(57)【要約】【課題】  インクジェット方式で画素部を形成するにあたり問題となる基板の濡れ性に関して、単一の層で濡れ性の良い部分と悪い部分を形成することが可能であり、かつこの濡れ性の良い部分と悪い部分とのパターンを少ない工程で容易に形成することができ、さらにインクの吸収層が不要で、品質が良好でかつ低コストで製造することができるカラーフィルタおよびその製造方法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、この透明基板上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、上記画素部もしくは画素部および遮光部を形成するために設けられた、濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層とを有することを特徴とするカラーフィルタを解決手段とする。【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、この透明基板上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、前記画素部もしくは前記画素部および前記遮光部を形成するために設けられた、濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層とを有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
少なくとも前記画素部が、前記濡れ性可変層上に設けら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】
前記透明基板上に前記遮光部が形成され、少なくともこの遮光部上と前記透明基板上の前記画素部が形成される部位である画素部形成部とに前記濡れ性可変層が設けられ、さらに前記濡れ性可変層上に前記画素部が設けられていることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記濡れ性可変層上に形成された前記画素部の幅が、前記遮光部により形成される開口部の幅より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】
前記遮光部上に設けられた濡れ性可変層の表面に撥インク性凸部が形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記撥インク性凸部の幅が前記遮光部の幅より狭い幅で形成されてい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】
前記透明基板上に濡れ性可変層が形成されており、この濡れ性可変層上の所定の部位に画素部および遮光部が設けられていることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
前記透明基板上に前記遮光部が設けられ、かつ前記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に濡れ性可変層が設けられ、この濡れ性可変層上に画素部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
前記画素部の境界部分に前記濡れ性可変層が設けら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１０】
前記透明基板上に前記遮光部が形成され、この遮光部上に前記濡れ性可変層が形成され、この濡れ性可変層の間に前記画素部が形成されていることを特徴とする請求項９記載のカラーフィルタ。
【請求項１１】
前記濡れ性可変層の幅が遮光部の幅より狭い幅で形成されていることを特徴とする請求項１０記載のカラーフィルタ。
【請求項１２】
前記透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に前記濡れ性可変層が形成され、この濡れ性可変層上に前記遮光部が形成され、この遮光部の間に前記画素部が形成されていることを特徴とする請求項９記載のカラーフィルタ。
【請求項１３】
前記透明基板上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることを特徴とする請求項８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。
【請求項１４】
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１３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１５】
前記光触媒含有層がフッ素を含み、前記光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、前記光触媒の作用により前記光触媒含有層表面のフッ素含有量がエネルギー照射前に比較して低下するように前記光触媒含有層が形成されていることを特徴とする請求項１４記載のカラーフィルタ。
【請求項１６】
前記光触媒含有層上へのエネルギー照射を行い、フッ素含有量を低下させた部位におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下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。
【請求項１７】
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１４から請求項１６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１８】
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１７記載のカラーフィルタ。
【請求項１９】
前記光触媒含有層表面のフッ素の含有量を、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、Ｔｉ元素を１００とした場合に、フッ素元素が５００以上となる比率でフッ素元素が光触媒含有層表面に含まれている光触媒含有層を有することを特徴とする請求項１８記載のカラーフィルタ。
【請求項２０】
前記バインダがフルオロアルキル基を有す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１４から請求項１９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２１】
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１４から請求項１９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２２】
前記オルガノポリシロキサンを構成する前記珪素化合物の内、フルオロアルキル基を含む珪素化合物が、０．０１モル％以上含まれていることを特徴とする請求項２１記載のカラーフィルタ。
【請求項２３】
前記光触媒含有層上における表面張力４０ｍＮ／ｍ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１４から請求項２２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２４】
前記インクジェット方式により着色された画素部が、ＵＶ硬化性インクを用いたインクジェット方式により着色された画素部であることを特徴とする請求項１から請求項２３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２５】
（１）透明基板上に遮光部を形成する工程と、
（２）前記透明基板上の遮光部が形成された側の面上に、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、
（３）この光触媒含有層上の画素部を形成す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、
（４）この画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
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２６】
前記光触媒含有層を設ける工程の後に、遮光部上の光触媒含有層にエネルギーをパターン照射して撥インク性凸部用露光部を形成し、この撥インク性凸部用露光部に撥インク性凸部を形成する工程を有することを特徴とする請求項２５記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２７】
前記画素部用露光部を形成する工程において、前記遮光部をマスクとして透明基板側から露光することにより画素部用露光部を形成することを特徴とする請求項２５記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２８】
（１）透明基板上にエネルギーの照射によりエネルギー照射部分の濡れ性が液体との接触角が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）前記透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に、エネルギーをパターン照射して遮光部用露光部を形成する工程と、
（３）この遮光部用露光部に遮光部を設ける工程と、
（４）この遮光部が設けられた透明基板にエネルギーを照射することにより、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着色し、画素部を形成する工程と
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２９】
（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）前記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に、エネルギーをパターン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インクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（４）少なくとも前記画素部の境界部分の光触媒含有層にエネルギーを照射する工程と、
（５）前記エネルギーが照射された画素部の境界部分に遮光部を形成する工程と
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造法。
【請求項３０】
（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が低下する方向に変化する光触媒含有層を、前記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に設ける工程と、
（２）前記光触媒含有層が設けられた前記画素部形成部の境界部分に遮光部を設ける工程と、
（３）前記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着色し、画素部を形成する工程と
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３１】
（１）透明基板上に遮光部を形成する工程と、
（２）この遮光部上面に、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、
（３）前記光触媒含有層が設けられていない透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に、インクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
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３２】
（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、透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に設ける工程と、
（２）前記透明基板上の光触媒含有層が形成されていない部分にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（３）少なくとも前記光触媒含有層にエネルギーを照射する工程と、
（４）前記エネルギーが照射された光触媒含有層上に遮光層を形成する工程と
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３３】
前記画素部用露光部を形成した後、そこにインクジェット方式で着色して画素部を形成する工程が、
（ａ）前記光触媒含有層上の画素部を形成する部分の一部にエネルギーをパターン照射して第１画素部用露光部を形成する工程と、
（ｂ）この第１画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、第１画素部を形成する工程と、
（ｃ）前記光触媒含有層上の残りの画素部を形成する部分に露光して第２画素部用露光部を形成する工程と、
（ｄ）この第２画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、第２画素部を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項２５および請求項２９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３４】
前記画素部の幅が、前記遮光部により形成される開口部の幅より広く形成されることを特徴とする請求項２５、請求項２６、および請求項３１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３５】
前記透明基板上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることを特徴とする請求項３０から請求項３２までの内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３６】
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２５から請求項３５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３７】
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２５から請求項３５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３８】
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熱エネルギーであることを特徴とする請求項３７記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３９】
前記熱エネルギーが赤外線レーザにより加えられることを特徴とする請求項３８記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４０】
前記光触媒含有層上における表面張力４０ｍＮ／ｍ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２５から請求項３９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４１】
前記画素部用露光部へのインクジェット方式での着色が、ＵＶ硬化性インクを用いたインクジェット方式による着色であることを特徴とする請求項２５から請求項４０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４２】
請求項１から請求項２４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、画素部をインクジェット方式で着色することにより得られる、カラー液晶ディスプレイに好適な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】
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。
【０００３】
このようなカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。
【０００４】
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
【０００５】
また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
【０００６】
さらに他の方法としては、電着法や、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、およびＢの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、およびＢの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
これらの問題を解決したカラーフィルタの製造方法として、インクジェット方式で着色インクを吹き付けして着色層（画素部）を形成する方法が提案されている（特許文献１）。ここでは、ガラス基板に対し濡れ性の良いインクを用いる場合には、インクに対して濡れ性の悪い物質で予め境界となる凸部を印刷しておく方法や、ガラスに対して濡れ性の悪いインクを使う場合には、インクとの濡れ性の良い材料で予めパターンを形成しておき、インクが定着するのを助ける方法が開示されている。しかしながら、具体的にどのようにして濡れ性の良い材料および濡れ性の悪い材料を塗り分けるかに関しては一切記載されていない。
【０００８】
一方、インクジェット方式で着色インクを吹き付けて着色層（画素部）を形成し、カラーフィルタを製造する別の方法としては、特許文献２に凹部を親インク処理剤で処理する方法が開示されている。この方法では、予め基板上に凸部を形成し、この凸部を撥インク性とした後に、基板全体を親インク処理剤により表面処理するものである。しかしながら、この方法では、親インク処理を行うに際して予め凸部を撥インク性とする必要があることから、撥インク処理および親インク処理の２回の処理を行う必要があるという問題点がある。
【０００９】
また、同じくインクジェット方式で着色層を形成し、カラーフィルタを製造する方法としては、特許文献３、および特許文献４に、基板上にインクの吸収層を設け、この吸収層のインク吸収性を露光部と非露光部とで変化させることにより、着色層（画素部）を形成する方法が記載されている。しかしながら、この方法では、吸収層を形成しインクをこの吸収層に吸収させて着色層を形成するものであるため、インクのドットの中心部と周囲部とで着色に差があり、色むらが生じてしまうという問題がある。また、この吸収層はインクを吸収するというその機能上、必ず所定の厚みが必要であるという問題点もある。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５９−７５２０５号公報
【特許文献２】特開平９−２０３８０３号公報
【特許文献３】特開平８−２３０３１４号公報
【特許文献４】特開平８−２２７０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、インクジェット方式で画素部を形成するにあたり問題となる基板の濡れ性に関して、単一の層で濡れ性の良い部分と悪い部分を形成することが可能であり、かつこの濡れ性の良い部分と悪い部分とのパターンを少ない工程で容易に形成することができ、さらにインクの吸収層が不要で、品質が良好でかつ低コストで製造することができるカラーフィルタおよびその製造方法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】
【００１２】
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、この透明基板上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、上記画素部、もしくは上記画素部および上記遮光部を形成するために設けられた、濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層とを有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１３】
このように、本発明は、画素部を形成するため、もしくは画素部および遮光部を形成するための濡れ性可変層を有するところに特徴を有するものである。したがって、濡れ性可変層の濡れ性の変化を利用して画素部、もしくは画素部および遮光部を精度良く形成することができ、色抜けや色むら等の問題点の無い高品質のカラーフィルタを提供することができる。
【００１４】
この場合、請求項２に記載するように、少なくとも上記画素部が、上記濡れ性可変層上に設けられているような構成としてもよい。このように画素部を濡れ性可変層上に形成することにより、予め濡れ性可変層上の画素部が形成される部位の濡れ性可変層を液体との接触角が小さい親インク性領域とすることができる。この親インク性領域である画素部形成部にインクジェット方式で着色することにより、液体との接触角の小さい親インク性領域である画素部形成部にのみインクが付着し、さらにこの親インク性領域である画素部形成部内に均一にインクが塗布される。したがって、色むらや色抜け等の不具合の無いカラーフィルタを提供することができる。
【００１５】
このように、少なくとも上記画素部が濡れ性可変層上に設けられていれば、請求項３に記載するように、上記透明基板上に上記遮光部が形成され、少なくともこの遮光部上と上記透明基板上の上記画素部が形成される部位である画素部形成部とに上記濡れ性可変層が設けられ、さらにこの濡れ性可変層上に上記画素部が形成されていても（画素部が濡れ性可変層上に形成されており、遮光部上に濡れ性可変層が設けられているカラーフィルタ、以下、第１実施態様とする。）、請求項７に記載するように、上記透明基板上に濡れ性可変層が形成されており、この濡れ性可変層上の所定の部位に画素部および遮光部が設けられていても（画素部および遮光部が濡れ性可変層上に形成されているカラーフィルタ、以下、第２実施態様とする。）、さらには、請求項８に記載するように、上記透明基板上に上記遮光部が設けられ、かつ上記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に濡れ性可変層が設けられ、この濡れ性可変層上に画素部が形成されていてもよい（画素部が濡れ性可変層上に形成されており、遮光部上に濡れ性可変層が形成されていないカラーフィルタ、以下、第３実施態様とする。）。
【００１６】
上記第１実施態様においては、請求項４に記載するように、上記濡れ性可変層上に形成された画素部の幅が、上記遮光部により形成される開口部の幅より広いことが好ましい。このように、遮光部の開口部の幅より広くなるように画素部の幅を形成することにより、画素部が形成されていない部分をバックライト光が通過してしまうといった色抜け等の不具合を防止することができるからである。
【００１７】
本発明においては、さらに請求項５に記載するように、上記遮光部上に設けられた濡れ性可変層の表面に撥インク性凸部が形成されていることが好ましい。このように、遮光部上に設けられた濡れ性可変層の表面に撥インク性凸部を形成することにより、画素部形成部の濡れ性可変層を親インク性領域として画素部を形成する際に、画素部形成部間に撥インク性凸部が形成されているため、着色に際してインクが混ざる等の不具合が生じることがなく好ましい。
【００１８】
この場合、請求項６に記載するように、上記撥インク性凸部の幅が上記遮光部の幅より狭い幅で形成されていることが好ましい。このように遮光部の幅より撥インク性凸部の幅を狭く形成することにより、撥インク性凸部の間に形成される画素部の幅が、遮光部により形成される開口部の幅より広く形成することができ、上述したような効果を得ることができるからである。
【００１９】
一方、本発明のカラーフィルタにおいては、請求項９に記載するように、上記画素部の境界部分に上記濡れ性可変層が設けられているような構成であってもよい。このように、画素部の境界部分の濡れ性可変層上の濡れ性を、液体との接触角が画素部が形成される透明基板上の部分よりも大きい撥インク性領域としておくことにより、画素部を設ける部分（画素部形成部）にインクジェット方式で着色した際、撥インク性を有する画素部の境界部分を超えてインクが移動することは困難であることから、インクの混色等の不具合のないカラーフィルタを提供することができる。またその後、画素部の境界部分の濡れ性可変層を液体との接触角の小さい親インク性領域とすることにより、この画素部境界部分に遮光層を設けたり、また全体に保護層を被覆することを容易に行うことができ、品質の高いカラーフィルタを得ることができる。
【００２０】
この場合、請求項１０に記載するように、上記透明基板上に上記遮光部が形成され、この遮光部上に濡れ性可変層が形成され、この濡れ性可変層の間に画素部が形成されていても（遮光部上に濡れ性可変層が設けられているカラーフィルタ、以下第４実施態様とする。）、請求項１２に記載するように、上記透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に上記濡れ性可変層が形成され、この濡れ性可変層上に遮光部が形成され、この遮光部の間に画素部が形成されていてもよい（濡れ性可変層上に遮光部が形成されているカラーフィルタ、以下、第５実施態様とする。）。
【００２１】
上記第４実施態様においては、請求項１１に記載するように、上記濡れ性可変層の幅が遮光部の幅より狭い幅で形成されていることが好ましい。このように濡れ性可変層の幅が遮光部の幅より狭いことにより、濡れ性可変層の間に形成される画素部の幅が、遮光部の開口部の幅より大きく形成することができる。これにより、色抜け等の不具合を防止することができるからである。
【００２２】
上述した第３実施態様および、上述したような上記画素部の境界部分に上記濡れ性可変層が設けられているようなカラーフィルタの場合は、請求項１３に記載するように、上記透明基板上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましい。これは、上記第３実施態様においては、遮光部用インク等が遮光部形成部内に均一に広がり、精度良く均一な遮光部を形成することが可能となり、また上記画素部の境界部分に濡れ性可変層が設けられているようなカラーフィルタの場合は、画素部が透明基板上の画素部形成部内に均一に広がるため、色むら等の無い品質の良好なカラーフィルタを提供することができるからである。
【００２３】
本発明においては、請求項１４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、例えば画素部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。
【００２４】
上記請求項１４に記載されたカラーフィルタにおいては、請求項１５に記載されているように、上記光触媒含有層がフッ素を含み、上記光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用により上記光触媒含有層表面のフッ素含有量がエネルギー照射前に比較して低下するように上記光触媒含有層が形成されていることが好ましい。
【００２５】
このように、本発明のカラーフィルタは、透明基板上に形成された光触媒含有層上のエネルギー照射部分のフッ素含有量が低下するように構成されているので、エネルギーをパターン照射することにより、フッ素含有量の低下した部分からなるパターンを形成することができる。フッ素含有量が低下するとその部分は、他の部分と比較して親インク性の高い領域となるので、画素部等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り、容易にカラーフィルタを製造することができる。
【００２６】
さらに、請求項１５に記載するカラーフィルタにおいては、請求項１６に記載するように、上記光触媒含有層上へのエネルギー照射を行い、フッ素含有量を低下させた部位におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下であることが好ましい。
【００２７】
このように、上記光触媒含有層上へのエネルギー照射により形成されたフッ素含有量が低い部位におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合、重量基準で１０以下であると、エネルギー照射部分と未照射部分との親インク性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このようなパターンが形成された光触媒含有層に画素部等を形成することにより、フッ素含有量が低下した親インク性領域のみに正確に画素部等を形成することが可能となり、精度良くカラーフィルタを製造することができる。
【００２８】
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１７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１８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。
【００２９】
上記請求項１８に記載された光触媒が酸化チタンであるカラーフィルタの場合は、請求項１９に記載するように、上記光触媒含有層表面のフッ素の含有量を、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン元素を１００とした場合に、フッ素元素が５００以上となる比率でフッ素元素が光触媒含有層表面に含まれている光触媒含有層を有することが好ましい。
【００３０】
この程度の量のフッ素（Ｆ）元素が含まれていれば、エネルギー未照射部分の撥インク性が十分であり、エネルギーを照射してフッ素（Ｆ）元素含有量が低下した部分のパターンを形成し、ここに画素部等を形成する場合に画素部が形成される部分以外の部分にインク等がはみ出すことがなく、より正確にカラーフィルタを製造することができるからである。
【００３１】
一方、請求項１４から請求項１９のいずれかの請求項に記載されたカラーフィルタにおいて、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２０に記載するように、フルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００３２】
本発明のカラーフィルタにおいて、光触媒含有層中にフッ素元素を含有させる方法には種々の方法を挙げることができるが、バインダとしてフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンとすることにより、容易に光触媒含有層中にフッ素元素を含有させることができ、かつエネルギーの照射により、その含有量を容易に低下させることができるからである。
【００３３】
また、同様に請求項１４から請求項１９までのいずれかの請求項に記載されたカラーフィルタにおいて、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２１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。
【００３４】
上記請求項２１に記載されたカラーフィルタにおいては、請求項２２に記載されるように、上記オルガノポリシロキサンを構成する前記珪素化合物の内、フルオロアルキル基を含む珪素化合物が０．０１モル％以上含まれていることが好ましい。
【００３５】
このように、フルオロアルキル基を含む珪素化合物が、０．０１モル％以上含まれていれば、光触媒含有層表面に十分にフッ素元素が含有されることになり、エネルギーが照射されフッ素元素の含有量が低下した光触媒含有層上の親インク性領域と、エネルギーが未照射の光触媒含有層表面における撥インク性領域との濡れ性の差異を大きくすることができることから、親インク性領域に画素部等を形成するに際して、インク等が撥インク性領域にはみ出すことなく正確に付着させることができ、品質の良好なカラーフィルタを製造することができるからである。
【００３６】
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４０ｍＮ／ｍ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２３および請求項４０）。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４０ｍＮ／ｍ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、インクや遮光部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４０ｍＮ／ｍ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遮光部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。
【００３７】
さらに、本発明においては、上記インクジェット方式により着色された画素部が、ＵＶ硬化性インクを用いたインクジェット方式により着色された画素部であることが好ましい（請求項２４および請求項４１）。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、効率面で好ましいからである。
【００３８】
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、上述したようなカラーフィルタの利点、すなわち画素部の色抜けや色むらがなく、かつコスト的に有利であるという利点を有するものである（請求項４２）。
【００３９】
本発明においては、上記目的を達成するために、請求項２５に記載するように、（１）透明基板上に遮光部を形成する工程と、（２）前記透明基板上の遮光部が形成された側の面上に、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、（３）この光触媒含有層上の画素部を形成す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、（４）この画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、画素部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６実施態様とする。）を提供する。
【００４０】
このように、本実施態様では、予め遮光部が形成された透明基板上に光触媒含有層を設け、そしてこの光触媒含有層上の画素部形成部にエネルギーをパターン照射することにより、容易に画素部が形成される部分のみを親インク性とすることができる。したがって、この画素部が形成される画素部用露光部にインクジェット方式でインクを付着することにより、均一にインクが付着した画素部を得ることができ、色抜けがなくかつ色むらのないカラーフィルタを形成することができる。
【００４１】
上記第６実施態様の場合、請求項２６に記載するように、上記光触媒含有層を設ける工程の後に、遮光部上の光触媒含有層にエネルギーをパターン照射して撥インク性凸部用露光部を形成し、ここに撥インク性凸部を形成する工程を有するようにしてもよい。
【００４２】
このように、遮光部上の光触媒含有層上にもエネルギーをパターン照射して撥インク性凸部用露光を設けるものであるので、所定の幅で撥インク性凸部用露光部を形成することができる。したがって、この領域に撥インク性凸部用塗料を塗布等することにより、所定の幅を有する撥インク性凸部を均一な高さで得ることができる。
【００４３】
さらに、本発明の第６実施態様においては、請求項２７に記載するように、上記画素部用露光部を形成する工程において、上記遮光部をマスクとして透明基板側から露光することにより画素部用露光部を形成するようにしてもよい。透明基板側、すなわち遮光部が形成されていない側から全面露光することにより、遮光部の上面に形成された部分の光触媒含有層のみ露光されず、他の部分を露光することができる。したがって、フォトマスク等を用いることなくエネルギーのパターン照射を行うことができるため、コスト的に有利である。
【００４４】
また、本発明は、請求項２８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との接触角が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）上記透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に、エネルギーをパターン照射して遮光部用露光部を形成する工程と、（３）この遮光部用露光部に遮光部を設ける工程と、（４）この遮光部が設けられた透明基板にエネルギーを照射することにより、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着色し、画素部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７実施態様とする。）を提供する。
【００４５】
このように、本実施態様のカラーフィルタの製造方法においては、透明基板上に光触媒含有層を設け、この光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、露光部分の液体との接触角を低下させることができる。したがって、まず遮光部を形成する際に、単に光触媒含有層にエネルギーのパターン照射を行い、遮光部を形成する領域のみ親インク性領域とし、次いでこの部分に遮光部用塗料を塗布する等して遮光部を形成することができる。したがって、従来の遮光部を設ける際に行われていたパターン露光後の現像工程やエッチング工程を行う必要が無いことから効率良く遮光部を形成することができる。また、この後、例えば全面にエネルギーを照射することにより、容易に画素部を形成する領域を親インク性領域とすることができる。したがって、この部分にインクジェット方式で着色すれば、均一にインクが付着した画素部とすることができ、色抜けや色むらのないカラーフィルタを形成することができる。
【００４６】
また、本発明は、請求項２９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）前記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に、エネルギーをパターン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インクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、（４）少なくとも上記画素部の境界部分の光触媒含有層にエネルギーを照射する工程と、（５）上記エネルギーが照射された画素部の境界部分に遮光部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８実施態様とする。）を提供する。
【００４７】
この場合は、透明基板上の少なくとも画素部が形成される部位である画素部形成部と、遮光部が形成される部位である遮光部形成部とに光触媒含有層が形成される。そして、まず、上記画素部形成部に対してエネルギーをパターン照射することにより、この光触媒含有層の画素部形成部を親インク性領域とすることができる。したがって、ここにインクジェット方式でインクを付着させることにより、インクが均一に広がり色むら等が生じない。また、画素部との境界部分である遮光部形成部は、エネルギーが照射されていないことから撥インク性領域のままである。したがって、親インク性領域である画素部形成部に付着されたインクがこの撥インク性領域である遮光部形成部を越えて移動することは困難であるといえる。したがって、インクが混ざる等の問題が生じない。このようにして画素部を形成した後、画素部間の遮光部形成部にエネルギーを照射することにより、この部分を親インク性領域とすることができる。したがって、この部分に例えば遮光部用インクを塗布することにより、容易に遮光部を形成することができる。
【００４８】
さらに本発明は、請求項３０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との接触角が低下する方向に変化する光触媒含有層を、上記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に設ける工程と、（２）上記光触媒含有層が設けられた上記画素部形成部の境界部分に遮光部を設ける工程と、（３）上記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着色し、画素部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９実施態様とする。）を提供する。
【００４９】
この場合は、透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部にまず光触媒含有層が形成される。この光触媒含有層に、エネルギーの照射前の状態で基板表面より液体との接触角が高い材料を用いた場合は、この光触媒含有層が形成された画素部形成部より、画素部形成部間の基板上の遮光部形成部の方が、液体との接触角の小さい親インク性領域となる。この親インク性領域に、例えば遮光部用塗料により遮光部を形成することにより、まず遮光部を容易に形成することができる。次いで、例えばこの遮光部が形成された面全面にエネルギーを照射することにより、画素部形成部を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着色することにより、インクが均一に付着した画素部が得られ、色抜けがなくかつ色むらのないカラーフィルタを形成することができる。
【００５０】
また、本発明においては、請求項３１に記載するように、（１）透明基板上に遮光部を形成する工程と、（２）この遮光部上面に、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、（３）上記光触媒含有層が設けられていない透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に、インクジェット方式で着色し、画素部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１０実施態様とする。）を提供する。
【００５１】
この場合は、まず透明基板上に遮光部を形成し、この遮光部上に光触媒含有層を形成するのであるが、この光触媒含有層に、エネルギーの照射前の状態で透明基板表面より液体との接触角が高い材料を用いた場合は、この光触媒含有層よりその間の画素部形成部の方が、液体との接触角の小さい親インク性領域となり、画素部形成部の境界部分である光触媒含有層が撥インク性領域となる。したがって、インクジェット方式でインクを親インク性領域である画素部形成部に付着させた場合、付着したインクが撥インク性領域である遮光部形成部を越えて移動することは困難である。よって、インクの混色等の問題が生じにくい。
【００５２】
さらに、本発明においては、請求項３２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、透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に設ける工程と、（２）上記透明基板上の光触媒含有層が形成されていない部分にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、（３）少なくとも上記光触媒含有層にエネルギーを照射する工程と、（４）上記エネルギーが照射された光触媒含有層上に遮光層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１１実施態様とする。）を提供する。
【００５３】
この場合は、光触媒含有層を、基板上の遮光部が形成される遮光部形成部に設ける。この光触媒含有層に、エネルギーの照射前の状態で透明基板表面より液体との接触角が高い材料を用いた場合は、この光触媒含有層が形成された遮光部形成部より、その間の画素部形成部の方が、液体との接触角の小さい親インク性領域となり、画素部形成部との境界部分である遮光部形成部は撥インク性領域となる。したがって、インクジェット方式でインクを親インク性領域である画素部形成部に付着させた場合、付着したインクが撥インク性領域である遮光部形成部を越えて移動することはない。よって、インクの混色等の問題が生じない。このようにして画素部を形成した後、画素部間の遮光部形成部の光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、この部分を親インク性領域とすることができる。したがって、この部分に例えば遮光部用インクを塗布することにより、容易に遮光部を形成することができる。
【００５４】
さらにまた、本発明の上記第６実施態様、および第８実施態様においては、請求項３３に記載するように、上記画素部用露光部を形成した後、そこにインクジェット方式で着色して画素部を形成する工程が、（ａ）上記光触媒含有層上の画素部を形成する部分の一部にエネルギーをパターン照射して第１画素部用露光部を形成する工程と、（ｂ）この第１画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、第１画素部を形成する工程と、（ｃ）上記光触媒含有層上の残りの画素部を形成する部分に露光して第２画素部用露光部を形成する工程と、（ｄ）この第２画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、第２画素部を形成する工程とを含むものであってもよい。
【００５５】
すなわち、いずれの実施態様においても画素部用露光部を形成し、この部分にインクジェット方式で着色することにより画素部を形成するのであるが、その画素部の形成に際して、画素部を第１画素部および第２画素部に分けて、それぞれエネルギー照射およびインクジェット方式での着色を行うようにしたものである。
【００５６】
エネルギー照射により親インク性領域とした画素部用露光部をインクジェット方式で着色して画素部を形成する場合、この画素部用露光部間の間隔が狭い場合は、画素部形成に際して画素部間の撥インク性領域等を越えて隣り合う画素部のインクが混合する可能性が生じる。したがって、画素部形成に際して、画素部同士がなるべく離れた状態で形成することが望ましい。上述したように、まず、第１画素部を形成した後、第２画素部を形成する方法をとれば、例えば、第１画素部を形成する際に、画素部を一つおきに形成するようにパターン露光を行うことが可能であり、一回目の画像部の形成に際して隣り合う画素部同士を離れた状態とすることが可能となる。このように、着色する領域の間に比較的広い撥インク性領域を有する状態で第１画素部用露光部を形成して、ここにインクジェット方式で着色することにより、隣り合う画素部のインクが混じり合うという不都合が生じる可能性がなくなる。このようにして設けた第１画素部間に再度エネルギーを照射して、第２画素部用露光部を形成し、ここにインクジェット方式で着色することにより、インクが混合する等の不具合の無いカラーフィルタを形成することができる。
【００５７】
また、本発明の第６実施態様および第１０実施態様においては、請求項３４に記載するように、上記画素部の幅が、上記遮光部により形成される開口部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部により形成される開口部より広くとることにより、バックライト光が画素部以外の部分を通過する可能性を少なくすることができ、色抜け等を防止することができるからである。
【００５８】
さらに、本発明の第９実施態様、第１０実施態様、および第１１実施態様においては、請求項３５に記載するように、上記透明基板上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましい。いずれの実施態様においても、透明基板上と比較して撥インク性を有する光触媒含有層が形成された後、その形成されていない部分に画素部もしくは遮光部を設けるのであるが、表面基板上の濡れ性が表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であれば、液が広がりやすく、例えば画素部であれば均一にインクジェット用のインクが広がるため色むらの無い画素部が得られ、高品質のカラーフィルタとすることができる。
【００５９】
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３６に記載するように、通常は紫外光を含む光であるが、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３７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ようにしてもよい。
【００６０】
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。
【００６１】
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３８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いのであるが、請求項３９に記載するように、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】
【００６２】
本発明は、透明基板と、この透明基板上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、上記画素部もしくは画素部および遮光部を形成するために設けられた、濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層とを有することを特徴とするカラーフィルタである。したがって、濡れ性可変層の濡れ性の変化を利用して画素部もしくは画素部および遮光部を精度良く形成することができ、色抜けや色むら等の問題点の無い高品質のカラーフィルタを低コストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、本発明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、次いでカラーフィルタの製造方法について説明する。
【００６４】
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、この透明基板上にインクジェット方式により複数色を所定のパターンで設けた画素部と、この画素部の境界部分に設けられた遮光部と、上記画素部、もしくは画素部および遮光部を形成するために設けられた、濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層とを有することを特徴とするものである。
【００６５】
本発明は、このように画素部を形成するため、もしくは画素部および遮光部を形成するために設けられた濡れ性可変層を有するものである。したがって、濡れ性可変層の濡れ性を変化させることにより画素部もしくは画素部および遮光部を容易に形成することができるので、高品質なカラーフィルタを低コストで得ることができる。ここで、画素部、もしくは画素部および遮光部を形成するため、とは、画素部、もしくは画素部および遮光部を透明基板上で位置決めするとの意味を含むものである。
【００６６】
このようなカラーフィルタの各要素の具体的な位置関係としては、例えば、少なくとも上記画素部が、上記濡れ性可変層上に設けられたものを挙げることができる。
【００６７】
このように、少なくとも画素部が濡れ性可変層上に設けられているので、予め画素部を設ける部分の濡れ性を液体との接触角が小さい親インク性領域とし、他の部分を液体との接触角が大きい撥インク性領域とすることができる。この画素部を設ける部分にインクジェット方式で着色することにより、液体の接触角の小さい親インク性領域にのみインクが付着するため、画素部全体にインクが均一に行き渡り、画素部においてインクの無い領域や、色むら等が生じることがなく、他の撥インク性領域にインクが付着することがない。
【００６８】
また、本発明のカラーフィルタにおける各要素の別の具体的な位置関係としては、例えば、画素部の境界部分に濡れ性可変層が形成されている例を挙げることができる。この場合は、画素部の境界部分の濡れ性を、画素部を設ける部分の濡れ性よりも悪い撥インク性領域としておくことにより、画素部を設ける部分にインクジェット方式で着色した際、撥インク性を有する画素部の境界部分を超えてインクが移動しにくいため、インクの混合等における不具合のないカラーフィルタを提供することができる。またその後、刺激等を加えて画素部の境界部分の濡れ性可変層を液体との接触角の小さい親インク性領域とすることにより、この画素部境界部分に遮光層を設けたり、また全体に保護層を被覆することを容易に行うことができ、品質の高いカラーフィルタを得ることができる。
【００６９】
以下、このような濡れ性可変層を有する本発明のカラーフィルタについて、いくつかの実施態様を用いて詳細に説明する。
【００７０】
１．第１実施態様について
本発明の第１実施態様は、透明基板上に遮光部が形成され、少なくともこの遮光部上と上記透明基板上の上記画素部が形成される部位である画素部形成部とに濡れ性可変層が設けられ、さらにこの濡れ性可変層上の濡れ性の変化により画素部を精度良く形成できるようにしたカラーフィルタである。これは、濡れ性可変層が画素部を形成するために設けられた例を示すものであり、上述した少なくとも画素部が、濡れ性可変層上に設けられたカラーフィルタの具体例の一つである。
【００７１】
図１は、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上に設けられた遮光部３、さらにこの遮光部３上と、上記透明基板２上の画素部が形成される部位である画素部形成部４とに設けられた濡れ性可変層５と、この濡れ性可変層５上の画素部形成部４に形成された画素部６とを有するものである。ここで画素部形成部４とは、画素部６が形成される透明基板２の表面上の水平方向の位置を示し、透明基板２上であっても濡れ性可変層５上であってもよい。また、遮光部３は、ブラックマトリックスとも称されるもので、画素部６の境界部分に通常形成されるものである。
【００７２】
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５上の画素部形成部４の部分にエネルギーをパターン照射することにより、濡れ性可変層５上の画素部形成部４を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を有する高品質なカラーフィルタとすることができる。
【００７３】
本発明の第１実施態様においては、遮光部３により形成される開口部の幅より、画素部６の幅がより広く形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、このカラーフィルタが実装されてバックライトが当てられた際に、画素部が形成されていない部分をバックライトが透過することが無く、色抜けの無い高品質なカラーフィルタとすることができるからである。
【００７４】
図２は、第１実施態様の他の例を示すものである。この例においては、遮光部３上の濡れ性可変層５上に、撥インク性凸部７が形成されている。このように、この例のカラーフィルタ１には、撥インク性凸部７が形成されているので、画素部形成部４にインクジェット方式でインクを付着させる際に、この撥インク凸部を越えてインクが流れ出ることが無いことから、他の色のインクとの混色することのない画素部を有するカラーフィルタとすることができる。この場合、上記撥インク性凸部７の幅は、特に限定されるものではないが、図２に示すように、遮光部３の幅より狭い幅であることが好ましい。このように構成することにより、画素部６を形成した場合に、画素部６の幅を遮光部３の開口部の幅より広くとることができ、上述したような効果を得ることが可能となる。よって、色抜けの無い高品質なカラーフィルタとすることができるからである。
【００７５】
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。
【００７６】
（濡れ性可変層）
上記濡れ性可変層５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。
【００７７】
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。
【００７８】
（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とすることができ、例えば画素部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。
【００７９】
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遮光部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遮光部用塗料に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００８０】
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４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍ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、インクや遮光部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。
【００８１】
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４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍ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遮光部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。
【００８２】
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。
【００８３】
本発明の光触媒含有層は、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、光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。
【００８４】
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、光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。
【００８５】
このような光触媒の作用を用いて、油性汚れを光照射によって分解し親水化して水により洗浄可能なものとしたり、ガラス等の表面に親水性膜を形成して防曇性を付与したり、あるいは、タイル等の表面に光触媒の含有層を形成して空気中の浮遊菌の数を減少させるいわゆる抗菌タイル等が提案されている。
【００８６】
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、遮光部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カラーフィルタを得ることができる。
【００８７】
また、本発明においてこのような光触媒含有層を用いた場合、この光触媒含有層が少なくとも光触媒とフッ素とを含有し、さらにこの光触媒含有層表面のフッ素含有量が、光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記光触媒含有層が形成されていてもよい。
【００８８】
このような特徴を有するカラーフィルタにおいては、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親インク性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥インク性域内に親インク性領域のパターンを形成することとなる。
【００８９】
したがって、このような光触媒含有層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥インク性領域内に親インク性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親インク性領域のみに画素部等を形成することが容易に可能となり、品質の良好なカラーフィルタとすることができる。
【００９０】
上述したような、フッ素を含む光触媒含有層中に含まれるフッ素の含有量は、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親インク性領域におけるフッ素含有量は、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ましくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ましい。
【００９１】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親インク性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような光触媒含有層に画素部等を形成することにより、フッ素含有量が低下した親インク性領域のみに正確に画素部等を形成することが可能となり、精度良くカラーフィルタを得ることができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【００９２】
このような光触媒含有層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy,  ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。）、蛍光Ｘ線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【００９３】
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）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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
本発明のカラーフィルタは、上述したように光触媒含有層表面にフッ素を含有させ、この光触媒含有層表面にエネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素含有量を低下させ、これにより撥インク性領域中に親インク性領域のパターンを形成し、ここに画素部等を形成して得られるカラーフィルタであってもよい。この場合であっても、光触媒として上述したような二酸化チタンを用いることが好ましいが、このように二酸化チタンを用いた場合の、光触媒含有層中に含まれるフッ素の含有量としては、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合に、フッ素（Ｆ）元素が５００以上、このましくは８００以上、特に好ましくは１２００以上となる比率でフッ素（Ｆ）元素が光触媒含有層表面に含まれていることが好ましい。
【００９８】
フッ素（Ｆ）が光触媒含有層にこの程度含まれることにより、光触媒含有層上における臨界表面張力を十分低くすることが可能となることから表面における撥インク性を確保でき、これによりエネルギーをパターン照射してフッ素含有量を減少させたパターン部分における表面の親インク性領域との濡れ性の差異を大きくすることができ、最終的に得られるカラーフィルタの品質を向上させることができるからである。
【００９９】
さらに、このようなカラーフィルタにおいては、エネルギーをパターン照射して形成される親インク領域におけるフッ素含有量が、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合にフッ素（Ｆ）元素が５０以下、好ましくは２０以下、特に好ましくは１０以下となる比率で含まれていることが好ましい。
【０１００】
光触媒含有層中のフッ素の含有率をこの程度低減することができれば、画素部等を形成するためには十分な親インク性を得ることができ、上記エネルギーが未照射である部分の撥インク性との濡れ性の差異により、画素部等を精度良く形成することが可能となり、品質の良好なカラーフィルタを得ることができる。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
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）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ  ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ  ＣＨ３（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；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ２Ｈ４ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
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、遮光部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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
【化１】
2004163964.tif 000003
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
本発明のカラーフィルタにおいては、このようにオルガノポリシロキサン等の種々のバインダを光触媒含有層に用いることができる。本発明においては、上述したように、このようなバインダおよび光触媒を含む光触媒含有層にフッ素を含有させ、エネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素を低減させ、これにより撥インク性領域内に親インク性領域を形成するようにしてもよい。この際、光触媒含有層中にフッ素を含有させる必要があるが、このようなバインダを含む光触媒含有層にフッ素を含有させる方法としては、通常高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法、比較的弱い結合エネルギーで結合されたフッ素化合物を光触媒含有層に混入させる方法等を挙げることができる。このような方法でフッ素を導入することにより、エネルギーが照射された場合に、まず結合エネルギーが比較的小さいフッ素結合部位が分解され、これによりフッ素を光触媒含有層中から除去することができるからである。
【０１０９】
上記第１の方法、すなわち、高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法としては、上記オルガノポリシロキサンにフルオロアルキル基を置換基として導入する方法等を挙げることができる。
【０１１０】
例えば、オルガノポリシロキサンを得る方法として、上記（１）として記載したように、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を得ることができる。ここで、この方法においては、上述したように上記一般式：
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種以上を、加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この一般式において、置換基Ｙとしてフルオロアルキル基を有する珪素化合物を用いて合成することにより、フルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンを得ることができる。このようなフルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、エネルギーが照射された際、光触媒含有層中の光触媒の作用により、フルオロアルキル基の炭素結合の部分が分解されることから、光触媒含有層表面にエネルギーを照射した部分のフッ素含有量を低減させることができる。
【０１１１】
この際用いられるフルオロアルキル基を有する珪素化合物としては、フルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されるものではないが、少なくとも１個のフルオロアルキル基を有し、このフルオロアルキル基の炭素数が４から３０、好ましくは６から２０、特に好ましくは６から１６である珪素化合物が好適に用いられる。このような珪素化合物の具体例は上述した通りであるが、中でも炭素数が６から８であるフルオロアルキル基を有する上記珪素化合物、すなわちフルオロアルキルシランが好ましい。
【０１１２】
本発明においては、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を上述したフルオロアルキル基を有さない珪素化合物と混合して用い、これらの共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよいし、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を１種または２種以上用い、これらの加水分解縮合物、共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよい。
【０１１３】
このようにして得られるフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンにおいては、このオルガノポリシロキサンを構成する珪素化合物の内、上記フルオロアルキル基を有する珪素化合物が０．０１モル％以上、好ましくは０．１モル％以上含まれていることが好ましい。
【０１１４】
フルオロアルキル基がこの程度含まれることにより、光触媒含有層上の撥インク性を高くすることができ、エネルギーを照射して親インク性領域とした部分との濡れ性の差異を大きくすることができるからである。
【０１１５】
また、上記（２）に示す方法では、撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この場合も同様に、上述した一般式中のＲ１，Ｒ２のいずれかもしくは両方をフルオロアルキル基等のフッ素を含有する置換基とすることにより、光触媒含有層中にフッ素を含ませることが可能であり、またエネルギーが照射された場合に、シロキサン結合より結合エネルギーの小さいフルオロアルキル基の部分が分解されるため、エネルギー照射により光触媒含有層表面におけるフッ素の含有量を低下させることができる。
【０１１６】
一方、後者の例、すなわち、バインダの結合エネルギーより弱いエネルギーで結合したフッ素化合物を導入させる方法としては、例えば、低分子量のフッ素化合物を導入させる場合は、例えばフッ素系の界面活性剤を混入する方法等を挙げることができ、また高分子量のフッ素化合物を導入させる方法としては、バインダ樹脂との相溶性の高いフッ素樹脂を混合する等の方法を挙げることができる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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かできる。
【０１２１】
（画素部）
上記第１実施態様においては、図１および図２に示すように濡れ性可変層５、中でも上述した光触媒含有層上に画素部６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。
【０１２２】
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が、表面張力の関係から水をベースとした水性のインクが好ましい。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
（遮光部）
本発明の第１実施態様においては、図１および図２に示すように透明基板２上であって、上記画素部形成部４の境界部分に遮光部３が形成されている。
【０１３０】
第１実施態様における遮光部は、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を用いることができる。
【０１３１】
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。
【０１３２】
（透明基板）
本発明の第１実施態様においては、図１および図２に示すように、透明基板２上に上記遮光部３や濡れ性可変層５、中でも上述した光触媒含有層が設けられる。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（撥インク性凸部）
本発明の第１実施態様においては、図２に示すように、遮光部３上部を覆う濡れ性可変層５上に撥インク性凸部７を形成してもよい。このような撥インク性凸部の組成は、撥インク性を有する樹脂組成物であれば、特に限定されるものではない。また、特に透明である必要はなく、着色されたものであってもよい。例えば、ブラックマトリックス（遮光部）に用いられる材料であって、黒色の材料を混入しない材料等を用いることができる。具体的には、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、セルロース等の水性樹脂を１種または２種以上混合した組成物や、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挙げることができる。本発明においては、取扱性および硬化が容易である点等の理由から、光硬化性樹脂が好適に用いられる。また、この撥インク性凸部は、撥インク性が強いほど好ましいので、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したものでもよい。
【０１３５】
上記第１実施態様における撥インク性凸部の高さは、上述したようにインクジェット法により着色する際に、インクが混色することを防止するために設けられるものであることからある程度高いことが好ましいが、カラーフィルタとした場合の全体の平坦性を考慮すると、画素部の厚さに近い厚さであることが好ましい。具体的には、吹き付けるインクの堆積量によっても異なるが、通常は０．１〜２μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３６】
（保護層）
図１または図２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６上にさらに保護層を形成してもよい。この保護層は、カラーフィルタを平坦化するとともに、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
２．第２実施態様について
本発明の第２実施態様は、透明基板上に濡れ性可変層が全面にわたり形成されており、この濡れ性可変層上の所定の部位に画素部および遮光部が設けられているカラーフィルタである。これは、濡れ性可変層が画素部および遮光部を形成するために設けられた例を示すものであり、上述した少なくとも画素部が、濡れ性可変層上に設けられたカラーフィルタの具体例の一つである。
【０１３９】
図３は、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上に設けられた濡れ性可変層５、この濡れ性可変層５上に形成された遮光部３および画素部６、この画素部６および遮光部３上に形成された保護層８とから形成される。
【０１４０】
この第２実施態様のカラーフィルタにおいては、濡れ性可変層５上に画素部６および遮光部３が形成されているが、これは後述する製造方法において詳しく説明するように、画素部６の画素部形成部を先にエネルギー照射等して濡れ性を低下させ、この部分に画素部６を形成した後、遮光部３の遮光部形成部の濡れ性可変層５の濡れ性を低下させ、ここに遮光部３を形成するようにしてもよく、また、逆に先に遮光部形成部の濡れ性を低下させ、遮光部を形成した後、画素部形成部の濡れ性可変層の濡れ性を低下させ、画素部６を形成してもよい。
【０１４１】
いずれの方法で製造するとしても、画素部６が形成される場合は濡れ性可変層の濡れ性が低下した状態の親インク性領域となっているため、インクジェット方式でインクを付着させた場合、この画素部形成部内にインクが均一に広がり、色むらの無いカラーフィルタとすることができる。また画素部にインクジェット方式で着色する際には、その周囲は遮光部３が形成されているか、もしくは濡れ性可変層の濡れ性が変化していない状態、すなわち撥インク性領域となっている。したがって、この部分を超えてインクが混ざり合うことがなく、混色等の不具合の無いカラーフィルタとすることができる。
【０１４２】
この実施態様で用いられる透明基板２、遮光部３、濡れ性可変層５、画素部６、および保護層８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。なお、本実施態様においては、濡れ性可変層上に遮光部を形成するので、濡れ性可変層に予め濡れ性の良い部分を形成しておき、遮光部用塗料をその部分に塗布することにより、容易に遮光部が形成される。したがって、遮光部は溶剤等に上記遮光性微粒子と樹脂とを溶解させた遮光部用塗料により形成されることが好ましいといえる。
【０１４３】
３．第３実施態様について
本発明の第３実施態様は、透明基板上に上記遮光部が設けられ、かつ上記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に濡れ性可変層が設けられ、この濡れ性可変層上に画素部が形成されたカラーフィルタである。これは、濡れ性可変層が画素部および遮光部を形成するために設けられた例を示すものであり、上述した少なくとも画素部が、濡れ性可変層上に設けられたカラーフィルタの具体例の一つである。
【０１４４】
図４は、第３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上に設けられた遮光部３、透明基板２上の上記遮光部３の間の領域である画素部形成部４にパターン状に形成された濡れ性可変層５、この濡れ性可変層５上に形成された画素部６、さらにはこの画素部６および遮光部３上に形成された保護層８とから形成される。
【０１４５】
この実施態様の特徴は、透明基板２上の画素部形成部４上のみに濡れ性可変層が形成されており、遮光部３が形成される遮光部形成部には濡れ性可変層５が形成されていない点にある。このように、第３実施態様においては、画素部形成部４にのみ濡れ性可変層５が形成されているので、濡れ性可変層に刺激を加えて濡れ性を変化させる際に、その刺激を全面にわたって加えればよく、パターン状に刺激を加える必要性がない。したがって、濡れ性可変層形成後の工程を簡略化することができる等の効果を有するものである。
【０１４６】
この実施態様においては、透明基板２上に直に遮光部３を形成するものであるので、透明基板２上は親インク性であることが好ましい。特に濡れ性可変層５をパターン状に形成した後、その間の遮光部形成部に遮光部３を形成する場合は、濡れ性が変化する前の撥インク性領域である濡れ性可変層に対して透明基板２上は親インク性領域としておくことが、遮光部３形成上好ましい。したがって、第３実施態様においては、透明基板２上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましく、さらに好ましくは５度以下、特に好ましくは１度以下である。
【０１４７】
このように、表面が親インク性領域である透明基板としては、親インク性の材料で形成したもの、材料の表面を親インク性となるように表面処理したもの、透明基板上に親インク性の層を形成したもの等があるが、本実施態様においては特に限定されるものではない。
【０１４８】
材料の表面を親インク性となるように表面処理した例としては、アルゴンや水などを利用したプラズマ処理による親インク性表面処理が挙げられ、透明基板上に設ける親インク性の層としては、例えばテトラエトキシシランのゾルゲル法によるシリカ膜等を挙げることができる。
【０１４９】
この実施態様で用いられる透明基板２以外の材料、すなわち遮光部３、濡れ性可変層５、画素部６、および保護層８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。
【０１５０】
４．第４実施態様について
本発明の第４実施態様は、透明基板上に遮光部が形成され、この遮光部上に濡れ性可変層が形成され、この濡れ性可変層の間に画素部が形成されたカラーフィルタである。これは、濡れ性可変層が画素部を形成するために設けられた例を示すものであり、上述した画素部の境界部分に濡れ性可変層が設けらたカラーフィルタの具体例の一つである。
【０１５１】
図５は、本発明の第４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においては、透明基板２上に遮光部３が形成されており、この遮光部３上には濡れ性可変層５が形成されている。さらに、この濡れ性可変層５の間の部分には、画素部６が形成されている。そして、この画素部６および濡れ性可変層５の上側を覆うように保護層８が形成されている。この実施態様においては、濡れ性可変層をパターン状に形成していることから、濡れ性可変層の濡れ性の変化は、全面にわたって刺激を加えればよいので、例えば画素部６の形成等に際してマスク等を利用したエネルギーのパターン照射等を行う必要がなく、工程の簡略化を図ることができる。また、濡れ性可変層５が、画素部６の境界部分にのみ形成されているため、その使用量が極めて少ない。したがって、例えば高価である等の濡れ性変化層をカラーフィルタ上に多量に塗布することに問題がある場合に有効である。
【０１５２】
ここで、この濡れ性可変層５の幅は、遮光部３の幅より狭く形成されていることが好ましい。この濡れ性可変層５の幅が遮光部３の幅より狭いことにより、濡れ性可変層５の間に形成される画素部６の幅が、遮光部３の開口部の幅より大きく形成することができる。これにより、色抜け等の不具合を防止することができるからである。
【０１５３】
また、この実施態様においては、透明基板２上に直に遮光部３および画素部６が形成されるものであるので、透明基板２上は親インク性であることが好ましい。特に画素部６を濡れ性可変層５の間にインクジェット方式で付着させて形成する場合は、この透明基板２上の濡れ性が親インク性であればあるほど、インクが均一に広がりやすく、色むら等の不具合が生じにくい。したがって、第４実施態様においても、第３実施態様と同様に、透明基板２上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましい。
【０１５４】
この実施態様に用いられる材料は、透明基板に関しては、上記第３実施態様と同様であり、その他の材料に関しては上述した第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５５】
５．第５実施態様について
本発明の第５実施態様は、透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に濡れ性可変層が形成され、この濡れ性可変層上に遮光部が形成され、この遮光部の間に画素部が形成されたカラーフィルタである。これは、濡れ性可変層が画素部および遮光部を形成するために設けられた例を示すものであり、上述した画素部の境界部分に濡れ性可変層が設けられたカラーフィルタの具体例の一つである。
【０１５６】
図６は、本発明の第５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においては、透明基板２上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部９に濡れ性可変層５がパターン状に形成され、このパターン状に形成された濡れ性可変層５の間の透明基板２上には、画素部６が形成されている。また、上記濡れ性可変層５上には、遮光部３が形成されている。
【０１５７】
この実施態様においては、濡れ性可変層をパターン状に形成していることから、濡れ性可変層の濡れ性を変化させるには、全面にわたって刺激を加えればよいので、例えば画素部６の形成等に際してマスク等を利用したエネルギーのパターン照射等を行う必要がなく、工程の簡略化を図ることができる。また、第４実施態様と同様に、濡れ性可変層５が画素部６の境界部分、本実施態様の場合は遮光部形成部９にのみ形成されているため、その使用量が少ない。したがって、濡れ性可変層をカラーフィルタ上に多量に形成することに問題がある場合に有効である。
【０１５８】
また、この実施態様においては、上記第４実施態様と同様に、透明基板２上に直に画素部６が形成されるものであるので、透明基板２上は親インク性であることが好ましい。したがって、第５実施態様においても、第３および第４実施態様と同様に、透明基板２上の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましい。
【０１５９】
この実施態様に用いられる材料は、透明基板に関しては、上記第３実施態様と同様であり、その他の材料に関しては上述した第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６０】
Ｂ．カラーフィルタの製造方法について
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について、いくつかの実施態様を用いて説明する。
【０１６１】
１．第６実施態様について
本発明の第６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）透明基板上に遮光部を形成する工程と、
（２）前記透明基板上の遮光部が形成された側の面上に、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、
（３）この光触媒含有層上の画素部を形成す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、
（４）この画素部用露光部にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を有するものである。
【０１６２】
（各工程の説明）
図７は、本発明の第６実施態様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、従来の方法により透明基板２上に遮光部３が形成される（図７（Ａ））。この遮光部３の製造方法は特に限定されるものではなく、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する方法等を挙げることができる。
【０１６３】
次いで、この遮光部３が形成された透明基板２に光触媒含有層５が形成される（図７（Ｂ））。この光触媒含有層５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。
【０１６４】
このようにして光触媒含有層５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１０をフォトマスク１１によりパターン照射する。これにより、光触媒含有層５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５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１２が形成される（図７（Ｃ））。
【０１６５】
このように画素部用露光部１２を形成するためのフォトマスク１１を用いて露光を行う場合は、エネルギーの照射により形成される画素部用露光部１２の幅、すなわち形成される画素部の幅が、遮光部３により形成される開口部の幅よりも広くとるようにすることが好ましい。このようにすることにより、液晶パネルとして完成した後、バックライトが照射された場合に、画素部の形成されていない部分をバックライトが透過する可能性がなくなり、色抜け等の不都合が生じないためである。
【０１６６】
このエネルギーの照射は、図８に示すように透明基板２側から全面露光することにより行うことも可能である。透明基板２側から全面にエネルギーを照射する場合は、図８から明らかなように遮光部３がマスクとしての作用をして、遮光部３が無い部分にのみ露光が行われることになる。この方法によれば、画素部形成用のフォトマスク等を用いることなくエネルギーの照射を行うことができるので、コスト的に有利であるといえる。
【０１６７】
なお、このように透明基板２側からエネルギーを照射する場合は、透明基板２にエネルギーを透過する材料を用いることが好ましく、例えばエネルギーとして紫外光を含む光を用いた場合は、石英等の紫外光を透過す材料を用いることが好ましい。
【０１６８】
このようにして形成された画素部用露光部１２内に、インクジェット装置１３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１２内にインク１４を噴射して、それぞれ赤、緑、および青に着色する（図７（Ｄ））。この場合、画素部用露光部１２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１３から噴出されたインク１４は、画素部用露光部１２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。
【０１６９】
本発明に用いられるインクジェット装置としては、特に限定されるものではないが、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。
【０１７０】
このようにして画素部用露光部１２内に付着したインクを固化させることにより画素部６が形成される（図７（Ｅ））。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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
上述したように、画素部用露光部１２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６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を設けてもよい。
【０１７３】
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を製造することができる。
【０１７４】
（撥インク性凸部について）
本発明の第６実施態様においては、光触媒含有層を設ける工程の後に、遮光部上の光触媒含有層にエネルギーをパターン照射して撥インク性凸部用露光部を形成し、この撥インク性凸部用露光部に撥インク性凸部を形成する工程を有するようにしてもよい。
【０１７５】
この撥インク性凸部を形成する工程について、図９を用いて説明する。上述した図７に示す第６実施態様と同様にして、透明基板２上に遮光部３が形成され、これらを覆うように光触媒含有層５が形成された部材に、撥インク性凸部用マスク１５を介してエネルギーを照射する（図９（Ａ））。このように、撥インク性凸部用マスクを介してエネルギーをパターン照射することにより、遮光部上の光触媒含有層５に撥インク性凸部用露光部１６が形成される。
【０１７６】
この撥インク性凸部用露光部１６に、インクジェット装置１３によりＵＶ硬化性樹脂モノマー等の撥インク性凸部用インク１７を付着させる（図９（Ｂ））。なお、この撥インク性凸部用インクの塗布方法は、インクジェット装置による方法に限られるものでなく、例えばディップコート等他の方法を用いることもできる。
【０１７７】
そして、ＵＶ照射等により撥インク性凸部用インク１７を硬化させることにより、遮光部３上の光触媒含有層５表面に撥インク性凸部７が形成される（図９（Ｃ））。この撥インク性凸部７の幅は、図面に示すように遮光部３の幅より狭くなるように形成されることが好ましい。このように形成することにより、上述したように色抜け等の問題が生じないからである。
【０１７８】
このようにして光触媒含有層５上に撥インク性凸部７が形成された部材に、光触媒含有層５側からエネルギー１０を全面に照射、もしくはパターン照射することにより、撥インク性凸部７が形成された部位以外が露光されて、画素部用露光部となり、その後は上述した方法と同様にして、この部分にインクジェット装置１３を用いてインク１４を付着させ、硬化させることにより画素部６が形成され、撥インク性凸部７が設けられたカラーフィルタを製造することができる（図９（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ））。
【０１７９】
この方法では、遮光部上の光触媒含有層にエネルギーをパターン照射して撥インク性凸部用露光を設けるので、任意の幅で撥インク性凸部を形成することができる。したがって、ここに撥インク性凸部用インクを塗布することにより、任意の幅の撥インク性凸部を形成することができる。よって、撥インク性凸部用マスク１５の幅を調整することにより、上述した遮光部３より幅の狭い撥インク性凸部７を形成することができる。このような遮光部３より幅の狭い撥インク性凸部７を形成することにより、この撥インク性凸部７間に形成される画素部６の幅を遮光部３の開口部の幅より広くすることができるので、色抜け等の不具合の無いカラーフィルタが得られることは、上述した通りである。
【０１８０】
なお、本実施態様では、撥インク性凸部を光触媒含有層の濡れ性の変化により形成しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えばフォトリソ法等により撥インク性凸部を設けたものであってもよい。
【０１８１】
（画素部の形成方法について）
本発明においては、上述した第６実施態様のように、画素部６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、上記第６実施態様では、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。
【０１８２】
図１０は、エネルギー照射および画素部の形成を２回に分けて行った例を示すものである。上述した図７に示す例と同様にして透明基板２上に遮光部３を形成し、この遮光部３を覆うように光触媒含有層５を透明基板２上に形成した部材上に、マスク１１’を用いて、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１０を照射して画素部形成用露光部１２とする（図１０（Ａ））。この画素部用露光部１２にインクジェット装置１３を用いてインク１４を付着させることにより（図１０（Ｂ））、画素部形成部の一つおきの部分に画素部６を形成する（図１０（Ｃ））。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。
【０１８３】
そして、画素部６が一つおきに形成された光触媒含有層５側から再度エネルギー１０を照射することにより、画素部６の間の画素部形成部を露光して画素部形成用露光部１２とし、ここにインクジェット装置１５を用いてインク１４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（図１０（Ｄ））。
【０１８４】
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。
【０１８５】
なお、上述した方法では、一回目で形成する画素部６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。
【０１８６】
（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。
【０１８７】
エネルギーの照射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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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の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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
２．第７実施態様について
本発明の第７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）透明基板上にエネルギー照射部分の濡れ性が液体との接触角が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）上記透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に、エネルギーをパターン照射して遮光部用露光部を形成する工程と、
（３）この遮光部用露光部に遮光部を設ける工程と、
（４）この遮光部が設けられた透明基板にエネルギーを照射することにより、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着色し、画素部を形成する工程と
を含むものである。
【０２００】
図１１は、本発明の第７実施態様の各工程を説明するためのものである。図１１（Ａ）に示すように、まず、透明基板２上に光触媒含有層５を形成する。この光触媒含有層５の形成は、上述した第６実施態様と同様にして行うことができる。
【０２０１】
次に、光触媒含有層５の遮光部形成部に遮光部用フォトマスク１９を用いてエネルギー１０をパターン照射し、遮光部用露光部２０を形成する。この遮光部用露光部２０は、光触媒含有層５内の光触媒の作用により液体との接触角を低くした部位であり、親インク性領域を形成するものである。（図１１（Ｂ））。
【０２０２】
このエネルギー１０については、上記第６実施態様と同様であり、紫外光のみならず他のエネルギーをも含むものである。
【０２０３】
そして、遮光部用塗料２１をインクジェット装置１３により遮光部用露光部２０に付着させた後、硬化させて遮光部３を形成する（図１１（Ｃ））。遮光部用露光部２０上への遮光部用塗料２１の塗布は、上記インクジェット装置を用いる方法の他、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコ−ト等の公知の塗布方法により行うこともできる。この場合、塗布された遮光部用塗料１０は、高い液体との接触角を有する、遮光部用露光部２０以外の光触媒含有層５の撥インク性領域ではじかれて除去され、液体との接触角が低い親インク性領域である遮光部用露光部２０のみに選択的に付着する。
【０２０４】
さらに、遮光部３の形成を真空薄膜形成方式により行ってもよい。すなわち、露光後の光触媒含有層５上に蒸着法等により金属薄膜を形成し、遮光部用露光部２０以外の光触媒含有層５と、遮光部用露光部２０との接着力の差を利用して、粘着テープを用いた剥離、溶剤処理等によりパターン化して遮光部３を形成することができる。
【０２０５】
次に、遮光部３が形成された光触媒含有層５上を全面もしくはパターン状にエネルギー１０を照射する。これにより遮光部３が形成されていない部分が光触媒含有層５中の光触媒の作用により親インク性領域の画素部用露光部となる（図１１（Ｄ））。
【０２０６】
次いで、インクジェット装置１３により、露光により親インク性領域となった画素部用露光部内にインク１４を噴射して、それぞれ赤、緑、および青に着色する（図１１（Ｅ）。この場合、画素部用露光部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１３から噴出されたインク１４は、画素部用露光部内に均一に広がる。
【０２０７】
このようにして画素部用露光部１１内に付着したインクを固化させることにより遮光部３の間に画素部６が形成される（図１１（Ｆ））。さらに必要であれば、この上に保護層を形成してもよい。
【０２０８】
このような方法でカラーフィルタを製造すると、上述したように、画素部用露光部１１内のインクは均一に広がっているためインク１４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、高品質のカラーフィルタを得ることができる。
【０２０９】
３．第８実施態様について
本発明の第８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他の方法であり、
（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）前記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に、エネルギーをパターン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インクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（４）少なくとも上記画素部の境界部分の光触媒含有層にエネルギーを照射する工程と、
（５）上記エネルギーが照射された画素部の境界部分に遮光部を形成する工程と
を含むものである。
【０２１０】
図１２は、この第８実施態様を説明するためのものであり、第７実施態様と同様に、まず光触媒含有層５を片面に形成された透明基板２を形成する（図１２（Ａ））。この透明基板２の光触媒含有層５が形成された側から、マスク１１を介してエネルギー１０をパターン照射する（図１２（Ｂ））。エネルギーが照射され親インク性領域となった画素部用露光部にインクジェット装置１３を用いてインク１４を付着させ、画素部６を形成する（図１２（Ｃ））。
【０２１１】
この画素部６の形成に際しては、上記第６実施態様で説明した、エネルギーの照射および画素部の形成を２回以上に分けて形成する方法を用いてもよい。画素部６を形成する際に、画素部６間の撥インク性領域が狭いため、インクが混じり合う可能性があるからである。
【０２１２】
このようにして画素部６が形成された面に、エネルギー１０を全面もしくはパターン照射して、画素部６間の撥インク性領域を親インク性領域に変化させる（図１２（Ｄ））。そして、この画素部６の境界部分に、例えばインクジェット装置１３により遮光部用塗料２１を付着させ（図１２（Ｅ））、硬化させることにより、遮光部３を形成することができる（図１２（Ｆ））。そして、必要に応じて表面に保護層を形成することによりカラーフィルタを得ることができる。
【０２１３】
ここで用いられるエネルギー、インクジェット装置、さらには各種インク等に関しては、上述した第６実施態様と同様であるのでここでは説明を省略する。
【０２１４】
４．第９実施態様について
本発明の第９実施態様は、上記本発明における第３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との接触角が低下する方向に変化する光触媒含有層を、上記透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に設ける工程と、
（２）上記光触媒含有層が設けられた上記画素部形成部の境界部分に遮光部を設ける工程と、
（３）上記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着色し、画素部を形成する工程と
を含むものである。
【０２１５】
この方法について、図４を用いて説明する。まず、透明基板２上の画素部が形成される部位に光触媒含有層５が形成される。すなわち、この方法では、まず光触媒含有層５が透明基板上にパターン状に形成されるのである。このように光触媒含有層をパターン状に形成する方法としては、例えば感光性のゾルゲル溶液を用いて、フォトリソ法により形成する方法や、印刷による方法等を挙げることができる。
【０２１６】
このようにして形成した光触媒含有層５が形成された透明基板２の、光触媒含有層５が形成されていない部分（遮光部形成部）に、例えばインクジェット装置等を用いて、遮光部用塗料等により、遮光部３を形成する。この際、透明基板２の表面の濡れ性は、光触媒含有層５表面の濡れ性に比較して、親インク性とされている。したがって、遮光部３を形成する際に、撥インク性を示す光触媒含有層上に遮光部用塗料等は付着せずに、透明基板２上の遮光部形成部にのみ付着して遮光部が形成される。
【０２１７】
本実施態様においては、透明基板２上の濡れ性が親インク性であることが好ましく、具体的には、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましく、さらに好ましくは、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として５度以下、特に好ましくは１度以下であることである。
【０２１８】
このようにして遮光部３が形成された後、光触媒含有層５に対しエネルギーを照射して、この部分を親インク性領域とする。そして、親インク性領域とした光触媒含有層上にインクジェット装置等を用いて画素部６を形成し、さらに必要に応じて保護層を形成することにより、カラーフィルタを形成することができる。
【０２１９】
この実施態様においても、照射されるエネルギーや、インクジェット装置、各種インクに関しては、先に説明した実施態様と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０２２０】
５．第１０実施態様について
本発明の第１０実施態様は、上記本発明における第４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）透明基板上に遮光部を形成する工程と、
（２）この遮光部上面に、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、
（３）上記光触媒含有層が設けられていない透明基板上の画素部が形成される部位である画素部形成部に、インクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と
を含むものである。
【０２２１】
この方法について、図１３を用いて説明する。まず、透明基板２上に遮光部３が形成される（図１３（Ａ））。次いで、この遮光部３上に光触媒含有層５がパターン状に形成される（図１３（Ｂ））。ここで、遮光部３および光触媒含有層５をパターン状に形成する方法は、上述した実施態様と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０２２２】
ここで、本実施態様においては、この光触媒含有層５の幅が遮光層３の幅より狭く形成されることが好ましい。光触媒含有層５の幅を、遮光層３の幅より狭く形成することにより、この後の工程で光触媒含有層５間に形成される画素部の幅が、この遮光部３により形成される開口部の幅より広くなるため、上述したように、色抜け等の問題が生じにくいからである。
【０２２３】
そして、上記光触媒含有層間にインクジェット装置１３を用いてインク１４を付着させることにより、画素部６が形成される（図１３（Ｃ））。この際、インク１４は直接透明基板２上に付着されるものであるので、透明基板２上は親インク性領域であることが好ましく、具体的には、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましく、さらに好ましくは、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として５度以下、特に好ましくは１度以下であることである。このように、透明基板２上を親インク性領域とすることにより、インク１４が透明基板上に均一に行き渡り、色むら等の不具合が生じないからである。
【０２２４】
このように、画素部６が形成された後、画素部６が形成された側にエネルギー１０を照射することにより（図１３（Ｄ））、必要に応じて設けられる保護層８の形成が容易となる（図１３（Ｅ））。
【０２２５】
この実施態様においても、照射されるエネルギーや、インクジェット装置、各種インクに関しては、先に説明した実施態様と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０２２６】
６．第１１実施態様について
本発明の第１１実施態様は、上記本発明における第５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、透明基板上の遮光部が形成される部位である遮光部形成部に設ける工程と、
（２）上記透明基板上の光触媒含有層が形成されていない部分にインクジェット方式で着色し、画素部を形成する工程と、
（３）少なくとも上記光触媒含有層にエネルギーを照射する工程と、
（４）上記エネルギーが照射された光触媒含有層上に遮光層を形成する工程と
を含むものである。
【０２２７】
この方法について、図６を用いて説明すると、まず透明基板２上に光触媒含有層５をパターン状に形成する。この光触媒含有層５をパターン状に形成する方法は、上記第９実施態様で用いた方法により行うことができる。この光触媒含有層５を形成する位置は、遮光部３が形成される部位である遮光部形成部９である。次いで、この光触媒含有層５が形成されていない部分、すなわち画素部が形成される画素部形成部にインクジェット装置等を用いてインクを付着させ画素部６を形成する。この際、上記第１０実施態様と同様の理由から、透明基板上の濡れ性は、親インク性領域であることが好ましく、具体的には、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として１０度未満であることが好ましく、さらに好ましくは、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角として５度以下、特に好ましくは１度以下であることである。
【０２２８】
そして、光触媒含有層５をエネルギー照射により親インク性とした後、この光触媒含有層５上に遮光部３を形成する。そして最後に必要に応じて保護層８が形成される。
【０２２９】
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。
【０２３０】
Ｃ．カラー液晶パネルについて
このようにして得られたカラーフィルタと、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、色抜けや色落ちが無く、コスト的に有利であるという利点を有するものである。
【０２３１】
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】
【０２３２】
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。
【０２３３】
［実施例１］
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（トーケムプロダクツ（株）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であるＳＴ−Ｋ０１（石原産業（株）製）２０ｇとを混合し、１００℃で２０分間撹拌した。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。
【０２３４】
上記組成物をソーダガラス製の透明基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥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。
【０２３５】
２．露光による親インク性領域の形成の確認
この光触媒含有層にマスクを介して水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で５０秒間パターン露光を行い、露光部を形成し、非露光部及び露光部との液体との接触角を測定した。非露光部においては、表面張力３０ｍＮ／ｍの液体（純正化学株式会社製、エチレングリコールモノエチルエーテル）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、３０度であった。また露光部では、表面張力５０ｍＮ／ｍの液体（純正化学株式会社製、ぬれ指数標準液Ｎｏ．５０）との接触角を同様にして測定した結果、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、露光部と非露光部との濡れ性の相違によるパターン形成が可能なことが確認された。
【０２３６】
３．遮光部の形成
次に、上記と同様にして同様の透明基板上に光触媒含有層を形成した。この光触媒含有層を、マトリックス状の開ロパターン（開口線幅３０μｍ）を設けた遮光部用のマスクを介して水銀灯（波長３６５ｎｍ）により露光（７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で５０秒間）して、遮光部用露光部を親インク性領域（表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角に換算して７度以下）とした。
【０２３７】
一方、下記組成の混合物を９０℃に加熱して溶解し、１２０００ｒｐｍで遠心分離を行い、その後、１μｍのグラスフィルタでろ過した。得られた水性着色樹脂溶液に、架橋剤として重クロム酸アンモニウムを１重量％添加して、遮光部用塗料を調製した。
・カーボンブラック（三菱化学（株）製＃９５０）  …  ４重量部
・ポリビニルアルコール                          …  ０．７重量部
（日本合成化学（株）製ゴーセノールＡＨ−２６）
・イオン交換水                                  …９５．３重量部
次に、上記の遮光部用塗料をブレードコーターにより光触媒含有層上に全面塗布した。このように塗布された遮光部用塗料は、光触媒含有層の非露光部ではじかれ、遮光部用露光部のみに選択的に付着した。その後、６０℃、３分間の乾燥を行い、水銀ランプで露光することにより、遮光部用塗料を硬化させ、さらに、１５０℃、３０分間の加熱処理を施して遮光部を形成した。
【０２３８】
４．画素部の形成
次に、遮光部が形成された光触媒含有層上に全面露光し、画素部用露光部を親インキ性とした。次に、インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、親インク性とした画素部用露光部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させた。ここで、赤色、緑色、および青色の各インクについて、溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエチルアセテート、重合開始剤としてはイルガキュア３６９（商品名、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ（株）製）、ＵＶ硬化樹脂としてはＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製）を用いた。また、顔料としては、赤色インクについてはC. I. Pigment Red 177、緑色インクについてはC. I. Pigment Green 36、青色インクについてはC. I. Pigment Blue 15 + C. I. Pigment Violet 23をそれぞれ用いた。
【０２３９】
５．保護層の形成
保護層として、２液混合型熱硬化剤（日本合成ゴム（株）製ＳＳ７２６５）をスピンコーターにより塗布し、２００℃、３０分間の硬化処理を施し保護層を形成し、カラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタは、画素部の色ぬけや色むらのない高品質のものであった。
【０２４０】
［実施例２］
１．光触媒含有層の形成
スパッタリング法によりクロムで遮光層が形成された透明基板上に、実施例１と同様の光触媒含有層を同様にして形成した。
【０２４１】
２．画素部の形成
次に、光触媒含有層側から画素部用マスクを介して、水銀灯（波長３６５ｎｍ、７０ｍＷ／ｃｍ２）により５０秒間パターン露光を行い、画素部用露光部を親インク性領域（表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角に換算して７度以下）とした。
【０２４２】
この画素部用露光部に、インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、親インク性とした画素部用露光部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させた。ここで、赤色、緑色、および青色の各インクについて、溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエチルアセテート、重合開始剤としてはイルガキュア３６９（商品名、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ（株）製）、ＵＶ硬化樹脂としてはＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製）を用いた。また、顔料としては、赤色インクについてはC. I. Pigment Red 177、緑色インクについてはC. I. Pigment Green 36、青色インクについてはC. I. Pigment Blue 15 + C. I. Pigment Violet 23をそれぞれ用いた。
【０２４３】
３．保護層の形成
保護層として、２液混合型熱硬化剤（日本合成ゴム（株）製ＳＳ７２６５）をスピンコーターにより塗布し、２００℃、３０分間の硬化処理を施し保護層を形成し、カラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタは、実施例１のものと同様に画素部の色ぬけや色むらのない高品質のものであった。
【０２４４】
［実施例３］
１．光触媒含有層の形成
イソプロピルアルコール３ｇ、フルオロアルキルシラン（トーケムプロダクツ（株）製；ＭＦ−１６０Ｅ（商品名）、Ｎ−[３−（トリメトキシシリル）プロピル]−Ｎ−エチルパーフルオロオクタンスルホンアミドのイソプロピルエーテル５０重量％溶液）０．０１４ｇ、酸化チタンゾル（石原産業（株）製；ＳＴＳ−０１（商品名））２ｇ、シリカゾル（日本合成ゴム（株）製；グラスカＨＰＣ７００２（商品名））０．６ｇ、およびアルキルアルコキシシラン（日本合成ゴム（株）製；ＨＰＣ４０２II（商品名））０．２ｇを混合し、１００℃で２０分間撹拌した。この溶液を厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上にスピンコーティング法によりコートし、厚さ０．１５μｍの光触媒含有層を得た。
【０２４５】
２．露光による親インク性領域の形成およびフッ素量の低減の確認
この光触媒含有層表面に格子状のフォトマスクを介して超高圧水銀ランプにより７０ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の照度で２分間紫外線照射を行い、ｎ−オクタン（表面張力２１ｍＮ／ｍ）に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学製ＣＡ−Ｚ型）により測定した結果、未露光部は５２度であったのに対し、露光部は０度であった。
【０２４６】
未露光部および露光部をＸ線光電子分光装置（V.G.Sientific社ESCALAB220-I-XL）により元素分析を行った。シャリーのバッククラウンド補正、スコフィールドの相対感度係数補正により定量計算を行い得られた結果をチタン（Ｔｉ）を１００とした場合の重量による相対値で示すと、未露光部はチタン（Ｔｉ）１００に対しフッ素（Ｆ）１２７９であるのに対し、露光部ではチタン（Ｔｉ）１００に対しフッ素（Ｆ）６であった。
【０２４７】
これらの結果から、光触媒含有層を露光することにより、光触媒含有層表面のフッ素の割合が減少し、これにより表面が撥インク性から親インク性に変化していることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０２４８】
【図１】本発明のカラーフィルタの第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の第１実施態様の他の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第２実施態様の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの第３実施態様の一例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの第４実施態様の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの第５実施態様の一例を示す概略断面図である。
【図７】本発明のカラーフィルタの製造方法の第６実施態様を説明するための工程図である。
【図８】図７に示すカラーフィルタの製造方法において、画素部の露光方法の他の例を説明するための概略図である。
【図９】図７に示すカラーフィルタの製造方法において、撥インク性凸部の製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】図７に示すカラーフィルタの製造方法において、画素部の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【図１１】本発明のカラーフィルタの製造方法の第７実施態様を説明するための工程図である。
【図１２】本発明のカラーフィルタの製造方法の第８実施態様を説明するための工程図である。
【図１３】本発明のカラーフィルタの製造方法の第１０実施態様を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【０２４９】
１…カラーフィルタ、
２…透明基板、
３…遮光部
４…画素部形成部、
５…濡れ性可変層（光触媒含有層）、
６…画素部、
７…撥インク性凸部、
９…遮光部形成部、
１０…エネルギー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004163964.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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