(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射により水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光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、前記光触媒含有層が形成された基板上にパターン状にエネルギーを付加して光触媒含有層に濡れ性の異なるパターンを形成する外部刺激付加工程と、前記濡れ性の異なるパターンが形成された光触媒含有層上に前記光触媒含有層を溶解することができる現像液を塗布することにより、濡れ性のよい部分にのみ現像液を付着させる現像液塗布工程と、前記現像液により現像液が付着した部分の光触媒含有層を溶解させて光触媒含有層のパターンを形成後、光触媒含有層上を洗浄する洗浄工程とを少なくとも有することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
【請求項２】
前記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１に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項３】
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１に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項４】
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３記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項５】
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４までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項６】
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５記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項７】
前記光触媒含有層は、エネルギーが照射されていない部分における水との接触角が、エネルギーが照射された部分における水との接触角より１度以上大きい接触角となる光触媒含有層であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項８】
前記バインダが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項９】
前記現像液が、シロキサン結合を分解することができるアルカリ性溶液であることを特徴とする請求項８に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項１０】
前記現像液が、前記光触媒含有層上におけるエネルギー未照射部分の臨界表面張力よりも大きい表面張力を有する現像液であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項１１】
前記現像液塗布工程が、ノズル吐出方式を用いて行われることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項１２】
基板と、この基板上にパターン形成され、少なくとも光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射により水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光触媒含有層とを少なくとも有し、
前記バインダが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを含むことを特徴とするパターン形成体。
【請求項１３】
透明基板上に設けられた光触媒含有層上に複数色の画素部を所定のパターンで形成してなる表示領域を少なくとも有するカラーフィルタの製造方法において、前記透明基板上に前記光触媒含有層を形成する工程と、前記表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層にエネルギーをパターン照射する工程と、前記エネルギーが照射された光触媒含有層上に前記光触媒含有層を溶解する現像液を塗布する工程と、前記現像液により表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層を溶解させた後、洗浄する工程とを少なくとも有するカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
透明基板と、前記透明基板上に形成された光触媒含有層と、この光触媒含有層上に複数色の画素部を所定のパターンで形成してなる表示領域とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、
前記光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であり、かつ前記バインダが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを含むものであり、
さらに、前記表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層が除去されていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１５】
請求項１４記載のカラーフィルタと、これに対向して配置された対向電極基板と、前記表示領域の外側に配置され、前記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層とを少なくとも有することを特徴とするカラー液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラーフィルタ等の種々の用途において有効に利用することができるパターン形成体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、外部刺激により濡れ性が変化する濡れ性可変層、特に光を照射することにより濡れ性の変化する光触媒含有層を基板上に形成し、これをパターン状に露光することにより濡れ性の異なるパターンを設け、この濡れ性の差を利用して種々の機能性材料を付着させることにより、機能性素子、例えばカラーフィルタ等を形成する研究が、本発明者等によりなされている。
【０００３】
このような研究において、通常光触媒含有層は基板上の全面に形成され、これに光をパターン照射することにより濡れ性の異なるパターンを形成するようにしているが、複数の機能性材料を付着させる等複雑なパターンを形成したい場合には、光触媒含有層自体が基板上にパターン状に形成されていることが好ましい場合がある。
【０００４】
また、光触媒含有層は、光により濡れ性が変化する特性を有すると同時に光触媒としての特性を有するものであるので、種々の機能性素子においては、このような光触媒含有層が部分的に除去されていることが好ましい場合がある。例えば、機能性素子がカラーフィルタの場合、主として複数の色の画素部を所定のパターンで設けた表示領域を形成するために光触媒含有層が透明基板上の全面に形成される。このようなカラーフィルタは、対向電極基板と共にカラー液晶表示媒体を形成するものであるが、この対向電極基板との接着は、上記表示領域の外側にシール部材を形成し、このシール部材により行われ、これによりカラーフィルタと対向電極基板とを接着させると同時に、両基板の間に液晶材料を密封させるようにしている。しかしながら、このシール部材を形成する部位に光触媒含有層が形成されていると、シール部材との接着性に問題が生じる可能性がある。したがって、このシール部材が形成される表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層は除去されていることが好ましい。
【０００５】
また、上述したようにカラー液晶表示装置においては、両基板間に液晶材料が封入されているが、この液晶材料が光触媒含有層に接触することは、液晶材料の特性を変化させる可能性があり好ましくない。したがって、液晶材料と接触する可能性のある部位の光触媒含有層は除去されていることが好ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、基板上に外部刺激により濡れ性が変化する濡れ性可変層を、容易にパターン形成することができるパターン形成体の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【０００７】
【課題が解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は請求項１において、基板上に、少なくとも光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射により水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光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記光触媒含有層が形成された基板上にパターン状にエネルギーを付加して光触媒含有層に濡れ性の異なるパターンを形成する外部刺激付加工程と、上記濡れ性の異なるパターンが形成された光触媒含有層上に上記光触媒含有層を溶解することができる現像液を塗布することにより、濡れ性のよい部分にのみ現像液を付着させる現像液塗布工程と、上記現像液により現像液が付着した部分の光触媒含有層を溶解させて光触媒含有層のパターンを形成後、光触媒含有層上を洗浄する洗浄工程とを少なくとも有することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。
【０００８】
このように、本発明においては、光触媒含有層上に濡れ性の異なる領域のパターンを形成し、このうちの濡れ性の良好な部分に光触媒含有層を溶解することがきできる現像液を付着させ、この部分を溶解させて光触媒含有層のパターンを形成するものであるので、フォトリソグラフィー法等のようにフォトレジストを付着させる等の処置をすることなく、簡便に光触媒含有層のパターンを基板上に形成することができる。
また、エネルギーの照射により水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、水等との接触角の小さい領域とすることができ、この部分に現像液を付着させて溶解すれば、容易に光触媒含有層のパターンを形成することが可能となる。したがって、効率的に光触媒含有層のパターン形成体が製造でき、コスト的に有利となるからである。
【００１１】
上記請求項１に記載された発明における上記光触媒含有層に照射するエネルギーとしては、請求項２に記載するように、通常は紫外光を含む光が好ましい。これは、後述するように、本発明に用いられる光触媒としては二酸化チタンが好適に用いられるものであり、この二酸化チタンのバンドギャップの関係から紫外光を含む光が好ましいからである。
【００１２】
一方、上記請求項１に記載された発明において、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３に記載するように、このエネルギーとして光触媒反応開始エネルギーおよび反応速度増加エネルギーを用い、上記光触媒反応開始エネルギーを照射した部分に上記反応速度増加エネルギーを照射することにより、露光部分を形成するようにしてもよい。
【００１３】
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からである。
【００１４】
上記請求項３に記載された発明においては、請求項４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としては熱エネルギーが好ましく、この熱エネルギーは、比較的安価でかつ取り扱いが容易である点から赤外線レーザにより加えられることが好ましい。
【００１７】
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されたパターン形成体の製造方法において、光触媒含有層は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５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く、中でも請求項６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。
【００１８】
上記請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項７に記載されるように、上記光触媒含有層は、エネルギーが照射されていない部分における水との接触角が、エネルギーが照射された部分における水との接触角より１度以上大きい接触角となる光触媒含有層であることが好ましい。
【００１９】
エネルギーが照射されていない部分における水との接触角と、エネルギーが照射された部分における水との接触角との差が１度未満である場合は、濡れ性の差を利用して現像液をパターン状に塗布することが困難となり、光触媒含有層をパターン状に形成することが困難となるからである。
【００２０】
また、請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載されたパターン形成体の製造方法においては、請求項８に記載するように、光触媒含有層を構成する他の成分であるバインダは、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。バインダとしては光触媒により分解されることがなく、かつ所定の強度を有し、加工が容易であり、さらには透明であることが好ましい。この点を考慮すると上述したようなシロキサン結合を有する加水分解縮合物が好ましいのである。
【００２１】
請求項８に記載するようなバインダを用いた場合は、請求項９に記載するように、現像液はシロキサン結合を分解することができるアルカリ性溶液であることが好ましい。
【００２２】
上記請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法においては、請求項１０に記載するように、上記現像液が、上記光触媒含有層上におけるエネルギー未照射部分の臨界表面張力よりも大きい表面張力を有する現像液であることが好ましい。このような現像液を用いることにより、エネルギー未照射部分において、現像液と光触媒含有層との接触角は少なくとも０度を超える角度を有するものとなる。したがって、エネルギー未照射部分において現像液が無制限に伸び広がることがない。また接触角が０度を超える角度であるので、エネルギー照射部分と接触角差を形成することが可能となり、現像液をパターン状に塗布することが可能となる。したがって、精度良くパターン形成体を製造することができるからである。
【００２３】
上記請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１１に記載するように、上記現像液塗布工程が、ノズル吐出方式を用いて行われることが好ましい。インクジェット、ディスペンサー等のノズル吐出方式で行うことにより、濡れ性の良い部分にのみ現像液を塗布することができる。したがって、ディップコート方式等による塗布の場合と比較して、濡れ性の悪い領域に現像液が残存する可能性を低くすることができ、得られる濡れ性可変層のパターンの精度を向上させることができるからである。
【００２４】
本発明においては、請求項１２に記載するように、基板と、この基板上にパターン形成され、少なくとも光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射により水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光触媒含有層とを少なくとも有し、上記バインダが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを含むことを特徴とするパターン形成体を提供する。このような光触媒含有層のパターンを基板上に有するパターン形成体は、このパターン形成体にパターン状にエネルギーの照射を行い、必要な機能性材料を塗布することにより、より複雑なパターンの機能性素子を製造することができる。また、機能性素子によっては、光触媒含有層の存在が不具合の原因となる部分がある場合がある。このような場合は、不必要な部分の光触媒含有層を取り除いたパターン形成体とすることにより、その後製造する機能性素子の品質を向上させることができる。
【００２６】
本発明においては、請求項１３に記載するように、透明基板上に設けられた光触媒含有層上に複数色の画素部を所定のパターンで形成してなる表示領域を少なくとも有するカラーフィルタの製造方法において、前記透明基板上に前記光触媒含有層を形成する工程と、前記表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層にエネルギーをパターン照射する工程と、前記エネルギーが照射された光触媒含有層上に前記光触媒含有層を溶解する現像液を塗布する工程と、前記現像液により表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層を溶解させた後、洗浄する工程とを少なくとも有するカラーフィルタの製造方法を提供する。
【００２７】
これは、上述したパターン形成体の製造方法を、その用途の一つであるカラーフィルタに適用した例である。このようにしてカラーフィルタを製造することにより、光触媒含有層を形成することが好ましくない表示領域の外側の所定の領域において、容易に光触媒含有層を除去することが可能である。したがって、カラーフィルタと対向電極基板とをこの表示領域外側の部分で接着させるシール部材の接着不良を防止することができ、さらには上記両基板間に封入される液晶材料と光触媒含有層との接触を防止することが容易となる等の効果を有する。
【００２８】
また本発明においては、請求項１４に記載するように、透明基板と、前記透明基板上に形成された光触媒含有層と、この光触媒含有層上に複数色の画素部を所定のパターンで形成してなる表示領域とを少なくとも有するカラーフィルタにおいて、前記光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射により水との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であり、かつ上記バインダが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを含むものであり、さらに、前記表示領域外側の所定の領域の光触媒含有層が除去されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。この場合は、上述したパターン形成体を、その用途の一つとしてのカラーフィルタに適用したものであり、これにより上述したカラーフィルタの製造方法に記載したものと同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
本発明においては、請求項１５に記載するように、上記請求項１４記載のカラーフィルタと、これに対向して配置された対向電極基板と、上記表示領域の外側に配置され、上記両基板間の間隙を密封するシール部材と、このシール部材により密封された両基板間の間隙に液晶材料が注入されて形成された液晶層とを少なくとも有することを特徴とするカラー液晶表示装置をも提供する。このようなカラー液晶表示装置は、上述したカラーフィルタを用いていることから、表示領域外側におけるシール部材による接着に際しても問題が生じるおそれがなく、また封入された液晶材料との接触も、最小限の処理、例えば一部に保護層を形成する等の処理により、容易に防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
１．パターン形成体の製造方法
まず、本発明のパターン形成体の製造方法について詳細に説明する。本発明のパターン形成体の製造方法は、基板上に外部刺激により濡れ性が変化する濡れ性可変層を形成する濡れ性可変層形成工程と、上記濡れ性可変層が形成された基板上にパターン状に外部刺激を付加して濡れ性可変層に濡れ性の異なるパターンを形成する外部刺激付加工程と、上記濡れ性の異なるパターンが形成された濡れ性可変層上に上記濡れ性可変層を溶解することができる現像液を塗布することにより、濡れ性のよい部分にのみ現像液を付着させる現像液塗布工程と、上記現像液により現像液が付着した部分の濡れ性可変層を溶解させて濡れ性可変層のパターンを形成後、濡れ性可変層上を洗浄する洗浄工程とを少なくとも有することを特徴とするものである。
【００３１】
このように、本発明のパターン形成体の製造方法は、外部刺激を加えることにより濡れ性の異なるパターンを形成し、このうち濡れ性の良好な部分に上記濡れ性可変層を溶解することができる現像液を塗布し、その部分を溶解して濡れ性可変層のパターンを形成することができる。したがって、通常のパターン形成に用いられるフォトリソグラフィー法等のようにフォトレジスト層を設けることなくパターン形成が可能であるので、簡便な工程で濡れ性可変層のパターンが形成されたパターン形成体を製造することができる。また、現像液を、濡れ性可変層の溶解する部分にのみ塗布すればよいことから、現像工程で基板全体を現像液に浸す等の他の部分を現像液に接触させる必要はない。したがって、基板上の他の部分に現像液に耐性のない機能性材料が付着している場合においても、濡れ性可変層のパターンを形成することが可能となる。
【００３２】
以下、図面を用いて本発明のパターン形成体の製造方法について具体的に説明する。なお、本発明におけるパターンとは、図案、画像、回路、文字等の種々の模様を示すものであり、特に限定されるものではない。
【００３３】
図１は、本発明におけるパターン形成体の製造方法の一例を概略示すものである。この製造方法においては、まず濡れ性可変層である光触媒含有層１を基板２上に形成する（Ａ．濡れ性可変層形成工程  図１(a)）。次いで、この光触媒含有層１が形成された基板２上に、この例ではマスク３を用いて外部刺激に相当する紫外光４をパターン状に照射する（Ｂ．外部刺激付加工程  図１(b)）。そして、紫外光４が照射されて濡れ性が良好となった部分に、濡れ性可変層を溶解させる現像液、この例では光触媒含有層１を溶解させるアルカリ性溶液５を、ノズル吐出装置（インクジェット装置、ディスペンサー等）６により塗布する（Ｃ．現像液塗布工程  図１(c)）。最後に、このアルカリ性溶液５が光触媒含有層１を溶解して、光触媒含有層１からなるパターンが形成され後、洗浄することにより、濡れ性可変層である光触媒含有層１からなるパターンが基板２上に形成されたパターン形成体７が得られる（Ｄ．洗浄工程  図１(d)）。
【００３４】
次に、上記各工程毎に、用いられる材料や方法などについて詳細に説明する。
【００３５】
Ａ．濡れ性可変層形成工程
本発明のパターン形成体の製造方法においては、まず基板上に濡れ性可変層が形成される濡れ性可変層形成工程が行われる。以下、ここで用いられる濡れ性可変層および基板について説明する。
【００３６】
（濡れ性可変層）
本発明に用いられる濡れ性可変層は、その表面の濡れ性を、外部刺激、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。
【００３７】
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（濡れ性が悪く）、刺激が加えられた後に液体との接触角が小さくなる（濡れ性が向上する）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（濡れ性が良好であり）、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（濡れ性が悪化する）ような濡れ性可変層であってもよい。
【００３８】
（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水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。）により水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、水との接触角の小さい親水性領域とすることができ、光触媒含有層を除去する領域のみ容易に親水性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にパターン形成体が製造でき、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。
【００３９】
ここで、親水性領域とは、水との接触角が小さい領域であり、後述する光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥水性領域とは、水との接触角が大きい領域領域であり、後述する光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００４０】
本発明における光触媒含有層は、エネルギーが照射されていない部分における水との接触角が、エネルギーが照射された部分における水との接触角より１度以上大きい接触角となる光触媒含有層であることが好ましく、特に好ましくは５度以上、最も好ましくは１０度以上となる光触媒含有層が用いられる。
【００４１】
エネルギーが照射されていない部分における水との接触角と、エネルギーが照射された部分における水との接触角との差が所定の範囲未満である場合は、濡れ性の差を利用して現像液をパターン状に塗布することが困難となり、光触媒含有層をパターン状に形成することが困難となるからである。
【００４２】
このような光触媒含有層における具体的な水との接触角としては、露光していない部分における水との接触角が３０度以上、特に６０度以上、中でも９０度以上であることが好ましく、このような水との接触角を有する光触媒含有層が好適に用いられる。これは、露光していない部分は、本発明においては撥水性が要求される部分である。したがって、水との接触角が小さい場合は撥水性が十分でなく、後述するアルカリ性溶液等が、光触媒含有層を基板上に残す部分にまで残存する可能性が生じ、パターン形成体の精度を低下させるおそれがあるからである。
【００４３】
また、光触媒含有層を露光した場合の接触角としては、具体的には、３０度未満、特に２０度以下、中でも１０度以下となるような光触媒含有層であることが好ましい。露光した部分の水との接触角が高いと、この部分での光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等の広がりが劣る可能性があり、光触媒含有層を溶解させるべき領域にすべて広がらずに光触媒含有層が残存し、結果として得られる光触媒含有層のパターン形成体の精度を低下させる可能性があるからである。
【００４４】
なお、ここでいう水との接触角は、水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水滴を滴下して３０秒後）し、その結果から得たものである。
【００４５】
上記光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとから構成されていることが好ましい。このような層とすることにより、エネルギー照射によって光触媒の作用で臨界表面張力を高くすることが可能となり、水との接触角を低くすることができるからである。
【００４６】
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。
【００４７】
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、エネルギー照射部の濡れ性を変化させて親水性とし、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、光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等の水溶液などとの受容性（親水性）および反撥性（撥水性）を高めることによって、精度が良好でかつコスト的にも有利なパターン形成体を得ることができる。
【００４８】
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。
【００４９】
このような特徴を有するパターン形成体においては、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、撥水性域内に親水性領域のパターンを形成することとなる。
【００５０】
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、この親水性領域のみに光触媒含有層を溶解するアルカリ性溶液等を塗布することが容易に可能となり、精度が良好なパターン形成体とすることができる。
【００５１】
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。
【００５２】
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水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光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等を塗布することにより、フッ素含有量が低下した親水性領域のみ正確に溶解することが可能となり、精度良くパターン形成体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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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水性が低下し、また露光部の親水性の発現が不十分となるため好ましくない。
【００５８】
本発明のパターン形成体は、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、これにより撥水性領域中に親水性領域のパターンを形成し、ここに光触媒含有層を溶解させるアルカリ性溶液等を塗布して部分的に光触媒含有層を溶解して得られるパターン形成体であってもよい。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。
【００５９】
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水性を確保でき、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水性領域との濡れ性の差異を大きくすることができ、最終的に得られる光触媒含有層のパターン形成体の品質を向上させることができるからである。
【００６０】
さらに、このようなパターン形成体においては、エネルギーをパターン照射して形成される親水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。
【００６１】
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、光触媒含有層を溶解させるためのアルカリ性溶液を付着させ、領域内に十分に広がらせるためには十分な親水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水性との濡れ性の差異により、光触媒含有層のパターンを精度良く形成することが可能となり、品質の良好なパターン形成体を得ることができる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、光触媒含有層のエネルギー未照射部の撥水性が大きく向上し、現像液の付着を妨げる機能を発現する。
【００６６】
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。
【００６７】
【化１】
0003819205.tif 000002
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
本発明のパターン形成体の製造方法においては、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、これにより撥水性領域内に親水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、光触媒の作用により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。
【００７１】
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。
【００７２】
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おける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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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水性を高くすることができ、エネルギーを照射して親水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。
【００７７】
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。
【００７８】
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方法が挙げられ、具体的には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る。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。
【００７９】
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ＮＩＫＫＯＬＢＬ、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
（基板）
本発明のパターン形成体においては、上述した濡れ性可変層、中でも好ましくは光触媒含有層は基板上に形成される。このような基板としては、得られるパターン形成体もしくはパターン形成体により形成された機能性素子の用途に応じて、ガラス、アルミニウム、およびその合金等の金属、プラスチック、織物、不織布等を挙げることができる。本発明においては、得られるパターン形成体の最も好適な応用例であるカラーフィルタに好適であることから、基板としては透明基板を用いることが好ましい。この透明基板としては特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、パイレックスガラス、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。
【００８４】
Ｂ．外部刺激付加工程
次に、濡れ性可変層が形成された基板に対し、パターン状に外部刺激を付加して濡れ性可変層に濡れ性の異なるパターンを形成する外部刺激付加工程について説明する。図１に示す例では、光触媒含有層１が形成された基板２上に、この例ではマスク３を用いて外部刺激に相当する紫外光４をパターン状に照射する工程に相当する（図１(b)）。
【００８５】
本発明において用いられる外部刺激とは、対応する濡れ性可変層により決定されるものであり、物理的刺激、化学的刺激等種々のものがある。例えば、酸またはアルカリ等により表面の粗さの状態を変化させて濡れ性を変化させるような濡れ性可変層の場合は、外部刺激は酸またはアルカリであり、これらをパターン状に濡れ性可変層に接触させることにより濡れ性を変化させるのである。
【００８６】
外部刺激による濡れ性の変化は、濡れ性を悪化させるものであっても、濡れ性を向上させるものであってもよく特に限定されるものではない。外部刺激により濡れ性が悪化する場合は、外部刺激が加えられなかった領域に濡れ性可変層を溶解する現像液を塗布すればよく、また外部刺激により濡れ性が向上する場合は、外部刺激が加わった領域に、濡れ性可変層を溶解させる現像液を塗布すればよい。
【００８７】
また、外部刺激をパターン状に付加する方法は、外部刺激の種類に応じて決定される。
【００８８】
（光触媒含有層に加える外部刺激について）
本発明においては、上述したように濡れ性可変層が光触媒含有層であることが好ましい。以下、この場合の外部刺激について説明する。
【００８９】
本発明のパターン形成体の製造方法において、濡れ性可変層が上述した光触媒含有層である場合は、付加する外部刺激としては、光触媒に対して作用するエネルギーを挙げることができ、具体的には、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の光源としては、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水性を発現するのに必要な照射量とすることができる。
【００９０】
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。
【００９１】
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水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。
【００９２】
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水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、光触媒含有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水性領域のパターンとすることができるのである。
【００９３】
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、その濡れ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。
【００９４】
ここで加える光触媒反応開始エネルギーの量は、光触媒含有層中の濡れ性の変化を急激に生じない程度の量である。加えられる光触媒反応開始エネルギーの量が少ない場合は、反応速度増加エネルギーを加えてパターンを形成する際の感度が低下するため好ましくなく、またこの量が多すぎると、光触媒反応開始エネルギーを加えた光触媒含有層における特性の変化の度合いが大きくなりすぎて、反応速度増加エネルギーを加えた領域との差異が不明確となってしまうため好ましくない。この加えるエネルギーの量に関しては、予めエネルギーを加える量と光触媒含有層中の濡れ性の変化量とを予備実験等を行うことにより決定される。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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水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水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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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、親水性領域のパターンを形成することができる。
【０１０２】
Ｃ．現像液塗布工程
次に、上記外部刺激付加工程において濡れ性の異なるパターンが形成された濡れ性可変層上に、上記濡れ性可変層を溶解することができる現像液を塗布することにより、濡れ性のよい部分にのみ現像液を付着させる現像液塗布工程について説明する。この工程は、図１においては、紫外光が照射されて濡れ性が良好となった部分に、濡れ性可変層を溶解させる現像液、この例では光触媒含有層１を溶解させるアルカリ性溶液５を、ノズル吐出装置（インクジェット装置、ディスペンサー等）６により塗布する工程に相当する（図１(c)）。
【０１０３】
本発明に用いられる現像液としては、対応する濡れ性可変層によって決定され、その濡れ性可変層を溶解することが可能な溶液であれば特に限定されるものではない。
【０１０４】
本発明におけるこの現像液を濡れ性可変層上に塗布する方法は、特に限定されるものではなく、通常のディップコート法等の方法により塗布することにより、濡れ性の良好な部分に現像液を塗布するようにしてもよい。しかしながら、濡れ性が良好な部分にのみ選択的に塗布することができ、濡れ性可変層を除去しない部分、すなわち濡れ性の悪い部分に現像液が残存する可能性が低い点、さらには濡れ性可変層上に既に他の部材が形成されている場合等においては、全体を現像液にさらすことがなく、他の部材と現像液とを接触させることなく塗布領域に選択的に現像液を塗布することができる点等から、ノズル吐出による方法を用いることが好ましい。このようなノズル吐出方法としては、例えばマイクロシリンジ、ディスペンサー、インクジェット、針先より現像液を電界などの外部刺激により飛ばす方法、外部刺激により振動するピエゾ素子などの振動素子を用いて素子より現像液を飛ばす方法、針先に付着させた現像液を基板表面に付着させる方法等を用いることができる。
【０１０５】
本発明では、上述した塗布方法の中でも、塗布の正確性および迅速性等の観点からインクジェット方式で現像液を塗布することが好ましい。この場合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。
【０１０６】
本発明において濡れ性可変層が光触媒含有層である場合は、特に現像液が、上記光触媒含有層上におけるエネルギー未照射部分の臨界表面張力よりも大きい表面張力を有する現像液であることが好ましい。このような現像液を選択することにより、エネルギー未照射部分では、現像液と光触媒含有層との接触角は少なくとも０度を超える角度を有するものとなる。したがって、エネルギー未照射部分において現像液が無制限に伸び広がることがない。また、エネルギー未照射部分において０度を超える角度を有するものであるので、エネルギー照射部分との間で必ず接触角差を設けることが可能となり、現像液をパターン状に塗布することができる。これにより、精度良くパターン形成体を製造することができるのである。
【０１０７】
本発明においては、光触媒含有層がシロキサン結合を有するバインダーで形成されている場合は、現像液はこのようなシロキサン結合を分解することができるアルカリ性溶液であることが好ましい。このようなアルカリ性溶液としては、有機アルカリと無機アルカリの水溶液を挙げることができる。
【０１０８】
好ましいアルカリ性溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液および水酸化カリウム水溶液を挙げることができ、好ましいｐＨとしては、ｐＨ７〜１４、特に好ましくはｐＨ１０〜１４、最も好ましいｐＨとしては、ｐＨ１２〜１４である。
【０１０９】
Ｄ．洗浄工程
最後に、上記現像液により現像液が付着した部分の濡れ性可変層を溶解させて濡れ性可変層のパターンを形成後、濡れ性可変層上を洗浄する洗浄工程を行う。この工程は、図１に示す例では、図１(d)に相当し、アルカリ性溶液５が光触媒含有層１を溶解して光触媒含有層１からなるパターンが形成され後、洗浄することにより、濡れ性可変層である光触媒含有層１からなるパターンが基板２上に形成されたパターン形成体７を得る工程である。
【０１１０】
本発明における洗浄工程は、特に限定されるものでなく、一般にフォトリソグラフィー工程等において行われている洗浄工程と同様にして行うことができる。
【０１１１】
２．パターン形成体
次に、上記パターン形成体の製造方法によって得られるパターン形成体について説明する。
【０１１２】
本発明のパターン形成体は、基板と、基板上にパターン形成された濡れ性可変層とを少なくとも有するものである。ここで基板の材料および濡れ性可変層の材料等は、上記パターン形成体の製造方法において詳述したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１３】
本発明においては、特に濡れ性可変層が光触媒含有層であるパターン形成体が特に好ましい。この光触媒含有層に関しても、上記パターン形成体の製造方法において詳述したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１４】
このようなパターン形成体は、濡れ性可変層がパターン状に形成されているため、ここにさらにパターン状に外部刺激を加えることにより、さらに複雑なパターンとすることが可能であり、このようなパターン形成体上に機能性材料を選択的に付着させることにより機能性素子を形成することができるので、設計の自由度を大幅に向上させることができる。
【０１１５】
また、濡れ性可変層上に機能性材料を選択的に付着させて、機能性素子とした場合に、部分的に濡れ性可変層が形成されていない部分を設けることが好ましい場合がある。このような場合は、上記パターン形成方法により部分的に濡れ性可変層の除去されたパターン形成体とすることにより、得られる機能性素子の要求に合致した濡れ性可変層パターンを有するパターン形成体とすることができる。
【０１１６】
（機能性素子）
上述した機能性素子とは、上記濡れ性可変層のパターン形成体において、さらに外部刺激により濡れ性の異なるパターンを形成し、このようなパターン上に種々の機能性材料を塗布することにより得られるものである。
【０１１７】
ここで機能性とは、光学的（光選択吸収、反射性、偏光性、光選択透過性、非線形光学性、蛍光あるいはリン光等のルミネッセンス、フォトクロミック性等）、磁気的（硬磁性、軟磁性、非磁性、透磁性等）、電気・電子的（導電性、絶縁性、圧電性、焦電性、誘電性等）、化学的（吸着性、脱着性、触媒性、吸水性、イオン伝導性、酸化還元性、電気化学特性、エレクトロクロミック性等）、機械的（耐摩耗性等）、熱的（伝熱性、断熱性、赤外線放射性等）、生体機能的（生体適合性、抗血栓性等）な各種の機能を意味するものである。
【０１１８】
また用いられる機能性材料は、機能性素子の機能、機能性素子の形成方法等によって大きく異なるものである。また、その態様も、紫外線硬化型モノマー等に代表される溶剤で希釈されていない組成物や、溶剤で希釈した液体状の組成物等種々のものが考えられる。
【０１１９】
このような機能性素子としては、具体的には、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を挙げることができる。
【０１２０】
３．カラーフィルタ
次に、上記パターン形成体の製造方法およびパターン形成体自体の適用例として、上記機能性素子がカラーフィルタである場合について説明する。図２は、本発明のパターン形成体の製造方法を適用したカラーフィルタの製造方法および得られるカラーフィルタを説明するものである。
【０１２１】
図２(a)は、遮光部（ブラックマトリックス）１１が形成された透明基板１２上に光触媒含有層１３が形成され、さらにその上に画素部１４が形成された状態、すなわち、光触媒含有層が部分的に除去され、パターンが形成されていない状態を示すものである。
【０１２２】
ここで透明基板１２は、上記パターン形成体の製造方法で詳述した基板の内、透明基板として説明したものを用いることができる。また遮光部１１は、通常用いられる遮光部であれば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された遮光部や、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遮光部が用いられる。この遮光部１１は、上記画素部１４により形成される表示領域Ａの上記画素部１４間に設けられる表示領域遮光部１１ａと、表示領域の外周部Ｂに形成される外周遮光部１１ｂとの２種類が形成される。
【０１２３】
このような遮光部１１が形成された透明基板１２上に光触媒含有層１３がスピンコート等の公知の塗布方法により形成される。この光触媒含有層の組成に関しては、上記パターン形成体の製造方法において詳述したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。この透明基板１２はこのようにスピンコート等の方法により塗布されるものであるので、通常は図２(a)に示すように透明基板１２の表面全面にわたって塗布される。
【０１２４】
そして、この光触媒含有層上の表示領域Ａの画素部形成部に紫外光等によりパターン露光を行うことにより、画素部形成部を親インク性領域として、ここにインクジェット装置等を用いて各色のインクを塗布することにより画素部１４が形成される。この画素部１４は、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成され、着色パターン、着色面積は任意に設定することができる。画素部を構成するインクは通常のインクジェット方式に用いられるインクが用いられる。
【０１２５】
この図２（ａ）に示される状態においては、外周部Ｂにも全面にわたって光触媒含有層１３が形成されている。この外周部Ｂは、カラー液晶表示装置を製造する際、カラーフィルタとこれに対向する対向電極基板とを接着させるためのシール部材が配置される領域である。ここで、シール部材が光触媒含有層上に形成された場合は、光触媒含有層とシール部材との間で接着不良が生じる可能性がある。したがって、外周部の少なくともシール部材が形成される部位では光触媒含有層が除去されていることが望ましい。
【０１２６】
また、上記表示領域Ａ上では、光触媒含有層１３上に画素部１４が形成されており、このため、このカラーフィルタと対向電極基板とが上記シール部材により接着され、このカラーフィルタと対向電極基板間に液晶材料が封入された場合でも、光触媒含有層と液晶材料とが接触する面積は少ない。また、この表示領域Ａでは、画素部上に通常透明電極や配向膜が形成される。したがって、直接液晶材料と光触媒含有層とが接触する場合は少ない。一方、外周部Ｂは光触媒含有層が露出しており、かつ配向膜等がこの外周部全域を覆うように形成することは困難であることから、光触媒含有層と液晶材料とが大きな面積で接触する可能性が高い。液晶材料と光触媒含有層と液晶材料とが接触した場合は、光触媒含有層中の光触媒の影響により、液晶材料が変質する可能性があり、得られるカラー液晶表示装置の画像品質を低下させるおそれがある。したがって、光触媒含有層は、液晶材料と直接接触する可能性の高い外周部Ｂからは除去されることが好ましい。
【０１２７】
このような理由から外周部Ｂの必要な領域の光触媒含有層は除去されることが望まれる。この外周部Ｂの必要な領域の光触媒含有層の除去に際して、上記本発明のパターン形成体の製造方法が適用できる。すなわち、このような図２(a)に示す状態の基板に対し、フォトマスク等を利用して、外周部の所定の領域のみエネルギーが照射されるようにエネルギーのパターン照射を行う。そしてパターン照射が行われた表示領域の外側、すなわち外周部Ｂの所定の領域上に、この光触媒含有層を溶解させる現像液を塗布し、そしてこの現像液により上記外周部Ｂの所定の領域を溶解させる。これを洗浄することにより、図２(b)に示すような外周部Ｂの所定の領域の光触媒含有層が除去された、言い換えれば光触媒含有層がパターン状に形成されたカラーフィルタ１６を得ることができる。
【０１２８】
上記カラーフィルタの製造方法において用いられるエネルギー、エネルギーのパターン照射方法、現像液、現像液の塗布方法、洗浄方法等に関しては、カラーフィルタ特有のものを除いて、全て上述したパターン形成体の製造方法で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２９】
外周部Ｂにおける光触媒含有層の除去を行う所定の領域とは、少なくともシール部材が配置される部分を含むものであれば特に限定されるものではない。しかしながら、液晶材料との接触を極力少なくするために、表示領域Ａ以外の部分の光触媒含有層は全て除去されることが好ましい。
【０１３０】
なお、図２に示した例では、光触媒含有層１３が除去される工程が、画素部が形成された後となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素部形成前に予め上述したようにして、外周部Ｂの必要な領域の光触媒含有層１３を除去した後に、画素部１２を形成するようにしてもよい。
【０１３１】
また、図２に示した例では、遮光部１１が透明基板１２上に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、遮光部が形成されていないものであっても、また遮光部が光触媒含有層上に形成されたものであってもよい。また、得られるカラーフィルタに、カラーフィルタと対向電極基板との間のギャップを一定に保つための柱状のスペーサが形成されていてもよい。さらには、上述したように、画素部上にＩＴＯ電極等の透明電極が形成されていてもよいし、また配向膜が形成されていてもよく、必要であれば保護層が形成されていてもよい。
【０１３２】
図２(b)に示すカラーフィルタ１６は、上述したように、外周部Ｂの所定の領域に光触媒含有層が形成されていない。したがって、このカラーフィルタと対向電極基板とを接着させる際に、両者を接着密封するためのシール部材を光触媒含有層１２の除去された部分に形成することができる。これにより、光触媒含有層上にシール部材が形成されることによる接着不良といった問題が生じるおそれがなくなる。また、このように光触媒含有層が除去されているため、外周部Ｂにおける液晶材料との接触面積が小さくなり、これにより例えば透明電極、配向膜さらには必要であれば保護層等により光触媒含有層を容易に覆うことが可能となり、液晶材料と光触媒含有層との接触を防止することができる。よって、液晶材料の変質によるカラー液晶表示装置における品質の低下を防止することができる。
【０１３３】
４．カラー液晶表示装置
図３は、上述した外周部Ｂにおける所定の領域の光触媒含有層を除去したカラーフィルタ１６を用いたカラー液晶表示装置の一例を示すものである。この例では、上記光触媒含有層が除去された外周部Ｂの所定の領域に、シール部材１５が配置され、このシール部材１５によりカラーフィルタ１６と対向電極基板１７とが接着され、このカラーフィルタ１６と対向電極基板１７との間は液晶材料が密封されて液晶層１８とされる。カラーフィルタ１６と対向電極基板１７との間隙は、ビーズ状のスペーサが分散されて一定に保たれている。なお、スペーサはこれに限定されるものではなく、カラーフィルタ１６もしくは対向電極１７のいずれかもしくは両者に形成された柱状凸部形状のスペーサであってもよい。
【０１３４】
このようなカラー液晶表示装置は、カラーフィルタと対向電極基板とを密封接着するためのシール部材が光触媒含有層上に形成されていない。したがって、光触媒含有層上にシール部材が形成された場合に生じる可能性のあるシール部材と光触媒含有層との間の接着不良を防止することができる。また、カラーフィルタ１６の外周部全面にわたって光触媒含有層が形成されていないので、例えば透明電極や配向膜、必要であれば保護層等を用いて光触媒含有層を覆うことにより、容易に液晶材料と光触媒含有層とが接触しないようにすることが可能となり、液晶材料の光触媒に起因する変質等を防止することができる。したがって、このような構成とすることにより、光触媒含有層を用いたカラーフィルタを一方の基板として用いても、不具合の少ない高品質のカラー液晶表示装置とすることができる。
【０１３５】
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。
【０１３６】
【実施例】
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）０．０７ｇ、酸化チタンゾル（石原産業（株）製；ＳＴＫ−０１（商品名））３ｇ、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；ＨＰＣ４０２Ｈ（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、２０分間１５０℃で加熱後、厚さ０．１５μｍの光触媒含有層を得た。
【０１３７】
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３分間紫外線照射を行い、水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学社製ＣＡ−Ｚ型）を用い、上述した方法により測定した。未露光部の水との接触角は７０度であり、露光部の水との接触角は９度であった。
【０１３８】
次に、ディスペンサーを用いてｐＨ１３、上記光触媒含有層の未露光部との接触角が５５度、露光部との接触角が５度の水酸化カリウム水溶液を露光部に吐出すると露光部内に濡れ広がり、未露光部には侵入することは無かった。２分後、純水にてリンスすることにより、未露光部のみが残ったパターニングされた光触媒含有層を得た。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明は、濡れ性可変層上に濡れ性の異なる領域のパターンを形成し、このうちの濡れ性の良好な部分に濡れ性可変層を溶解することがきでる現像液を付着させ、この部分を溶解させて濡れ性可変層のパターンを形成するものであるので、フォトリソグラフィー法等のようにフォトレジストを付着させる等の処置をすることなく、簡便に濡れ性可変層のパターンを基板上に形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のパターン形成体の製造方法を概略例示する工程図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明のカラーフィルタの製造方法および本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のカラー液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…濡れ性可変層
２…基板
３…マスク
４…エネルギー
５…アルカリ性溶液
６…吐出装置
７…パターン形成体
１１…遮光部
１２…透明基板
１３…光触媒含有層
１４…画素部
１５…シール部材
１６…カラーフィルタ
１７…対向電極基板
１８…液晶層
【図１】
0003819205.tif 000003
【図２】
0003819205.tif 000004
【図３】
0003819205.tif 000005