エチルラクテート、合成イソパラフィン系炭化水素、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、２，２，４−トリメチル−１，３ペンタジオール、イソホロン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、Ｎ，Ｎジメチルホルムアマイド、酢酸Ｎプロピル、エチレングリコール、グリセリン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、ノルマルヘキサン、キシレン、トルエン、ｉ−プロパノール、ｉ−ブタノール、ｎ−ブタノール、メタノール、エタノール、１，４−ブタンジオール、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。
【０１２０】
本発明に用いられるインクジェット装置１２としては、特に限定されるものではなく、帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いたインクジェット装置を用いることができる。
【０１２１】
なお、上述した説明では、遮光性スペーサ用露光部１１に遮光性スペーサ形成用インク１３を付着させる手段としてインクジェット装置による方法を挙げたが、本発明ではこの方法に限定されるものではなく、例えばディップコート法や、スピンナー法等の他の手段を用いることも可能である。
【０１２２】
次に、遮光性スペーサ４が形成された光触媒含有層８の全面にエネルギー９を照射することにより、スペーサが形成されていない領域が親インク性領域とされ、画素部用露光部１４とされる（図３（Ｅ））。この画素部用露光部１４内に、インクジェット装置１２を用いてインク１５を噴射して、それぞれ赤、緑、および青に着色する（図３（Ｆ））。この場合、画素部用露光部１４内は上述したようにエネルギーの照射により液体との接触角の小さい親インク性領域となっているため、インクジェット装置１２から噴出されたインク１５は、画素部用露光部１４内に均一に広がる。また、画素部境界部分には遮光性スペーサが形成されているため、インクが混じり合うことがない。
【０１２３】
このようにして画素部用露光部１４内に付着したインクを固化させることにより画素部５が形成される（図３（Ｇ））。本発明において、インクの固化は用いるインクの種類により種々の方法により行われる。例えば、水溶性のインクであれば加熱等することにより水を除去して固化が行われる。
【０１２４】
このインクの固化工程を考慮すると、本発明に用いられるインクの種類としては、インクがＵＶ硬化性インクであることが好ましい。これは、ＵＶ硬化性インクであればＵＶを照射することにより、素早くインクを固化することができるので、カラーフィルタの製造時間を短縮することができるからである。
【０１２５】
上述したように、画素部用露光部１４内のインクは均一に広がっているため、このようにインクを固化した場合、色抜けや色むらのない画素部５を形成することができる。そして、必要に応じてこの上に保護層や透明電極層を設けてもよい。
【０１２６】
このような各工程を行うことにより、図１に示すような本発明の第１実施態様のカラーフィルタ１を製造することができる。
【０１２７】
なお、上記例においては、画素部５の境界部分の全てに遮光性スペーサ４を形成する例を示したが、上述したようにセルギャップを均一に保つことができる間隔で遮光性スペーサ４が形成されていれば、特に画素部の境界部分の全てに遮光性スペーサが形成されている必要はなく、この場合は遮光部と遮光性スペーサとを共に用いる構成となる。
【０１２８】
このように、遮光部を用いる場合は、例えば図３（Ａ）の光触媒含有層８を形成する前に遮光部を形成するようにしてもよいし、光触媒含有層８上へのフォトマスク１０によるパターン照射を別途行い、遮光部を形成するようにしてもよい。
【０１２９】
（照射するエネルギーについて）
本発明においては、光触媒含有層に照射するエネルギーとしては、紫外光を含む光を用いることができる。このような紫外光を含む光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を挙げることができる。この露光に用いる光の波長は４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定することができ、また、露光に際しての光の照射量は、露光された部位が光触媒の作用により親インク性を発現するのに必要な照射量とすることができる。
【０１３０】
エネルギーの照射に際してパターン照射が必要な場合は、上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行うことができるが、他の方法として、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザーを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。しかしながら、このようなレーザを用いた方法は、装置が高価、取り扱いが困難、さらには連続出力ができない等の問題を有する場合がある。
【０１３１】
したがって、本発明においては、光触媒含有層に対し、光触媒反応開始エネルギーを加え、この光触媒反応開始エネルギーが加えられた領域内に反応速度増加エネルギーをパターン状に加えることにより親インク性領域のパターンを形成するようにしてもよい。このようなエネルギーの照射方法を用いてパターンを形成することにより、パターン形成に際して、赤外線レーザ等の比較的安価で取り扱いが容易である反応速度増加エネルギーを用いることができ、これにより上述したような問題が生じないからである。
【０１３２】
このようなエネルギーを加えることにより濡れ性の変化した親インク性領域のパターンが形成できるのは、以下の理由による。すなわち、まずパターンを形成する領域に対して光触媒反応開始エネルギーを加えることにより、光触媒含有層に対する光触媒の触媒反応を開始させる。そして、この光触媒反応開始エネルギーが加えられた領域内に、反応速度増加エネルギーを加える。このように反応速度増加エネルギーを加えることにより、既に光触媒反応開始エネルギーが加えられ、光触媒の触媒作用により反応が開始されている光触媒含有層内の反応が、急激に促進される。そして所定の時間、反応速度増加エネルギーを加えることにより、特性変化層内の特性の変化を所望の範囲まで変化させ、反応速度増加エネルギーが加えられたパターンを濡れ性の変化した親インク性領域のパターンとすることができるのである。
【０１３３】
ａ．光触媒反応開始エネルギーについて
このエネルギー照射方法に用いられる光触媒反応開始エネルギーとは、光触媒が光触媒含有層中の化合物に対して、その特性を変化させるための触媒反応を開始させるエネルギーをいう。
【０１３４】
ここで加える光触媒反応開始エネルギーの量は、光触媒含有層中の濡れ性の変化を急激に生じない程度の量である。加えられる光触媒反応開始エネルギーの量が少ない場合は、反応速度増加エネルギーを加えてパターンを形成する際の感度が低下するため好ましくなく、またこの量が多すぎると、光触媒反応開始エネルギーを加えた光触媒含有層における特性の変化の度合いが大きくなりすぎて、反応速度増加エネルギーを加えた領域との差異が不明確となってしまうため好ましくない。この加えるエネルギーの量に関しては、予めエネルギーを加える量と光触媒含有層中の濡れ性の変化量とを予備実験等を行うことにより決定される。
【０１３５】
この方法における光触媒反応開始エネルギーとしては、光触媒反応を開始させることができるエネルギーであれば特に限定されるものではないが、中でも光であることが好ましい。
【０１３６】
本発明において用いられる光触媒は、そのバンドギャップによって触媒反応を開始する光の波長が異なる。例えば、硫化カドニウムであれば４９６ｎｍ、また酸化鉄であれば５３９ｎｍの可視光であり、二酸化チタンであれば３８８ｎｍの紫外光である。したがって、光であれば可視光であれ紫外光であれ本発明で用いることができる。しかしながら、上述したようにバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易といった理由から光触媒としては二酸化チタンが好適に用いられる関係上、この二酸化チタンの触媒反応を開始させる紫外光を含む光であることが好ましい。具体的には、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲の紫外光が含まれることが好ましい。
【０１３７】
このような紫外光を含む光の光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の種々の紫外線光源を挙げることができる。
【０１３８】
本発明においては、この光触媒反応開始エネルギーが加えられる範囲は、光触媒含有層の一部分であってもよく、例えばこの光触媒反応開始エネルギーをパターン状に加え、さらに後述する反応速度増加エネルギーもパターン状に加えることにより、濡れ性が変化した親インク性領域のパターンを形成することも可能であるが、工程の簡略化、単純化等の理由から、この光触媒反応開始エネルギーをパターンを形成する領域全面にわたって加えることが好ましく、このように全面にわたって光触媒反応開始エネルギーが加えられた領域に反応速度増加エネルギーをパターン状に加えることにより、光触媒含有層上に親インク性領域のパターンを形成するようにすることが好ましい。
【０１３９】
ｂ．反応速度増加エネルギーについて
次に、この方法に用いられる反応速度増加エネルギーについて説明する。この方法に用いられる反応速度増加エネルギーとは、上記光触媒反応開始エネルギーによって開始された光触媒含有層の濡れ性を変化させる反応の反応速度を増加させるためのエネルギーをいう。本発明においては、このような作用を有するエネルギーであればいかなるエネルギーであっても用いることができるが、中でも熱エネルギーを用いることが好ましい。
【０１４０】
このような熱エネルギーをパターン状に光触媒含有層に加える方法としては、光触媒含有層上に熱によるパターンが形成できる方法であれば特に限定されるものではないが、赤外線レーザによる方法や感熱ヘッドによる方法等を挙げることができる。このような赤外線レーザとしては、例えば指向性が強く、照射距離が長いという利点を有する赤外線ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）や、比較的安価であるという利点を有するダイオードレーザ（ＬＥＤ；８３０ｎｍ、１０６４ｎｍ、１１００ｎｍ）等の他、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、炭酸ガスレーザ等を挙げることができる。
【０１４１】
この方法においては、上述した光触媒反応開始エネルギーを加えることにより、光触媒を活性化させて光触媒含有層内の触媒反応による濡れ性の変化を開始させ、この濡れ性の変化が生じた部分に反応速度増加エネルギーを加えてその部分の触媒反応を促進させることにより、反応速度増加エネルギーが加えられた領域と、加えられなかった領域との反応速度の差により、親インク性領域のパターンを形成することができる。
【０１４２】
３．第３実施態様の第２の例について
上記第３実施態様の第２の例の具体的工程は、上記第１の例における（３）および（４）の工程を以下の工程とした以外は、上記第１の例と同様である。
（３）上記光触媒含有層上に、遮光性スペーサを形成するためのレジストを含む遮光性スペーサ層を形成する工程と、
（４）この遮光性スペーサ層に対して、露光・現像を行って、上記光触媒含有層上に遮光部としての機能を有する遮光性スペーサを形成する工程。
【０１４３】
上記第１の例と変更のあった（３）工程および（４）工程について、図４を用いて説明する。
【０１４４】
図４は、上記第２の例の工程（４）までを説明するためのものである。この例においては、まず上記第１の例と同様にして、表面に光触媒含有層８が形成された透明基板２を準備する（図４（Ａ））。透明基板２および光触媒含有層８に関しては上述した例と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１４５】
次いで、上記光触媒含有層８上にレジストを含む遮光性スペーサ形成用塗料１６を均一に塗布する（図４（Ｂ））。ここで用いられるレジストとしては、ネガ型であってもポジ型であってもよく、また光、Ｘ線、電子ビーム等のエネルギー感応性であれば特に限定されるものではない。中でも光硬化性のレジストがその操作の簡易性の観点から好ましい。
【０１４６】
具体的にはネガ型フォトレジストの例としては、光重合開始剤、多官能性重合モノマー、バインダー、必要に応じて熱重合禁止剤からなる光重合型材料、ポリケイ皮酸ビニル、ポリシンナミリデン酢酸ビニル、重クロム酸塩と水溶性ポリマーとの混合物に代表される光架橋型材料、化学増幅系ネガ型のフォトレジストが挙げられる。光重合型材料はビニル基を有するモノマー、オリゴマー、特にビニル基のなかでもアクリロイル基が最もよく使用されるが、具体的な材料名については上述のＵＶ硬化性樹脂の項で記載したモノマー、オリゴマーが挙げられる。
【０１４７】
一方、ポジ型フォトレジストの例としては、ｏ−ナフトキノンジアジド化合物とクレゾール樹脂との混合物、ｏ−ニトロベンジルエステル化合物とアルカリ可溶性バインダーとの混合物、ジヒドロピリジン化合物とノボラック樹脂との混合物、２−ジアゾ−１，３−ジケド化合物、ポリ（ｐ−ホルミロキシスチレン）、光酸発生剤と酸分解性ポリマーで構成される２成分系化学増幅型ポジ型フォトレジスト、光酸発生剤と酸分解性溶解阻止剤とアルカリ可溶性樹脂で構成される３成分系化学増幅型ポジ型フォトレジスト等が挙げられる。
【０１４８】
このようなレジストを含むスペーサ形成用の塗料としては、上述した遮光性スペーサの材料を有機溶剤に溶解したもの等を挙げることができる。
【０１４９】
上記遮光性スペーサ形成用塗料１６を光触媒含有層８上に均一に塗布する方法としては、スピンコート法やバーコート法等を挙げることができる。
【０１５０】
このようにして光触媒含有層８上に遮光性スペーサ形成用塗料１６が均一に塗布された透明基板２上に、その上方からフォトマスク１０を介してエネルギー９を照射する（図４（Ｃ））。このフォトマスク１０は、遮光性スペーサ４が画素部の境界部分の全部もしくは一部に形成されるように設計されたものである。
【０１５１】
エネルギー９がパターン照射された遮光性スペーサ形成用塗料１６を現像することにより、遮光性スペーサ４が光触媒含有層８上に形成される（図４（Ｄ））。その後の工程および照射されるエネルギーや用いられる材料等は、上述した第１の例と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１５２】
４．第４実施態様について
本発明の第４実施態様は、上記本発明における第１実施態様であるカラーフィルタを製造するための製造方法の一つであり、
（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、
（２）この光触媒含有層上の画素部が形成される部位である画素部形成部にエネルギーを照射して画素部用露光部を形成する工程と、
（３）この画素部用露光部に、画素部をインクジェット方式で形成する工程と、
（４）この画素部が形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部境界部分に遮光性スペーサ用露光部を形成する工程と、
（５）この遮光性スペーサ用露光部に遮光性スペーサを形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【０１５３】
（各工程の説明）
図５は、本発明の第４実施態様を説明するためのものである。まず、上記第３実施態様の第１の例と同様にして透明基板２上に光触媒含有層８を形成する（図５（Ａ））。次いで、この光触媒含有層８が形成された透明基板２に対して、紫外光等のエネルギー９をフォトマスク１０によりパターン照射する。これにより、光触媒含有層８上の画素部が形成される部位である画素部形成部を、光触媒含有層８内の光触媒の作用により親インク性領域とした画素部用露光部１４が形成される（図５（Ｂ））。
【０１５４】
このようにして形成された画素部用露光部１４内に、インクジェット装置１２を用いて、エネルギー照射により親インク性領域となった画素部用露光部１４内にインク１５を噴射して、それぞれ赤、緑、および青に着色する（図５（Ｃ））。この場合、画素部用露光部１４内は上述したようにエネルギーの照射により液体との接触角の小さい親インク性領域となっているため、インクジェット装置１２から噴出されたインク１５は、画素部用露光部１４内に均一に広がる。また、露光が行われていない光触媒含有層の領域は、撥インク性領域となっているため、インクはこの領域でははじかれて除去されることになる。このようにして画素部用露光部１４内に付着したインクを固化させることにより画素部５が形成される（図５（Ｄ））。なお、用いられるインクジェット装置、インクの種類等は、上述した実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５５】
そして、このように画素部５が形成された光触媒含有層８上にエネルギー９を全面照射することにより、画素部５の境界部分の光触媒含有層８を親インク性領域の遮光性スペーサ用露光部とする（図５（Ｅ））。なお、上述したように遮光性スペーサ４を画素部５の境界部分全面にわたって形成しない場合は、例えば遮光性スペーサ形成用のフォトマスクを用いてパターン照射し、遮光性スペーサを形成した後、遮光部を形成するようにしてもよい。
【０１５６】
このようにして形成された遮光性スペーサ用露光部に、例えばインクジェット装置１２を用いて遮光性スペーサ形成用インク１３を付着させ（図５（Ｆ））、例えば遮光性スペーサ形成用インク１３がＵＶ硬化性樹脂であればＵＶ照射を行う等して硬化して遮光性スペーサ４を形成する（図５（Ｇ））。
【０１５７】
本実施態様に用いられる材料や部材の形成方法、さらには照射されるエネルギー等については、上述した第３実施態様と同等であるので、ここでは説明を省略する。
【０１５８】
（画素部の形成方法について）
本実施態様においては、上述したように画素部５を一回のエネルギーの照射と露光部へのインクの付着で形成してもよいが、これではインクの付着に際してエネルギーが照射された親インク性領域である画素部用露光部間の距離が短い。したがって、画素部の形成に際してインクが混ざる等の問題が生じる可能性がある。このような問題を回避する方法として、以下に示すようなエネルギー照射および画素部の形成を少なくとも２回に分けて行う方法を挙げることができる。
【０１５９】
すなわち、上記図５（Ｂ）では画素部５に対応する全ての画素部形成部に対してエネルギー照射するようなフォトマスク１０を用いてエネルギー照射を行ったが、まず画素部形成部の一つおきに画素部が形成されるように、エネルギー９を照射するようなフォトマスクを用いて、エネルギーをパターン照射して画素部用露光部１４とする。この画素部用露光部１４にインクジェット装置１２を用いてインク１５を付着させることにより、画素部形成部の一つおきの部分に画素部５を形成する。なお、ここで形成された画素部は、この画素部上に２回目のインクジェット装置によるインクの着色を防止するため、画素部自体が撥インク性であることが好ましく、またその表面をシリコーン化合物や含フッ素化合物等の撥インク処理剤で処理するようにしてもよい。
【０１６０】
そして、画素部５が一つおきに形成された光触媒含有層８側から再度エネルギー９を照射することにより、画素部５の間の画素部形成部を露光して画素部用露光部１４とし、ここにインクジェット装置１２を用いてインク１５を付着させることにより、カラーフィルタを得ることができる。この場合のエネルギー照射は、光触媒含有層８上の遮光性スペーサを形成する部位を残してパターン形成されることが好ましい。
【０１６１】
この方法によれば、各画素部間の距離を少なくするもしくは無くすことも可能であるので、平滑性に優れた着色層（画素部の集合体）を形成することができる。また、第１回目の画素部の形成に際して、形成される画素部の間が広いため、この部分を超えてインクが混じり合うことはない。したがって、インクの混色等の無い高品質なカラーフィルタを得ることができる。
【０１６２】
なお、上述した方法では、一回目で形成する画素部５は一つおきとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、最初に形成される画素部が隣接しないようにするのであれば、例えば千鳥状等、カラーフィルタの画素部の形状によって変更してもよい。また、上述した説明では、２回に分けて画素部を形成するようにしたが、必要であれば、３回もしくはそれ以上の回数で画素部を形成するようにしてもよい。
【０１６３】
（遮光部の形成方法）
上述したように、本発明の特徴である遮光性スペーサは、画素部境界部部分の全てに形成されてもよいが、セルギャップを均一に保てる間隔であれば、画素部境界部分の一部に形成されていてもよく、この場合は他の画素部境界部分には遮光部が形成されることになる。このように遮光性スペーサと遮光部とを共に形成する場合は、図５（Ｄ）に示すように画素部５を形成した後、エネルギーをパターン照射して光触媒含有層上に遮光部用露光部を形成し、これに遮光部形成用インクを付着させて遮光部を形成し、その後全面露光することにより遮光性スペーサ用露光部を形成し、ここに遮光性スペーサ形成用インクを付着させるようにしてもよく、また遮光部と遮光性スペーサとの形成順序を逆にしてもよい。
【０１６４】
さらに、例えば画素部形成前にエネルギーをパターン照射して光触媒含有層上に遮光部用露光部を形成し、ここに予め遮光部を形成しておいてもよい。このように、遮光部と遮光性スペーサとを併用する場合の、光触媒含有層上での画素部、遮光部および遮光性スペーサの形成順序は、特に限定されるものではない。
【０１６５】
５．第５実施態様について
本発明の第５実施態様は、上記本発明における第２実施態様であるカラーフィルタを製造するための製造方法の一つであり、
（１）透明基板上に、複数色でかつ所定のパターンを有する画素部を形成する工程と、
（２）この画素部上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を形成する工程と、
（３）この光触媒含有層上の上記画素部の境界部分上方に相当する部位にエネルギーを照射して、遮光性スペーサ用露光部を形成する工程と、
（４）上記遮光性スペーサ用露光部に遮光性スペーサを形成する工程と
を含むものである。以下、この第５実施態様におけるカラーフィルタの製造方法の各工程について図６を用いて説明する。
【０１６６】
図６は、本発明の第５実施態様の各工程を説明するためのものである。図６（Ａ）に示すように、まず、透明基板２上に画素部５を設ける。この画素部５の形成方法は本発明では特に限定されるものでなく、従来行われているいかなる方法を用いたものであってもよい。
【０１６７】
例えば画素部の形成方法としては、顔料分散法や染色法、電着法等を用いることができる。しかしながら、従来の画素部の形成法は、青、赤、および緑の三色の画素部を形成する際に、それぞれ別途形成する必要性があることから、計３回もの画素部形成工程を行う必要がある等種々の問題点がある。したがって、本発明においては、画素部形成に際して、光触媒含有層上に画素部を形成するようにすることが好ましい。
【０１６８】
これは、このように、光触媒含有層上に画素部を形成することにより、上述した遮光性スペーサの形成と同様に、画素部を形成する領域にエネルギーを照射して画素部形成部を親インク性とし、ここにインクジェット方式で各色のインクを付着させることができる。したがって、一回の露光と着色の工程により画素部を形成することが可能となり、大幅に画素部形成工程を簡略化することが可能となるという利点を有するからである。
【０１６９】
なお、光触媒含有層上に画素部を形成する場合は、上記第４実施態様において説明したように、画素部を例えば一つおきに形成するようにしてもよい（上記第４実施態様の説明中の（画素部の形成方法）参照）。この方法によれば、インクジェット方式でインクを塗布する際に、インクを塗布する画素部用露光部間の幅が広いことから、インクが混ざり合う等の不都合が生じることを防止することができる。
【０１７０】
このようにして透明基板２上に画素部５を形成した後、さらにこの上に保護層６を設け、さらにその上に透明電極層７を塗布する（図６（Ａ））。このように保護層６および透明電極層７を画素部５上に塗布するのは、その上に塗布される光触媒含有層の平坦性を向上させることが可能である点で好ましいからである。
【０１７１】
なお、この場合、透明電極層７のみで平坦性が確保できる場合は、画素部５上に透明電極層７のみを設けるようにしてもよい。本発明においては、この透明電極層７および保護層６の形成は、必須の要件でなく必要無い場合は特にこの部位に設ける必要はない。すなわち、保護層６のみで平坦性を確保するようにした場合は、透明電極層７は後述する光触媒含有層８上に塗布されてもよい。
【０１７２】
また、光触媒含有層上に画素部を形成する場合に、上述したように画素部を２回に分けて塗布した場合等においては、画素部を平坦に形成することができることから、このような場合は特に保護層６および透明電極層７を設ける必要はなく、直に画素部上に光触媒含有層を形成するようにしてもよい。
【０１７３】
本実施態様においては、さらにこの透明電極層７上に光触媒含有層８を形成する（図６（Ｂ））。そしてその後は、第３実施態様の第１の例と同様にして遮光性スペーサ４を光触媒含有層８上に形成する（図６（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ））。
【０１７４】
なお、本実施態様においても、遮光性スペーサは遮光部と併用することが可能であり、上述した実施態様のように、透明基板上に形成された遮光部と併用しても、また光触媒含有層上に形成された遮光部と併用してもよい。
【０１７５】
このような方法で遮光性スペーサを具備するカラーフィルタを製造すれば、従来の工程により遮光部の無いカラーフィルタを形成し、この上に光触媒含有層を設け、そしてこの光触媒含有層上に遮光性スペーサを精度良く形成することができる。したがって、遮光部およびスペーサを具備しないカラーフィルタの製造工程を大幅に変更することなく、最終工程として光触媒含有層の形成工程および遮光性スペーサの形成工程を追加すれば足りるので、従来の工程を活かして遮光性スペーサを有する本発明のカラーフィルタを製造する場合に好ましい態様であるといえる。
【０１７６】
本実施態様においては、照射されるエネルギー、用いられるインクジェット装置や各種インク等に関しては、上述した他の実施態様で説明したものを用いることができるので、ここではその説明を省略する。
【０１７７】
Ｃ．カラー液晶パネルについて
上述したような遮光性スペーサを具備するカラーフィルタと、このカラーフィルタに対向する対向基板とを組み合わせ、この間に液晶化合物を封入することによりカラー液晶パネルが形成される。このようにして得られるカラー液晶パネルは、本発明のカラーフィルタが有する利点、すなわちビーズ状の従来のスペーサを用いた場合に生じる上述したような問題点を解決し、かつ遮光性スペーサを有するため工程の簡略化が図れるという利点を有するカラーフィルタを用いることができるため、液晶ディスプレーのバックライトを透過させたり反射させたりするいわゆる「光漏れ」の現象を引き起すことがなく、かつ低コストでカラー液晶パネルを得ることができる。
【０１７８】
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】
【０１７９】
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳しく説明する。
【０１８０】
１．光触媒含有層の形成
イソプロピルアルコール３０ｇとフルオロアルキルシランが主成分であるＭＦ−１６０Ｅ（（株）トーケムムロダクツ製）０．４ｇとトリメトキシメチルシラン（東芝シリコーン（株）製、ＴＳＬ８１１３）３ｇと、光触媒である酸化チタン水分散体のＳＴ−Ｋ０１（石原産業（株）製）２０ｇとを混合し、１００℃で２０分間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより３倍に希釈し光触媒含有層用組成物とした。
【０１８１】
上記組成物を無アルカリガラスの透明基板（１４．１インチ）上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の熱処理を行うことにより透明な光触媒含有層（厚み０．２μｍ）を形成した。
【０１８２】
２．露光による親インク性領域の形成
この光触媒含有層にフォトマスク（７０μｍの遮光部および４０μｍの開口部のライン＆スペース）を介して水銀灯（３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ2の照度で５０秒間パターン露光を行い、露光部を親インク性領域とした。この親インク性領域である露光部における４０dyne／cmの濡れ指数標準薬（純正化学社製Ｎｏ．４０）との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）した結果、４１度であった。また撥インク性領域である未露光部において同様に測定した結果、７度であった。このように、露光部が親インク性領域となり、未露光部が撥インク性領域であることが確認された。
【０１８３】
３．遮光性スペーサの形成
次にインクジェット装置を用いて、紫外線硬化型モノマー（２官能アクリレートモノマー；日本化薬製ＫＡＹＡＲＡＤＰＥＧ４００ＤＡ）５００ｇ、重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ製ダロキュア１１７３）２５ｇの混合液にカーボンブラック１００ｇを分散したものからなる遮光性スペーサ形成用インクを、上記親インク性領域に付着させこれにＵＶ処理を行い硬化させ遮光性スペーサを形成した。
【０１８４】
４．遮光性スペーサ高さの測定
得られた遮光性スペーサの高さにおける面内精度を触針式膜厚測定装置により測定した。その結果、１４．１インチの面内精度は３±０．１μｍであり、スペーサとして用いるのに充分な高さの精度を有することがわかった。
【符号の説明】
【０１８５】
１  …  カラーフィルタ、
２  …  透明基板、
３  …  濡れ性可変層、
４  …  遮光性スペーサ、
５  …  画素部、
６  …  保護層、
７  …  透明電極層、
８  …  光触媒含有層、
９  …  エネルギー。
【図１】
2010015184.tif 000004
【図２】
2010015184.tif 000005
【図３】
2010015184.tif 000006
【図４】
2010015184.tif 000007
【図５】
2010015184.tif 000008
【図６】
2010015184.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、この透明基板の一方の面側に設けられた複数色を所定のパターンで設けた画素部と、前記透明基板上の前記画素部が形成された面と同一面上に形成され、液晶ディスプレイを構成するもう一方の基板との間隔を一定に保ち、かつ遮光部としての機能を有するスペーサとを少なくとも有するカラーフィルタであって、
前記遮光部としての機能を有するスペーサが濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層上に形成されており、
前記画素部が、前記透明基板と前記スペーサを形成するための前記濡れ性可変層との間に形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記遮光部としての機能を有するスペーサにより形成される開口の幅より、前記画素部の幅が広いことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記光触媒が、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）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項３記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ2）であることを特徴とする請求項４記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記バインダが、ＹnＳｉＸ(4-n)（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記光触媒含有層上における表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において１０度以上であり、エネルギーが照射された部分において１０度未満であることを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
前記スペーサが、インクジェット方式のインクが付着されて形成されたものであり、このインクがＵＶ硬化性インクであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
（１）透明基板上に、複数色でかつ所定のパターンを有する画素部を形成する工程と、
（２）この画素部上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を形成する工程と、
（３）この光触媒含有層上の前記画素部の境界部分上方に相当する部位にエネルギーを照射して、スペーサ用露光部を形成する工程と、
（４）前記スペーサ用露光部に遮光部としての機能を有するスペーサを形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記画素部を形成する工程が、光触媒含有層を用い、この光触媒含有層上の濡れ性の変化により前記画素部を形成する工程であることを特徴とする請求項９記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記画素部の幅が、前記遮光部としての機能を有するスペーサにより形成される開口の幅より広く形成されることを特徴とする請求項９または請求項１０記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記光触媒含有層に照射するエネルギーが、紫外光を含む光であることを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記光触媒含有層に照射するエネルギーが、光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーであり、前記光触媒反応開始エネルギーを照射した部分に前記反応速度増加エネルギーを照射することにより、露光部分を形成することを特徴とする請求項９から請求項１２までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記光触媒反応開始エネルギーが紫外光を含む光であり、前記反応速度増加エネルギーが赤外線レーザにより加えられた熱エネルギーであることを特徴とする請求項１３記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記光触媒含有層上における表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において１０度以上であり、エネルギーが照射された部分において１０度未満であることを特徴とする請求項９から請求項１４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１６】
請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入してなることを特徴とする液晶パネル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、この透明基板の一方の面側に設けられた複数色を所定のパターンで設けた画素部と、上記透明基板上の上記画素部が形成された面と同一面上に形成され、液晶ディスプレイを構成するもう一方の基板との間隔を一定に保ち、かつ遮光部としての機能を有するスペーサ（以下、遮光性スペーサとする場合がある。）とを少なくとも有するカラーフィルタであって、上記遮光性スペーサが濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層上に形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明においては、上記画素部が上記スペーサを形成するための濡れ性可変層上に形成されていてもよい（第１実施態様）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明においては、上記画素部が上記透明基板と上記スペーサを形成するための濡れ性可変層との間に形成されていてもよい（第２実施態様）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記第２実施態様の場合は、上記遮光性スペーサにより形成される開口の幅より、上記画素部の幅が広いことが好ましい。このように画素部の幅を上記開口の幅より広くとることにより、画素部が形成されていない部分をバックライト光が透過する、いわゆる色抜けといった不具合が生じる可能性を低くすることが可能となるからである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明においては、上記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。このように、エネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性の変化する光触媒含有層が形成されれば、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易にこの層の濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親インク性領域を形成とすることができ、上記遮光性スペーサが形成される部分のみ容易に親インク性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にスペーサを有するカラーフィルタが製造でき、コスト的に有利となるからである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明に用いられる光触媒含有層は、上述したように少なくとも光触媒とバインダとからなるものであるが、このうち光触媒は、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）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましい。中でも、酸化チタン（ＴｉＯ2）であることが好ましい。これは、酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
一方、光触媒含有層を構成する他の成分であるバインダは、ＹnＳｉＸ(4-n)（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明においては、上記光触媒含有層上における表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において１０度以上であり、エネルギーが照射された部分において１０度未満であることが好ましい。エネルギーが照射されていない部分は、撥インク性が要求される部分であることから、表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が１０度未満である場合は、撥インク性が十分でなく、インクや遮光性スペーサ形成用塗料等が残存する可能性が生じるため好ましくない。また、エネルギーが照射された部分の表面張力４０dyne/cmの液体との接触角が１０度以上である場合は、この部分でのインクやスペーサ形成用塗料の広がりが劣る可能性があり、画素部での色抜け等が生じる可能性があるからである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、本発明においては、上記遮光性スペーサが、インクジェット方式のインクが付着されて形成されたものであり、このインクがＵＶ硬化性インクをであることが好ましい。インクジェット方式で遮光性スペーサ形成用インクを付着させてスペーサを形成することがきれば、上記遮光性スペーサの形成が容易となるからであり、ＵＶ硬化性インクを用いることにより、インクジェット方式によりスペーサ形成用インクを付着させた後、ＵＶを照射することにより、素早くインクを硬化させることができ、遮光性スペーサの形成が迅速に行えることができるので、効率面で好ましいからである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上述したようなカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入することにより得られる液晶パネルは、工程が簡略化されて手間がかからず、かつ正確な位置に遮光性スペーサが形成されたカラーフィルタを用いた液晶パネルであるので、品質面およびコスト面に優れた液晶パネルとすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、本発明においては、上記目的を達成するために、（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、（２）この光触媒含有層上に遮光性スペーサを形成する工程と、（３）この遮光性スペーサが形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部用露光部を形成する工程と、（４）この画素部用露光部にインクジェット方式でインクを付着させて画素部を形成する行程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第３実施態様とする。）を提供する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記第３実施態様の場合、上記遮光性スペーサを形成する工程が、（ａ）上記光触媒含有層上の遮光性スペーサが形成される部位である遮光性スペーサ形成部にエネルギーを照射して遮光性スペーサ用露光部を形成する工程と、（ｂ）この遮光性スペーサ用露光部に、遮光性スペーサを形成する工程とを含む工程とすることができる。このように、光触媒含有層にエネルギーを照射して濡れ性を変化させてスペーサ用露光部を形成し、これによりスペーサを形成することにより、簡単な工程で上記遮光性スペーサを形成することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
一方、上記第３実施態様の場合、上記遮光性スペーサを形成する工程が、（ａ）上記光触媒含有層上に、遮光性スペーサを形成するためのレジストを含む遮光性スペーサ層を形成する工程と、（ｂ）この遮光性スペーサ層に対して、露光・現像を行って、上記光触媒含有層上に遮光性スペーサを形成する工程とを含む工程とすることもできる。このようにしてスペーサを形成することにより、平坦度や高さの均一性の高い遮光性スペーサを形成することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明は、（１）透明基板上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を設ける工程と、（２）この光触媒含有層上の画素部が形成される部位である画素部形成部にエネルギーを照射して画素部用露光部を形成する工程と、（３）この画素部用露光部に、画素部をインクジェット方式で形成する工程と、（４）この画素部が形成された光触媒含有層にエネルギーを照射して、画素部境界部分にスペーサ用露光部を形成する工程と、（５）このスペーサ用露光部に遮光性スペーサを形成する工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第４実施態様とする。）を提供する。このように、本発明においては、先に画素部を形成し、その後遮光性スペーサを形成するようにしてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、（１）透明基板上に、複数色でかつ所定のパターンを有する画素部を形成する工程と、（２）この画素部上に、エネルギー照射部分の濡れ性が液体の接触角の低下する方向に変化する光触媒含有層を形成する工程と、（３）この光触媒含有層上の上記画素部の境界部分上方に相当する部位にエネルギーを照射して、スペーサ用露光部を形成する工程と、（４）上記スペーサ用露光部に遮光性スペーサを形成する工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法（以下、第５実施態様とする。）を提供する。このような方法で製造すれば、従来のスペーサおよび遮光部を具備しないカラーフィルタの製造工程によりカラーフィルタを形成し、この上に光触媒含有層を設け、そしてこの光触媒含有層上に遮光性スペーサを精度良く形成することができる。したがって、スペーサおよび遮光部を具備しないカラーフィルタの製造工程を大幅に変更することなく、最終工程として光触媒含有層の塗布工程および遮光性スペーサの形成工程を追加すれば足りるので、工程の簡略化が図れると共に、従来の工程を活かして本発明のカラーフィルタを製造することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記第５実施態様の場合、上記画素部を形成する工程が、光触媒含有層を用い、この光触媒含有層上の濡れ性の変化により上記画素部を形成する工程であることが好ましい。このように、画素部を形成する工程が光触媒含有層上の濡れ性の変化により画素部を形成することにより、画素部の形成が精度良くかつ容易に行うことができるからである。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、この第５実施態様の場合、上記画素部の幅が、上記遮光性スペーサにより形成される開口の幅より広く形成されることが好ましい。このように、画素部の幅を遮光性スペーサにより形成される開口の幅より広く形成することにより、バックライト光が画素部を透過することなくカラーフィルタを通過してしまう、いわゆる色抜けといった不具合が生じる可能性を押さえることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明においては、光触媒含有層に照射して露光させるためのエネルギーとしては、通常は紫外光を含む光であることが好ましいが、光描画照射によるパターンの形成等を行う場合は、このエネルギーとして光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーを用い、上記光触媒反応開始エネルギーを照射した部分に上記反応速度増加エネルギーを照射することにより、露光部分を形成するようにしてもよい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明においては、このように光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーの二つのエネルギーを用いる場合は、上記光触媒反応開始エネルギーが紫外光を含む光であり、上記反応速度増加エネルギーが赤外線レーザで加えられる熱エネルギーであることが好ましい。これは、本発明においては二酸化チタンが光触媒として好適に用いられるのであるが、この二酸化チタンのバンドギャップの関係から光触媒反応開始エネルギーとしては紫外光が好ましいからである。また、反応速度増加エネルギーが熱であることが好ましく、この熱エネルギーは赤外線レーザにより加えられることが好ましい。赤外線レーザを用いる方法は、比較的安価でかつ取り扱いが容易であるからである。