(57)【要約】【課題】本発明は、容易な工程で高精細なブラックマトリックス等の着色部の形成が可能なカラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する濡れ性変化層を有するカラーフィルタ形成用基板と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、前記濡れ性変化層および前記光触媒含有層が２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射し、前記カラーフィルタ形成用基板上に親水性領域および撥水性領域からなるパターンを形成するパターン形成工程と、前記親水性領域上に湿し水を塗布する湿し水塗布工程と、前記撥水性領域上に着色部を形成する着色部形成工程と、前記湿し水を乾燥させる湿し水乾燥工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。【選択図】　　　図１
2004138811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する濡れ性変化層を有するカラーフィルタ形成用基板と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、前記濡れ性変化層および前記光触媒含有層が２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射し、前記カラーフィルタ用基板上に親水性領域および撥水性領域からなるパターンを形成するパターン形成工程と、
前記親水性領域上に湿し水を塗布する湿し水塗布工程と、
前記撥水性領域上に着色部を形成する着色部形成工程と、
前記湿し水を乾燥させる湿し水乾燥工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記カラーフィルタ形成用基板が、透明基材と、前記透明基材上に形成された濡れ性変化層とを有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記濡れ性変化層が、エネルギー照射されていない部分において臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ未満の範囲内であり、エネルギー照射された部分において臨界表面張力が５０ｍＮ／ｍ以上７５ｍＮ／ｍ未満の範囲内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の製造方法。
【請求項４】
前記濡れ性変化層が、表面張力７０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されていない部分において５０°以上１２０°未満の範囲内であり、エネルギー照射された部分において０°以上５０°未満の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有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の製造方法。
【請求項６】
前記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記オルガノポリシロキサンが、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または請求項６記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記濡れ性変化層が光触媒を含有しない層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の製造方法。
【請求項９】
前記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項１０】
前記光触媒含有層が、光触媒を真空成膜法により基体上に成膜してなる層であることを特徴とする請求項９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であることを特徴とする請求項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の製造方法。
【請求項１２】
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１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】
前記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることを特徴とする請求項１２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記着色部がブラックマトリックス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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。また、画素部間にブラックマトリックスが形成されることにより、高いコントラストを再現することが可能となるのである。
【０００４】
画素部またはブラックマトリックスの形成において、従来より顔料分散法等が用いられてきた。例えばブラックマトリックスの製造方法においては、ガラス基板上に黒色顔料を分散した樹脂層を形成し、これをフォトリソグラフィー工程を経てパターニングする。しかしながら、この方法においては、工程数が多く、またコストの面からも問題があった。
【０００５】
また、従来よりオフセット印刷法等において、支持体上に少なくとも露光により親水性化する光触媒を含有する層を設けてパターン状に露光し、未露光部を親油性、露光部を湿し水を受容する両親媒性とする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このオフセット印刷法を応用することにより、カラーフィルタのブラックマトリックスや画素部等の着色部を形成する方法が考えられる。しかしながら、この方法においては、支持体上に光触媒を含有する層が設けられていることから、湿し水により高感度化されている光触媒が、明所では目的とするパターン以外の部分が露光されてしまい、高精細なパターンを形成することが困難である、という問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３０５４２２号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のことから、容易な工程で高精細なブラックマトリックス等の着色部の形成が可能なカラーフィルタの製造方法の提供が望まれている。
【０００８】
【課題が解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載するように、撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する濡れ性変化層を有するカラーフィルタ形成用基板と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、上記濡れ性変化層および上記光触媒含有層が２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射し、上記カラーフィルタ用基板上に親水性領域および撥水性領域からなるパターンを形成するパターン形成工程と、
上記親水性領域上に湿し水を塗布する湿し水塗布工程と、
上記撥水性領域上に着色部を形成する着色部形成工程と、
上記湿し水を乾燥させる湿し水乾燥工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、上記光触媒含有層を用いて上記濡れ性変化層上にエネルギーを照射することにより、エネルギー照射された部分を親水性領域、エネルギー照射されていない部分を撥水性領域とすることができる。この際、着色部を形成する領域を撥水性領域、着色部を形成しない領域を親水性領域とすることにより、撥水性領域上に着色部を形成する際に、着色部を形成しない親水性領域を湿し水により保護することができ、例えば着色層を形成する着色層形成用塗工液として油性のインキ等によって、ブラックマトリックスや画素部等の着色部を撥水性領域上に、容易にかつ高精細に形成することが可能となる。
【００１０】
また、本発明においては、上記光触媒含有層側基板を用いることから、上記濡れ性変化層中に光触媒が含有される必要がなく、明所で湿し水を用いて着色部を形成した際にも、目的とするパターン以外の部分が露光されることがなく、簡便な製造装置によりカラーフィルタを製造することが可能となる。
【００１１】
上記請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載するように、上記カラーフィルタ形成用基板が、透明基材と前記透明基材上に形成された濡れ性変化層とを有していてもよい。上記濡れ性変化層に自己支持性がある場合は、上記濡れ性変化層が上記透明基材上に形成されていなくてもよいが、上記濡れ性変化層に自己支持性がない場合や、カラーフィルタに強度が必要な場合には、透明基材上に形成されていてもよいからである。
【００１２】
上記請求項１または請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載するように、上記濡れ性変化層が、エネルギー照射されていない部分において臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ未満の範囲内であり、エネルギー照射された部分において臨界表面張力が５０ｍＮ／ｍ以上７５ｍＮ／ｍ未満の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
上記濡れ性変化層のエネルギー照射されていない部分の臨界表面張力が、上記範囲内であることにより、撥水性かつ親インキ性とすることが可能となるからである。これにより、エネルギーの照射されていない撥水性領域に、湿し水が付着せず、かつ着色部を例えば着色部形成用塗工液として油性のインキ等により形成することが可能となるのである。また、上記濡れ性変化層のエネルギーが照射された部分の臨界表面張力が、上記範囲内であることにより、親水性とすることが可能となり、これによりエネルギーが照射された親水性領域に、湿し水を塗布することが可能となるからである。
【００１４】
また、上記請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項４に記載するように、上記濡れ性変化層が、表面張力７０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、エネルギー照射されていない部分において５０°以上１２０°未満の範囲内であり、エネルギー照射された部分において０°以上５０°未満の範囲内であることが好ましい。上記濡れ性変化層のエネルギー照射されていない部分は、撥水性が要求される部分であり、上記範囲内より接触角が低い場合には、撥水性が十分ではなく、例えば湿し水が全面に塗布された際に湿し水が付着してしまう可能性があるからである。
【００１５】
また、上記濡れ性変化層のエネルギー照射された部分は、親水性が要求される部分であり、上記範囲内より接触角が高い場合には、湿し水が塗布された場合に、湿し水をはじいてしまうこと等により、均一に湿し水を付着させることが困難となるからである。
【００１６】
上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項５に記載するように、上記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンを材料として濡れ性変化層を形成することにより、エネルギー照射前を撥水性かつ親インキ性の層とすることが可能であり、またエネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、親水性とすることが可能となるからである。
【００１７】
上記請求項５に記載の発明においては、請求項６に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることが好ましい。フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを用いることにより、エネルギー照射前の撥水性と、エネルギー照射後の親水性との差をより大きくすることができるからである。
【００１８】
上記請求項５または請求項６に記載の発明においては、請求項７に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、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が好ましい。このようなオルガノポリシロキサンを材料として濡れ性変化層を形成することによりエネルギー照射前の撥水性と、エネルギー照射後の親水性との差をより大きくすることができるからである。
【００１９】
上記請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項８に記載するように、上記濡れ性変化層が光触媒を含有しない層であることが好ましい。上記濡れ性変化層が、光触媒を含有しない層であることにより、例えば上記湿し水塗布工程や、上記着色部形成工程において、明所での作業によって、目的とするパターン以外の部分が露光されることがなく、簡便な装置によりカラーフィルタを製造することが可能となるからである。
【００２０】
上記請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項９に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒からなる層とすることができる。上記光触媒含有層が、光触媒のみからなる層であることにより、上記濡れ性変化層上にパターンの形成を効率よく行うことが可能となるからである。
【００２１】
上記請求項９に記載の発明においては、請求項１０に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒を真空成膜法により基体上に成膜してなる層であることが好ましい。表面の凹凸が少なく均一な膜厚の均質な光触媒含有層とすることが可能であり、上記カラーフィルタ用基板上に親水性領域と撥水性領域とからなるパターンの形成を均一にかつ高効率で行うことができるからである。
【００２２】
上記請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１１に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であってもよい。このようにバインダを用いることにより、比較的容易に光触媒含有層を形成することが可能となり、結果的に低コストでカラーフィルタの製造が可能となるからである。
【００２３】
上記請求項１から請求項１１までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１２に記載するように、上記光触媒が、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が好ましく、中でも請求項１３に記載するように、上記光触媒が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。これは、二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。
【００２４】
上記請求項１から請求項１３までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項１４に記載するように、上記着色部がブラックマトリックスであることが好ましい。上記着色部がブラックマトリックスであることにより、高精細なブラックマトリックスを有し、高いコントラストを再現可能なカラーフィルタとすることが可能となるからである。
【００２５】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細な着色部の形成が可能なカラーフィルタの製造方法に関するものである。以下、詳しく説明する。
【００２６】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、
撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する濡れ性変化層を有するカラーフィルタ形成用基板と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、上記濡れ性変化層および上記光触媒含有層が２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射し、上記カラーフィルタ用基板上に親水性領域および撥水性領域からなるパターンを形成するパターン形成工程と、
上記親水性領域上に湿し水を塗布する湿し水塗布工程と、
上記撥水性領域上に着色部を形成する着色部形成工程と、
上記湿し水を乾燥させる湿し水乾燥工程と
を有することを特徴とする方法である。
【００２７】
ここで、本発明でいう着色部とは、カラーフィルタにおける画素部またはブラックマトリックスのことである。以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について、上記着色部がブラックマトリックスである場合を例として、図を用いて説明する。
【００２８】
まず基体１とその基体１上に形成された光触媒含有層２とを有する光触媒含有層側基板３および、透明基材４とその透明基材４上に形成された濡れ性変化層５とを有するカラーフィルタ形成用基板６を調製する（図１（ａ））。次に上記光触媒含有層２と濡れ性変化層５とが、所定の間隙となるように配置し、例えばフォトマスク７等を用いて、ブラックマトリックスを形成するパターンに所定の方向からエネルギー８を照射するパターン形成工程を行う（図１（ｂ））。これにより、エネルギー８が照射された部分の濡れ性変化層５上の濡れ性が変化した親水性領域９と、エネルギー８が照射されていない部分の撥水性領域１０とからなるパターンが形成される（図１（ｃ））。
【００２９】
次に、親水性領域９上に湿し水１１を塗布する湿し水塗布工程を行う（図１（ｄ））。上記親水性領域９以外の部分は、撥水性領域１０であることから、湿し水が付着せず、親水性領域９のみに湿し水を塗布することが可能となる。次に、撥水性領域１０にブラックマトリックス１２を形成する着色部形成工程を行う（図１（ｅ））。この際、ブラックマトリックス１２を形成する撥水性領域１０以外の部分は、湿し水１１により保護されていることから、例えばブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成用塗工液等が付着せず、撥水性領域１０のみに容易に高精細にブラックマトリックス１２を形成することが可能となるのである。
【００３０】
次に、湿し水１１を乾燥させる湿し水乾燥工程を行う（図１（ｆ））。その後、上記ブラックマトリックス１２間に、例えばインクジェット装置１３等により、画素部を形成する画素部形成用塗工液等を塗布することにより（図１（ｆ））、画素部１３を形成し、カラーフィルタとするのである（図１（ｇ））。
【００３１】
本発明によれば、上述した方法を用いることにより、ブラックマトリックスや画素部等の着色層を高精細に形成することが可能となるのである。上記の各工程について、それぞれわけて説明する。
【００３２】
１．パターン形成工程
まず、本発明におけるパターン形成工程について説明する。本発明におけるパターン形成工程は、撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する濡れ性変化層を有するカラーフィルタ形成用基板と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、上記濡れ性変化層および上記光触媒含有層が２００μｍ以下となるように間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射し、上記カラーフィルタ用基板上に親水性領域および撥水性領域からなるパターンを形成する工程である。
【００３３】
本工程において、カラーフィルタ形成用基板上に、撥水性領域と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化した親水性領域とを形成することにより、後述する工程において、着色部を形成しない親水性領域を湿し水により保護することができ、これにより高精細な着色部を形成することが可能となるのである。以下、本発明のパターン形成工程の各構成について説明する。
【００３４】
（カラーフィルタ形成用基板）
まず、本発明に用いられるカラーフィルタ形成用基板について説明する。本発明に用いられるカラーフィルタ形成用基板は、撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する濡れ性変化層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、上記濡れ性変化層が透明基材上に形成されていてもよい。また、後述する着色部形成工程において形成する着色部が画素部である場合には、カラーフィルタ形成用基板上に遮光部等を有していてもよい。以下、本発明のカラーフィルタ形成用基板の各構成について説明する。
【００３５】
（１）濡れ性変化層
まず、本発明のカラーフィルタ形成用基板に用いられる濡れ性変化層について説明する。本発明に用いられる濡れ性変化層は、撥水性かつ親インキ性であり、さらにエネルギー照射に伴う光触媒の作用により水との接触角が低下するように変化する層である。本発明においては、上記濡れ性変化層を有することにより、後述するパターンの形成において、エネルギーが照射された部分を親水性領域、エネルギーが照射されていない部分を撥水性領域とすることが可能となる。この際、着色部を形成する領域を撥水性領域、着色部を形成しない領域を親水性領域とすることにより、着色部を形成しない親水性領域を湿し水により保護し、撥水性領域の親インキ性を活かして、撥水性領域にのみ、着色部形成用塗工液として例えば油性のインキ等を用いて着色部を形成することが可能となるのである。
【００３６】
本発明においては、上記濡れ性変化層のエネルギー照射前における臨界表面張力が、２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ未満の範囲内であり、中でも３５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ未満の範囲内であることが好ましい。
【００３７】
上記臨界表面張力が、上記範囲内であることにより、エネルギー照射前における濡れ性変化層を撥水性かつ親インキ性を有する撥水性領域とすることが可能となるのである。ここで、エネルギー照射前の濡れ性変化層を、親インキ性とすることにより、着色部を形成する着色部形成用塗工液等を均一に塗布することが可能となるのである。
【００３８】
また、エネルギー照射前における上記濡れ性変化層と７０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、５０°以上１２０°未満、中でも７０°以上１２０°未満の範囲内であることが好ましい。上記液体との接触角が、上記範囲より低い場合には、例えば後述する湿し水塗布工程において、上記撥水性領域にも湿し水が付着してしまう可能性があり、着色部形成工程において、着色部を高精細に形成することが困難となるからである。
【００３９】
また、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって濡れ性が変化した濡れ性変化層の臨界表面張力が、５０ｍＮ／ｍ以上７５ｍＮ／ｍ未満、中でも６０ｍＮ／ｍ以上７５ｍＮ／ｍ未満の範囲内であることが好ましい。上記臨界表面張力が、上記範囲内であることにより、光触媒の作用により濡れ性が変化した濡れ性変化層を親水性とすることが可能となるからである。
【００４０】
また、濡れ性が変化した濡れ性変化層と７０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、０°以上５０°未満、中でも０°以上４０°未満の範囲内であることが好ましい。
【００４１】
上記液体との接触角が、上記範囲より高い場合には、親水性が十分でなく、例えば湿し水を塗布した際に、はじいてしまう可能性があり、着色部を形成する以外の領域を湿し水により、保護することが困難となり、高精細な着色部を形成することが困難となるからである。
【００４２】
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。
【００４３】
ここで、本発明における濡れ性変化層は、濡れ性変化層中にフッ素が含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化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濡れ性変化層が形成されていてもよい。
【００４４】
このような特徴を有する濡れ性変化層であれば、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水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、撥水性領域内に親水性領域のパターンを形成することとなる。
【００４５】
したがって、このような濡れ性変化層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥水性領域内に親水性領域のパターンを容易に形成することができるので、着色部を形成する着色部形成用塗工液等を塗布する際に、この着色部を形成しない親水性領域を湿し水により保護し、撥水性かつ親インキ性である撥水性領域にのみ高精細に着色部を形成することが可能となるのである。
【００４６】
上述したような、フッ素を含む濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、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水性領域におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない撥水性領域のフッ素含有量を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。
【００４７】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射された親水性領域と、エネルギー未照射の撥水性領域との濡れ性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、容易に親水性領域のみに湿し水を塗布することが可能となり、撥水性領域のみに着色部形成用組成物等を塗布することにより、高精細に着色部を形成することが可能となるのである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【００４８】
このような濡れ性変化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。
【００４９】
このような濡れ性変化層に用いられる材料としては、上述した濡れ性変化層の濡れ性、すなわちエネルギー照射により対向する光触媒含有層中の光触媒により濡れ性が変化する材料で、かつ光触媒の作用により劣化、分解しにくい主鎖を有するものであれば特に限定されるものではなく、具体的にはオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。本発明においては、中でも上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００５０】
このようなオルガノポリシロキサンとしては、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のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
【００５１】
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。
【００５２】
また、特にフルオロアルキル基を含有するオルガノ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。
【００５３】
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；および
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ２Ｈ４ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３。
【００５４】
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、濡れ性変化層のエネルギー未照射部の撥水性が大きく向上し、湿し水を全面塗布した場合に、湿し水の付着を妨げることが可能となる。また、上記物質は親インキ性であることから、着色部を形成する着色部形成用塗工液として油性のインキ等を塗布することが可能となるのである。また、エネルギー照射部である親水性領域には、湿し水を付着させることが可能となる。
【００５５】
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。
【００５６】
【化１】
2004138811.tif 000003
【００５７】
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。
【００５８】
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ーン化合物を混合してもよい。
【００５９】
本発明においては、このようにオルガノポリシロキサン等の種々の材料を濡れ性変化層に用いることができるのであるが、上述したように、濡れ性変化層にフッ素を含有させることが、濡れ性のパターン形成に効果的である。したがって、光触媒の作用により劣化・分解しにくい材料にフッ素を含有させる、具体的にはオルガノポリシロキサン材料にフッ素を含有させて濡れ性変化層とすることが好ましいといえる。
【００６０】
本発明における濡れ性変化層には、さら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ができ、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。
【００６１】
また、濡れ性変化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。
【００６２】
このような濡れ性変化層は、上述した成分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、この塗布液を透明基材上に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ができる。また、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濡れ性変化層を形成することができる。
【００６３】
また、本発明に用いられる濡れ性変化層は、表面の濡れ性が光触媒の作用により変化し得る材料で形成されたものであれば、自己支持性を有する材料であってもよく、また自己支持性を有さない材料であってもよい。なお、本発明でいう自己支持性を有するとは、他の支持材無しで有形な状態で存在し得ることをいうこととする。
【００６４】
濡れ性変化層が自己支持性を有する材料である場合には、例えば濡れ性変化層となり得る材料からなる市販の樹脂製フィルムを用いることが可能であり、コスト面で有利であるといえる。このような材料としては、上述した材料を製膜したものが自己支持性を有するのであれば、これを用いることも可能であるが、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルフロライド、アセタール樹脂、ナイロン、ＡＢＳ、ＰＴＦＥ、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリ弗化ビニリデン、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン等を挙げることができる。
【００６５】
本発明における濡れ性変化層は、自己支持性のない濡れ性変化層であることが好ましい。上述した濡れ性が大幅に変化する材料で形成される濡れ性変化層は、通常自己支持性のある材料が少ないからである。
【００６６】
本発明において上述した成分の濡れ性変化層を用いることにより、光触媒含有層中の光触媒の作用により、上記成分の一部である有機基の酸化、分解等の作用を用いて、エネルギー照射部の濡れ性を変化させて親水性とし、エネルギー未照射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、親水性領域にのみ湿し水を塗布することが容易に可能であり、また着色部を容易に撥水性領域のみに形成することが可能となることから、高精細な着色部が形成されたカラーフィルタを容易な工程で製造することが可能となるのである。
【００６７】
なお、本発明に用いられる濡れ性変化層は、上述したように光触媒の作用により濡れ性の変化する層であれば特に限定されるものではないが、特に、光触媒を含まない層であることが好ましい。例えば、濡れ性変化層中に光触媒が含有されている場合には、後述する湿し水塗布工程または着色部形成工程において、明所での作業を行った場合、湿し水により高感度化された光触媒の作用により、濡れ性変化層の濡れ性が変化し、高精細に着色部を形成することが困難となる可能性がある。本発明において、濡れ性変化層内に光触媒が含まれなければ、上記のような問題を心配する必要がないことから、簡便な装置によりカラーフィルタを製造することが可能であり、またその後カラーフィルタとして用いた場合に、経時的に影響を受ける心配をする必要がなく、長期間に渡り問題なく使用することが可能だからである。
【００６８】
（２）透明基材
次に、本発明のカラーフィルタ形成用基板に用いられる透明基材について説明する。本発明においては、上述した濡れ性変化層が自己支持性がない場合や、カラーフィルタ形成用基板に強度が必要な場合には、例として図１（ａ）に示すように、透明基材１上に濡れ性変化層２が形成されていてもよい。
【００６９】
このような透明基材としては、最終的に得られるカラーフィルタに応じて適宜選択されるものであり、この透明基材としては、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）、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この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、透明基材は通常透明なものを用いるが、反射性の透明基材や白色に着色した透明基材でも用いることは可能である。また、透明基材は、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。
【００７０】
（光触媒含有層側基板）
次に、本発明に用いられる光触媒含有層側基板について説明する。本発明に用いられる光触媒含有層側基板は、少なくとも光触媒含有層と基体とを有するものであり、通常は基体上に所定の方法で形成された薄膜状の光触媒含有層が形成されてなるものである。また、この光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部やプライマー層が形成されたものも用いることができる。以下、この光触媒含有層側基板の各構成について説明する。
【００７１】
（１）光触媒含有層
本発明に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、上述した濡れ性変化層の濡れ性を変化させるような構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の濡れ性は、特に親水性であっても撥水性であってもよい。
【００７２】
本発明において用いられる光触媒含有層は、例えば上記図１（ａ）等に示すように、基体１上に全面に形成されたものであってもよいが、例えば図２に示すように、基体１上に光触媒含有層２がパターン状に形成されたものであってもよい。
【００７３】
このように光触媒含有層をパターン状に形成することにより、後述するパターンの形成の項において説明するように、濡れ性変化層にエネルギーを照射する際に、フォトマスク等を用いるパターン照射をする必要がなく、全面に照射することにより、濡れ性変化層上に親水性領域と撥水性領域とからなるパターンを形成することができる。
【００７４】
この光触媒処理層のパターニング方法は、特に限定されるものではないが、例えばフォトリソグラフィー法等により行うことが可能である。
【００７５】
また、光触媒含有層と濡れ性変化層とを例えば密着させてエネルギー照射を行う場合には、実際に光触媒含有層の形成された部分のみの濡れ性が変化するものであるので、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と濡れ性変化層とが対向する部分にエネルギーが照射されるものであれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらには、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なものに限定されないという利点を有するものとなる。
【００７６】
このような光触媒含有層における、後述するような二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。本発明においては、このキャリアが光触媒含有層上で濡れ性変化層中の化合物に作用を及ぼすものであると思われる。
【００７７】
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二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、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。
【００７８】
本発明においては、特に二酸化チタンが、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。二酸化チタンには、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、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００７９】
このようなアナターゼ型二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。
【００８０】
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、平均粒径が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。
【００８１】
本発明における光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、濡れ性変化層上の濡れ性の変化に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。
【００８２】
光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能であり、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を均一に変化させることが可能であり、かつ光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して効率的に濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることが可能となる。
【００８３】
また、光触媒のみからなる光触媒含有層の他の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基体上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、４００℃〜５００℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、６００℃〜７００℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。
【００８４】
また、バインダを用いる場合は、バインダの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、例えば上述した濡れ性変化層の欄で説明したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００８５】
このように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、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサン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、この塗布液を基体上に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。
【００８６】
また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式ＳｉＸ４で表され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
【００８７】
具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基体上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは２種以上を混合して用いることができる。
【００８８】
バインダを用いた場合の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。
【００８９】
また、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ができ、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。
【００９０】
さらに、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。
【００９１】
ｂ．基体
本発明においては、例えば図１（ａ）に示すように、光触媒含有層側基板３は、少なくとも基体１とこの基体１上に形成された光触媒含有層２とを有するものである。
【００９２】
この際、用いられる基体を構成する材料は、後述するパターンの形成の項におけるエネルギーの照射方向や、得られるカラーフィルタの構造等により適宜選択される。
【００９３】
例えば、後述するように光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この光触媒含有層側遮光部を用いてパターンを形成する場合においては、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合、基体は透明性を有するものであることが必要となる。
【００９４】
一方、カラーフィルタの構造によっては、カラーフィルタ形成用基板側にフォトマスクを配置してエネルギーを照射することも可能である。また、後述する着色部形成工程により形成される着色部が画素部である場合、上述したように、カラーフィルタ形成用基板内に遮光部が形成されていてもよく、この場合は、カラーフィルタ形成用基板側からエネルギーが照射される必要がある。このような場合においては、基体の透明性は特に必要とされない。
【００９５】
また本発明に用いられる基体は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。これは、後述するパターンの形成の項におけるエネルギー照射方法により適宜選択されるものである。
【００９６】
このように、本発明における光触媒含有層側基板に用いられる基体は特にその材料を限定されるものではないが、本発明においては、この光触媒含有層側基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒含有層との密着性が良好である材料が好適に用いられる。
【００９７】
具体的には、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。
【００９８】
なお、基体表面と光触媒含有層との密着性を向上させるために、基体上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【００９９】
ｃ．光触媒含有層側遮光部
本発明に用いられる光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部が形成されたものを用いても良い。このように光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板を用いることにより、エネルギー照射に際して、フォトマスクを用いたり、レーザ光による描画照射を行う必要がない。したがって、光触媒含有層側基板とフォトマスクとの位置合わせが不要であることから、簡便な工程とすることが可能であり、また描画照射に必要な高価な装置も不必要であることから、コスト的に有利となるという利点を有する。
【０１００】
このような光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板は、光触媒含有層側遮光部の形成位置により、下記の二つの態様とすることができる。
【０１０１】
一つが、例えば図３に示すように、基体１上に光触媒含有層側遮光部１５を形成し、この光触媒含有層側遮光部１５上に光触媒含有層２を形成して、光触媒含有層側基板とする態様である。もう一つは、例えば図４に示すように、基体１上に光触媒含有層２を形成し、その上に光触媒含有層側遮光部１５を形成して光触媒含有層側基板とする態様である。
【０１０２】
いずれの態様においても、フォトマスクを用いる場合と比較すると、光触媒含有層側遮光部が、上記光触媒含有層と濡れ性変化層との配置部分の近傍に配置されることになるので、基体内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができることから、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。
【０１０３】
さらに、上記光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部を形成する発明においては、光触媒含有層と濡れ性変化層とを所定の位置に配置する際に、この光触媒含有層側遮光部の膜厚をこの間隙の幅と一致させておくことにより、上記光触媒含有層側遮光部を上記間隙を一定のものとするためのスペーサとしても用いることができるという利点を有する。
【０１０４】
すなわち、所定の間隙をおいて上記光触媒含有層と濡れ性変化層とを対向させた状態で配置する際に、上記光触媒含有層側遮光部と濡れ性変化層とを密着させた状態で配置することにより、上記所定の間隙を正確とすることが可能となり、そしてこの状態で光触媒含有層側基板からエネルギーを照射することにより、濡れ性変化層上にパターンを精度良く形成することが可能となるのである。
【０１０５】
このような光触媒含有層側遮光部の形成方法は、特に限定されるものではなく、光触媒含有層側遮光部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択されて用いられる。
【０１０６】
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てもよい。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。
【０１０７】
また、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をパターン状に形成する方法であってもよい。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。
【０１０８】
なお、上記説明においては、光触媒含有層側遮光部の形成位置として、基体と光触媒含有層との間、および光触媒含有層表面の二つの場合について説明したが、その他、基体の光触媒含有層が形成されていない側の表面に光触媒含有層側遮光部を形成する態様も採ることが可能である。この態様においては、例えばフォトマスクをこの表面に着脱可能な程度に密着させる場合等が考えられ、形成するパターンを小ロットで変更するような場合に好適に用いることができる。
【０１０９】
ｄ．プライマー層
次に、本発明の光触媒含有層側基板に用いられるプライマー層について説明する。本発明において、上述したように基体上に光触媒含有層側遮光部をパターン状に形成して、その上に光触媒含有層を形成して光触媒含有層側基板とする場合においては、上記光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成してもよい。
【０１１０】
このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成することにより、プライマー層は光触媒の作用による濡れ性変化層の濡れ性の変化を阻害する要因となる光触媒含有層側遮光部および光触媒含有層側遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、光触媒含有層側遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で濡れ性変化の処理が進行し、その結果、高解像度のパターンを得ることが可能となるのである。
【０１１１】
なお、本発明においてプライマー層は、光触媒含有層側遮光部のみならず光触媒含有層側遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた光触媒含有層側遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。
【０１１２】
図５はこのようなプライマー層を形成した光触媒含有層側基板の一例を示すものである。光触媒含有層側基板の光触媒含有層側遮光部１５が形成された基体１の光触媒含有層側遮光部１５が形成されている側の表面にプライマー層１６が形成されており、このプライマー層１６の表面に光触媒含有層２が形成されている。
【０１１３】
本発明におけるプライマー層は、光触媒含有層側基板の光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。
【０１１４】
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式ＳｉＸ４で示され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物であり、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
【０１１５】
また、プライマー層の膜厚は、０．００１μｍから１μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．００１μｍから０．１μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１６】
（パターンの形成）
次に、カラーフィルタ形成用基板上への、親水性領域および撥水性領域からなるパターンの形成について説明する。本発明のパターン形成工程においては、上記光触媒含有層および上記濡れ性変化層を所定の位置に配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記濡れ性変化層表面に親水性領域および撥水性領域からなるパターンを形成する工程が行われる。以下、このパターンの形成について説明する。
【０１１７】
ａ．光触媒含有層および濡れ性変化層の配置
本発明のパターン形成工程においては、まずエネルギー照射時に光触媒含有層と濡れ性変化層とを光触媒の作用が及ぶように所定の間隔をおいて配置する必要があり、本発明においては、上述した光触媒含有層および濡れ性変化層を２００μｍ以下の間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射する。この際、光触媒含有層および濡れ性変化層を密着させてもよい。
【０１１８】
本発明において上記間隙は、パターン精度が極めて良好であり、光触媒の感度も高く、したがって濡れ性変化層の濡れ性の変化の効率が良好である点を考慮すると特に０．２μｍ〜１０μｍの範囲内、好ましくは１μｍ〜５μｍの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積の濡れ性変化層に対して特に有効である。
【０１１９】
一方、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍといった大面積の濡れ性変化層に対して処理を行う場合は、接触することなく、かつ上述したような微細な間隙を光触媒含有層側基板と濡れ性変化層との間に形成することは極めて困難である。したがって、濡れ性変化層が比較的大面積である場合は、上記間隙は、１０〜１００μｍの範囲内、特に５０〜７５μｍの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、パターンがぼやける等のパターン精度の低下の問題や、光触媒の感度が悪化して濡れ性変化の効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに濡れ性変化層上の濡れ性変化にムラが発生しないといった効果を有するからである。
【０１２０】
このように比較的大面積の濡れ性変化層をエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板と濡れ性変化層との位置決め装置における間隙の設定を、１０μｍ〜２００μｍの範囲内、特に２５μｍ〜７５μｍの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、パターン精度の大幅な低下や光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ光触媒含有層側基板と濡れ性変化層とが接触することなく配置することが可能となるからである。
【０１２１】
このように光触媒含有層と濡れ性変化層表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層と濡れ性変化層との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に濡れ性が変化する速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。また、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が濡れ性変化層に届き難くなり、この場合も濡れ性が変化する速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。
【０１２２】
本発明においては、このような配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
【０１２３】
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と濡れ性変化層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が濡れ性変化層表面に及ばないことから、このスペーサを上述した撥水性領域のパターンと同様のパターンを有するものとすることにより、濡れ性変化層上に所定のパターンを形成することが可能となる。
【０１２４】
本発明においては、このようなスペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、上記光触媒含有層側基板の欄で説明したように、光触媒含有層側基板の光触媒含有層表面に形成することが好ましい。なお、上記光触媒含有層側基板における説明においては、光触媒含有層側遮光部として説明したが、本発明においては、このようなスペーサは濡れ性変化層表面に光触媒の作用が及ばないように表面を保護する作用を有すればよいものであることから、特に照射されるエネルギーを遮蔽する機能を有さない材料で形成されたものであってもよい。
【０１２５】
ｂ．エネルギー照射
次に、上述したような配置を維持した状態で、対向する部分へのエネルギー照射が行われる。なお、本発明でいうエネルギー照射（露光）とは、光触媒含有層による濡れ性変化層表面の濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【０１２６】
通常このようなエネルギー照射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される。これは、上述したように光触媒含有層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【０１２７】
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、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、その他種々の光源を挙げることができる。
【０１２８】
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方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザ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。
【０１２９】
また、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、光触媒含有層中の光触媒の作用により濡れ性変化層表面の濡れ性の変化が行われるのに必要な照射量とする。
【０１３０】
この際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【０１３１】
本発明におけるエネルギー照射方向は、光触媒含有層側遮光部もしくはカラーフィルタ形成用基板側に遮光部が形成されているか否か等のパターンの形成方法等により決定される。
【０１３２】
すなわち、光触媒含有層側遮光部が形成されている場合は、光触媒含有層側基板側からエネルギー照射が行なわれる必要があり、かつこの場合は光触媒含有層側基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。なお、この場合、光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部が形成され、かつこの光触媒含有層側遮光部を上述したようなスペーサとしての機能を有するように用いた場合においては、エネルギー照射方向は光触媒含有層側基板側からでもカラーフィルタ形成用基板側からであってもよい。
【０１３３】
一方、カラーフィルタ形成用基板側に遮光部が形成されている場合は、カラーフィルタ形成用基板側からエネルギー照射が行われる必要があり、かつこの場合は、カラーフィルタ形成用基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。なお、この場合も、濡れ性変化層上に遮光部が形成され、この遮光部が上述したようなスペーサとしての機能を有するように用いられた場合、エネルギー照射方向は光触媒含有層側基板側からでもカラーフィルタ形成用基板側からであってもよい。
【０１３４】
また、光触媒含有層がパターン状に形成されている場合におけるエネルギー照射方向は、上述したように、光触媒含有層と濡れ性変化層とが対向する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。
【０１３５】
同様に、上述したスペーサを用いる場合も、対向する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。
【０１３６】
フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射される。この場合は、フォトマスクが配置された側の基板、すなわち光触媒含有層側基板もしくはカラーフィルタ形成用基板のいずれかが透明である必要がある。
【０１３７】
ｃ．光触媒含有層側基板の取り外し
上述したようなエネルギー照射が終了すると、光触媒含有層側基板が濡れ性変化層との配置位置から離され、これにより図１（ｃ）に示すように濡れ性変化層５の濡れ性が変化した親水性領域９および撥水性領域１０からなるパターンが形成される。
【０１３８】
２．湿し水塗布工程
次に、本発明の湿し水塗布工程について説明する。本発明における湿し水塗布工程とは、上述したパターン形成工程により形成された親水性領域および撥水性領域からなるパターン上の、親水性領域のみに湿し水を塗布する工程である。
【０１３９】
上記湿し水が親水性領域に塗布されていることにより、後述する着色部形成工程により着色部を形成する際に、目的とするパターン以外の部分に着色部を形成する着色部形成用塗工液等が付着することを防ぐことが可能となり、高精細な着色部を形成することが可能となるのである。
【０１４０】
本発明に用いられる湿し水は、一般的にオフセット印刷等に用いられている湿し水等を用いることが可能である。湿し水は、具体的には水にイソプロピルアルコール等を添加したものである。
【０１４１】
また、湿し水の塗布方法は、上記カラーフィルタ用基板上の親水性領域上に塗布することが可能であれば、特に限定されるものではなく、上記撥水性領域には、湿し水が付着しないことから、ロールコート、ビードコート等によるカラーフィルタ用基板上の全面に塗布する方法であってもよく、またインクジェット法等のノズル吐出法のような目的とするパターン状に塗布する方法であってもよい。
【０１４２】
３．着色部形成工程
次に、本発明の着色部形成工程について説明する。本発明における着色部形成工程は、上述したカラーフィルタ形成用基板上の撥水性かつ親インキ性である撥水性領域に、例えば着色部形成用塗工液等を用いて着色部を形成する工程である。本発明においては、上述したパターン形成工程により、着色部を形成するパターン状に形成された撥水性かつ親インキ性を有する撥水性領域が形成されており、この撥水性かつ親インキ性を有する撥水性領域に沿って、着色部形成用塗工液を塗布し、硬化させること等により着色部を形成することが可能となるのである。また、上記カラーフィルタ形成用基板上の着色部を形成しない部分には、上述した湿し水塗布工程により、湿し水が塗布されており、この湿し水により保護されていることから、着色部形成用塗工液等が付着することがなく、高精細に着色部を形成することが可能となるのである。
【０１４３】
本工程により形成される着色部は、ブラックマトリックス（以下、第一実施態様とする）、また画素部（以下、第二実施態様とする）であり、以下、それぞれの実施態様についてわけて説明する。
【０１４４】
（第一実施態様）
まず、着色部がブラックマトリックスである場合の第一実施態様について説明する。本実施態様の場合、上述したパターン形成工程において、形成される親水性領域および撥水性領域からなるパターンは、ブラックマトリックスが形成される部位が撥水性かつ親インキ性を有する撥水性領域、例えば画素部等が形成される部分が親水性領域であり、その親水性領域は上述した湿し水塗布工程によって、湿し水により保護されている。これにより、画素部を形成する部位等に、ブラックマトリックスを形成するブラックマトリックス形成用塗工液等が付着することなく、高精細にブラックマトリックスを形成することが可能となるのである。
【０１４５】
本実施態様においては、上記ブラックマトリックス形成用塗工液としては、上記湿し水への溶解性がなく、上記濡れ性変化層上に塗布可能な材料であれば、特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにおけるブラックマトリックスを形成する材料等を用いることが可能である。
【０１４６】
ここで、本発明に用いられるブラックマトリックス形成用塗工液は、上述した中でも水への溶解度が、２０℃において０．５重量％〜１０重量％の範囲内であることが好ましい。上記ブラックマトリックス形成用塗工液の水への溶解度が上記範囲内であることにより、ブラックマトリックス形成用塗工液が湿し水へ溶解せず、撥水性領域のみに高精細にブラックマトリックスを形成することが可能となるからである。
【０１４７】
ブラックマトリックス形成用塗工液として具体的には、樹脂バインダ中と、カーボン微粒子、チタン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子とを、水に非溶解性を示す溶媒に溶解させた塗工液を用いる方法等が挙げられる。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。
【０１４８】
ここで、ブラックマトリックスの形成方法としては、上記親水性領域は、湿し水により保護されており、ブラックマトリックス形成用塗工液は付着しないことから、ロールコート等によるカラーフィルタ用基板上の全面に塗布する方法であってもよく、またインクジェット法等のノズル吐出法のような目的とするパターン状に塗布する方法であってもよい。
【０１４９】
（第二実施態様）
次に、着色部が画素部である場合の第二実施態様について説明する。本実施態様の場合、上述したパターン形成工程において、形成される親水性領域および撥水性領域からなるパターンは、画素部が形成される部位が撥水性かつ親インキ性の撥水性領域であり、かつ例えばブラックマトリックス等が形成される画素部と画素部の境界部分が親水性領域であり、その親水性領域は上述した湿し水塗布工程によって、湿し水により保護されている。
【０１５０】
一般的に、カラーフィルタの画素部は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色により形成されており、本実施態様においても同様である。本実施態様においては、画素部形成時に、画素部間に湿し水が塗布されていることから、隣接する異なる色の画素部が混色することなく、高精細な画素部を形成することが可能となるのである。
【０１５１】
本実施態様の場合、上記画素部を形成する画素部形成用塗工液としては、上記湿し水への溶解性がなく、上記撥水性かつ親インキ性を有する濡れ性変化層上に塗布可能な材料であれば、特に限定されるものではなく、一般的に画素部を形成する油性の材料等を用いることが可能である。
【０１５２】
ここで、本発明に用いられる上記画素部形成用塗工液は、中でも水への溶解度が、２０℃において０．５重量％〜１０重量％の範囲内であることが好ましい。
【０１５３】
上記画素部形成用塗工液の水への溶解度が上記範囲内であることにより、画素部形成用塗工液が湿し水へ溶解せず、撥水性領域のみに高精細に画素部を形成することが可能となるからである。
【０１５４】
また、本実施態様の場合、上記の異なる画素部の混色を防止するために、画素部はインクジェット法等のノズル吐出法により、目的とするパターンのみに形成されることが好ましい。
【０１５５】
なお、本実施態様の場合、最終的に製造されるカラーフィルタは、ブラックマトリックスが形成されていてもよく、そのブラックマトリックスは、画素部間にブラックマトリックスが形成されたものであってもよく、また透明基材と濡れ性変化層の間にブラックマトリックスが形成されたもの等であってもよい。
【０１５６】
上記ブラックマトリックスの形成方法としては、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であってもよく、また、上述した第一実施態様に用いられる樹脂性のブラックマトリックスをフォトリソ法、印刷法等により形成したものであってもよい。
【０１５７】
４．湿し水乾燥工程
次に、本発明における湿し水乾燥工程について説明する。本発明における湿し水乾燥工程は、上述した着色部を形成した後に、湿し水を乾燥させる工程である。本発明においては、湿し水を乾燥させることが可能であれば、その方法については、特に限定されるものではなく、例えば上述した着色部を加熱することにより硬化させる工程にて、湿し水を同時に揮発させ、その後純水にてスプレー洗浄し、さらに熱乾燥する工程等が挙げられる。
【０１５８】
５．その他
また、本発明においては、上述した着色部形成工程により形成される着色部が、ブラックマトリックスである場合には、上記湿し水乾燥工程後、画素部を形成する工程等を有していてもよい。
【０１５９】
また、本発明において、最終的に製造されるカラーフィルタは、上述した画素部やブラックマトリックス上に保護層を形成する保護層形成工程や、必要な他の機能層の形成工程が行われてもよい。
【０１６０】
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。
【０１６１】
例えば、上記説明においては、ブラックマトリックスを有することを前提として記載したが、ブラックマトリックスのないカラーフィルタに適用することも可能である。
【０１６２】
【実施例】
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
【０１６３】
（光触媒含有層側基板の形成）
フォトマスク表面に、テイカ（株）製の光触媒用酸化チタンコーティング剤ＴＫＣ３０１をコーティングし、３５０℃で３時間乾燥させ、光触媒含有層側基板を調整した。フォトマスクは、カーボンブラックと樹脂の分散体にて形成された膜厚１μｍのブラックマトリックスが、９０μｍの幅のラインにて１００μｍピッチに配置されたものを使用した。
【０１６４】
（濡れ性変化層の形成）
次にフルオロアルキルシランが主成分であるＭＦ−１６０Ｅ（商品名、トーケムプロダクツ（株）製）０．２ｇに０．１Ｎ塩酸水３ｇを添加し、１時間室温にて攪拌した溶液を、膜厚０．７ｍｍの石英ガラス基板上にスピンコーティングし、１５０℃で１０分間乾燥させた。これにより、基板上に臨界表面張力が４０ｍＮ／ｍである膜厚０．１μｍの親インキ性かつ撥水性である濡れ性変化層が形成された。
【０１６５】
（濡れ性変化パターン形成）
上記濡れ性変化層表面に、上記光触媒含有層側基板を介して、超高圧水銀ランプにて露光した。露光量は３６５ｎｍにて２０００ｍＪであった。これにより、濡れ性変化層表面の露光された部分のみ親水性領域となった。
【０１６６】
（湿し水の付与）
上記濡れ性変化層上にビードコーティング法にて湿し水を全面に塗布したところ、親水性領域のみに湿し水が付着し、撥水性領域に付着することはなかった。このとき使用した湿し水は、日研化学研究所製クリーンエッチ液１０ｇと蒸留水（純正化学製）１９０ｇとを混合して得たものである。上記濡れ性変化層上の未露光部である撥水性領域に対する接触角は７０°、露光部である親水性領域に対する接触角は、１０°であった。
【０１６７】
（着色部形成用塗工液の付与）
上記湿し水がパターン状に形成された濡れ性変化層上に、ロールコーティング法にて、着色層（ブラックマトリックス）形成用塗工液を塗布した。着色層形成用塗工液は上記濡れ性変化層の湿し水が塗布されていない撥水性かつ親インキ性である撥水性領域のみに濡れ広がり、湿し水と混合することはなかった。着色層形成用塗工液の組成は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを溶媒として、エポキシ基を含有したアクリル系熱硬化型樹脂中に平均粒径０．１μｍのカーボンブラック微粒子を分散させた系を用いた。
【０１６８】
（湿し水の乾燥およびクリーニング）
上記着色部形成用塗工液および湿し水が付与された濡れ性変化層を、クリーンオーブンで１５０℃にて３０分間乾燥させ、着色部（ブラックマトリックス）形成用塗工液の硬化および湿し水の乾燥を行った。さらに、純水にてスプレー洗浄し、水切りをした後、クリーンオーブンで１２０℃にて５分間乾燥させることにより、幅１０μｍ、膜厚０．５μｍのカラーフィルタ用ブラックマトリックスを形成した。
【０１６９】
（カラーフィルタの作製）
上記の手法によりブラックマトリクスが形成されたカラーフィルタ用基板の開口部に、インクジェット法にて赤、青、緑の通常用いられる着色層形成用インキを吐出し、乾燥硬化させることにより、ＬＣＤ液晶ディスプレイ用カラーフィルタを作製した。
【０１７０】
【発明の効果】
本発明によれば、上記光触媒含有層を用いて上記濡れ性変化層上にエネルギーを照射することにより、エネルギー照射された部分を親水性領域、エネルギー照射されていない部分を撥水性領域とすることができる。この際、着色部を形成する領域を撥水性領域、着色部を形成しない領域を親水性領域とすることにより、撥水性領域上に着色部を形成する際に、着色部を形成しない親水性領域を湿し水により保護することができ、例えば着色層を形成する着色層形成用塗工液として油性のインキ等によって、ブラックマトリックスや画素部等の着色部を撥水性領域上に、容易にかつ高精細に形成することが可能となる。
【０１７１】
また、本発明においては、上記光触媒含有層側基板を用いることから、上記濡れ性変化層中に光触媒が含有される必要がなく、明所で湿し水を用いて着色部を形成した際にも、目的とするパターン以外の部分が露光されることがなく、簡便な製造装置によりカラーフィルタを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半透過型液晶用カラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　…　基体
２　…　光触媒含有層
３　…　光触媒含有層側基板
４　…　透明基材
５　…　濡れ性変化層
６　…　カラーフィルタ形成用基板
９　…　親水性領域
１０…　撥水性領域
１１…　湿し水
１２…　ブラックマトリックス
１４…　画素部
１５…　光触媒含有層側遮光部
１６…　プライマー層
【図１】
2004138811.tif 000004
【図２】
2004138811.tif 000005
【図３】
2004138811.tif 000006
【図４】
2004138811.tif 000007
【図５】
2004138811.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月28日(2002.10.28)
【手続補正１】
【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】
【発明の実施の形態】
本発明は、高精細な着色部の形成が可能なカラーフィルタの製造方法に関するものである。以下、詳しく説明する。