JP2005292337A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、いわゆる裏面露光法を用いた場合でも、遮光部端部上に着色層を所定の幅で被せることが可能であり、白抜け等の不具合の発生の少ないカラーフィルタを提供することを主目的としている。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部と、上記基材および上記遮光部を覆うように形成され、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部に形成され、かつ上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、
上記遮光部が、上記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光触媒の作用による表面の濡れ性の差を利用して着色層が形成される、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。

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。

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。

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、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。
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。

そこで、基材上に、光触媒と、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する材料とを含有する特性変化パターン形成用塗工液を用いて光触媒含有層を形成し、パターン状に露光することにより、濡れ性が変化したパターンを形成し、着色層を形成するカラーフィルタの製造方法等が本発明者等において検討されてきた（特許文献１）。この方法によれば、上記光触媒含有層上において露光された部分の濡れ性が変化して親液性領域となり、この領域に例えばインクジェット法等により着色層を形成することにより、高精細な着色層を比較的容易に形成することができる。

この際、光触媒含有層の濡れ性の変化したパターンを形成する方法として、透明基板側から露光する方法（以下、裏面露光法とする場合がある。）が提案されている。図３は、このような裏面露光法を用いてカラーフィルタを製造する工程を示すものである。図３に示すカラーフィルタの製造方法においては、まず、透明基板１上に遮光部２をパターン状に形成する(図３（ａ））。次いで、この透明基板１および遮光部２を覆うように光触媒を含有する光触媒含有層３を形成する（図３（ｂ））。そして、透明基板１側から光触媒含有層の表面の濡れ性を変化させるために、光触媒含有層表面の濡れ性を変化させることができるエネルギー（紫外光）４を照射、すなわち裏面露光する（図３（ｃ））。このように裏面露光することにより、光触媒含有層３における遮光部２が形成されていない部分に相当する部分は、エネルギー４で露光されるため、表面の濡れ性が親液性に変化して、親液性領域５となる。一方、遮光部２が形成されている部分に相当する光触媒含有層３は、エネルギー４が遮光部に遮られ、露光されないことからその表面の濡れ性は変化せずに撥液性領域６となる(図３（ｄ））。そして、上記親液性領域５上にインクジェット法等により、着色層形成用塗工液を塗布することにより着色層７を形成し、カラーフィルタ８を形成する（図３(ｅ))。

この方法によれば、透明基板表面に形成された遮光部をマスクとして用いることができ、別途フォトマスクを用いる必要が無いといった利点を有する。しかしながら、このように透明基板側から露光した場合、遮光部の幅で親液性領域の幅が決定されてしまうことから、バックライト光が着色層を介さずに透過してしまう、いわゆる白抜けと呼ばれる不具合が生じる可能性がある。すなわち、図４に示すように、裏面露光法を用いた場合、親液性領域５は、遮光部２の端部までしか形成されないことから、着色層７も遮光部２の端部までしか形成されない。したがって、図中αで示される部分において、いわゆる白抜け等の不具合が生じる可能性があるのである。

特開２００１−０７４９２８号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、いわゆる裏面露光法を用いた場合でも、遮光部端部上に着色層を所定の幅で被せることが可能であり、白抜け等の不具合の発生の少ない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。

本発明は、上記目的を達成するために、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部と、上記基材および上記遮光部を覆うように形成され、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部に形成され、かつ上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、
上記遮光部が、上記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。

本発明によれば、遮光部の両側部の形状が上述したような形状を有するものであるので、例えば散乱光を用いて露光を行うことにより、遮光部両側部上の光触媒含有層にもエネルギーを照射させることが可能となる。これにより、遮光部の両側部上の光触媒含有層を親水性領域とすることが可能となり、ここにも着色層を形成することができる。したがって、所定の幅で、遮光部両側部上に着色層を被せることができることから、いわゆる白抜け等の不具合を防止することができる。

また、本発明は、透明基板上に、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記透明基材および上記遮光部を覆うように、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記透明基材側から、散乱光を照射することにより、上記光触媒含有層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、上記濡れ性変化パターン上に、インクジェット法により着色層を形成する着色層形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記遮光部形成工程で形成される遮光部が、上記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であ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。

本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、遮光部両側部の形状が上述したような形状であり、かつ散乱光を用いて露光するものであるので、上述したカラーフィルタと同様の理由により遮光部両側部上に着色層を被せることができ、いわゆる白抜け等の不具合を防止することができる。

本発明によれば、いわゆる白抜け等の不具合の無いカラーフィルタを得ることができ、カラーフィルタの製造工程における歩留まりの向上およびカラーフィルタの品質の向上を図れるといった効果を奏するものである。

以下、本発明のカラーフィルタおよびその製造方法について詳しく説明する。
Ａ．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部と、上記透明基材および上記遮光部を覆うように形成され、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部に形成され、かつ上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、
上記遮光部が、上記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であることを特徴とする。

図１は、本発明のカラーフィルタの一部の一例を模式的に示したものである。この例のカラーフィルタにおいては、透明基板１上に遮光部２が形成されている。この遮光部２の両側部９は、例えば後述するカラーフィルタの製造方法において用いられる散乱光を用いた場合に、所定の幅で遮光部２上の光触媒含有層にもエネルギーが照射されるように、端部からの厚みの増加率が緩やかとなるように形成されている。そして、遮光部２の両側部９を含む領域が親水性領域５とされており、この親水性領域５上には着色層７が形成されている。

このように、遮光部の両側部における厚みの立ち上がりの角度を緩やかとすることにより、入射角の比較的小さい光が、遮光部上の光触媒含有層に照射されることになり、その結果、遮光部の両側部における光触媒含有層に対して露光を行うことが可能となる。これにより、遮光部両側部上の所定の幅に相当する光触媒含有層を親液性領域とすることが可能となる。したがって、この領域に着色層形成用塗工液をインクジェット法等により塗布することにより、遮光部両側部における所定の幅を覆うように着色層を形成することが可能となり、いわゆる白抜け等の不具合を防止することができるのである。
以下、このようなカラーフィルタについて、各部材毎に詳細に説明する。

１．遮光部
まず、本発明に用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、後述する透明基材上に形成されるものであり、カラーフィルタとした際に、照射されるエネルギーを遮蔽するものであれば特に限定されるものではない。このような遮光部の形状としては、遮光部の最大膜厚の５０％の膜厚となる領域の幅が、遮光部の線幅の７０％〜９５％の範囲内であり、特に８０％〜９０％の範囲内であることが好ましい。ここで、遮光部の最大膜厚の５０％の膜厚となる領域の幅とは、遮光部を最大膜厚の５０％の膜厚の部分で切断したとした場合の線幅を示すものである。言い換えれば、遮光部において、最大膜厚の５０％以上となる部分の線幅を示すものである。

上記範囲より大きい場合は、遮光部の端部からの膜厚の立ち上がりが急であるので、例えば散乱光を用いて露光した場合でも、遮光部側部上の光触媒含有層を露光できる領域が小さくなってしまい、白抜け等の不具合を完全に防止することができなくなってしまうからである。一方、上記範囲より小さい場合は、遮光部側部における遮光効果が十分でなく、コントラストがでない等の問題が生じる可能性があるからである。
上記遮光部の膜厚等の測定は、例えば遮光部の中央部の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で撮影したもの等から算出することができる。

また、本発明で用いられる遮光部全体の幅、すなわち遮光部線幅としては、カラーフィルタの形状等にもよるものであるが、通常６μｍ〜４０μｍ、中でも１０μｍ〜３０μｍ、特に１６μｍ〜３０μｍの範囲内とされる。また、最大膜厚についても適宜選択されるものであるが、通常０．５μｍ〜２．５μｍ、中でも０．８μｍ〜２．５μｍ、特に０．８μｍ〜１．５μｍ程度とされる。

本発明においては、遮光部の両側部においてその一部を被覆するように後述する着色層が形成されるが、この着色層に被覆される遮光部の両側部の幅としては、遮光部の端部から、通常８μｍ〜１５μｍ程度、好ましくは１０μｍ〜１２μｍ程度とされる。これにより、白抜け等のない、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。

ここで、上記遮光部には、少なくとも遮光材料および樹脂が含有されていれば、その材料等は特に限定されるものではなく、通常、遮光材料や樹脂に、光開始剤やモノマー等を添加して遮光部形成用組成物として上記遮光部を形成することができる。

上記遮光材料としては、一般的にカラーフィルタに用いられる樹脂製遮光部に用いられる材料を用いることができ、例えばカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子等が挙げられる。

また、本発明に用いられる遮光部に含有される樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を例示することができる。

さらに、重合可能なモノマーであるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ｎ−デシル（メタ）アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの中から選ばれる１種以上と、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の二量体（例えば、東亞合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの無水物の中から選ばれる１種以上からなるポリマー又はコポリマーも例示できる。また、上記のコポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等も例示できるが、これらに限定されるものではない。

上記例示の中でも、エチレン性不飽和結合を含有する樹脂は、モノマーと共に架橋結合を形成し、優れた強度が得られるので、特に好ましく用いられる。

また、本発明に用いられる遮光部の形成に用いることが可能なモノマーとしては、例えば多官能アクリレートモノマーが挙げられ、アクリル基やメタクリル基等のエチレン性不飽和結合含有基を２つ以上有する化合物を用いることができる。具体的には、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等を例示することができる。

多官能アクリレートモノマーは、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本実施態様において（メタ）アクリルとはアクリル又はメタクリルのいずれかであることを意味し、（メタ）アクリレートとはアクリレート基又はメタクリレートのいずれかであることを意味する。

また、本発明に用いることが可能な光開始剤としては、紫外線、電離放射線、可視光、或いは、その他の各波長、特に３６５ｎｍ以下のエネルギー線で活性化し得る光ラジカル重合開始剤を使用することができる。そのような光重合開始剤して具体的には、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ社製Ｎ１７１７、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンのような還元剤との組み合わせ等を例示できる。本実施態様では、これらの光重合開始剤を１種のみ又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

ここで、本発明において、上述した形状を有するように遮光部を形成する方法としては、上記遮光部形成用組成物中に含有される樹脂を上述した樹脂の中でも低分子の材料を用いたり、上述したモノマーを多量に添加すること等により、遮光部形成用組成物に熱可塑性を付与する方法等が挙げられる。この場合、遮光部を形成する領域に一般的な遮光部と同様の方法によって、矩形の遮光部を形成した後、その遮光部に熱をかけることにより、遮光部形成用組成物を軟化させて、上述したような形状とすることができるのである。

また、例えば上記樹脂組成物中に含有される光開始剤として、上述した光開始剤の中でも、表面硬化性の光開始剤を多量に用いる方法が挙げられる。この場合、例えばフォトリソグラフィー法等においてエッチングが行われる際、遮光部が形成される領域の表面は硬化されているが、遮光部の内側においては、光硬化が完全に進行していないため、角度の高い逆テーパー状にエッチングされることとなる。したがってエッチング終了後、この逆テーパー状の遮光部をポストベークすることによって、テーパー状の部分が下がり、上述したような形状を有する遮光部を形成することができるのである。

さらに、本発明においては、遮光部を熱転写法により形成することもできるが、この場合も上述したような形状を有する遮光部を形成することができる。ここで熱転写法とは、通常、透明なフィルム基材の片面に光熱変換層と遮光部転写層を設けた熱転写シートを基材上に配置し、遮光部を形成する領域にレーザ光等を照射することによって、遮光部転写層が基材上に転写されて遮光部が形成される方法である。このような熱転写法により遮光部を形成する際、遮光部を形成する領域へレーザ光を照射すると、このレーザ光により転写される幅は、レーザ光が照射された幅よりも小さくなる。したがって、転写された遮光部の形状は逆テーパー状となる。これを同様にポストベークすることにより、上述したような形状を有する遮光部を得ることができるのである。

またさらに、上記遮光部形成用組成物を、遮光部を形成する形状の型に流し込み、硬化させた後、透明基板上にこの遮光部を貼り合わせる方法等を用いることもできる。また、ハーフトーンマスクを利用して、露光量を変えることにより、上述したような形状を有する遮光部を形成することもできる。

また、本発明においては、後述する光触媒含有層と上記遮光部との間にプライマー層を形成してもよい。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、プライマー層を形成することにより、光触媒含有層の上記濡れ性変化を阻害する要因となる遮光部および遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、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、高感度で光触媒含有層の濡れ性を変化させることができ、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。

なお、本発明においてプライマー層は、遮光部のみならず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遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。

本発明におけるプライマー層は、上記遮光部と上記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。

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ＳｉＸ_４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。

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。

２．光触媒含有層
次に、本発明に用いられる光触媒含有層について説明する。本発明に用いられる光触媒含有層は、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有するものであり、また透明基材および遮光部を覆うように形成されるものであれば特に限定されるものではない。通常、光触媒含有層中においては、光触媒微粒子がオルガノポリシロキサンにより一部または全部被覆されたものの混合物の状態で形成されており、光触媒微粒子が部分的に表面に露出することとなる。

ここで上記光触媒含有層には、オルガノポリシロキサンが含有されていることから、エネルギー照射された際に、光触媒の作用によって表面の濡れ性を変化させることができ、エネルギー照射された領域を親液性領域、エネルギー照射されていない領域を撥液性領域とすることができる。

本発明においては、エネルギー照射されていない部分、すなわち撥液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、中でも表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上であることが好ましい。これは、エネルギー照射されていない部分が、撥液性が要求される部分であることから、上記液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、例えば後述する着色層を形成する着色層形成用塗工液をインクジェット方式等により塗布し、硬化させて形成する場合等に、撥液性領域にも着色層形成用塗工液が付着する可能性があることから、高精細に着色層を形成することが困難となるからである。

また、上記光触媒含有層は、エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるような層であることが好ましい。エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高い場合は、例えば着色層を形成する着色層形成用塗工液を、親液性領域においてもはじいてしまう可能性があり、例えばインクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布した際等に、着色層形成用塗工液が十分に塗れ広がらず、着色層を形成することが難しくなる可能性があるからである。

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。

本発明に用いられる光触媒含有層は、この光触媒含有層中にフッ素が含有され、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く、またエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより光触媒含有層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を含むように形成されていてもよい。

以下、このような光触媒含有層を構成する、光触媒、オルガノポリシロキサン、およびその他の成分について説明する。

ａ．光触媒
まず、本発明に用いられる光触媒について説明する。本発明に用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、および酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）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。

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。

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。

また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以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。

本発明に用いられる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。

ｂ．オルガノポリシロキサン
次に、本発明に用いられるオルガノポリシロキサンについて説明する。本発明に用いられるオルガノポリシロキサンは、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、光触媒含有層表面の濡れ性を変化させることが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、特に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であって、光触媒の作用により分解されるような有機置換基を有するものが好ましい。具体的には、（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。

上記の（１）の場合、一般式：
Ｙ_ｎＳｉＸ_{（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、クロロアルキル基、イソシアネート基、もしくはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、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。また、Ｙで示される有機基全体の炭素数は１〜２０の範囲内、中でも５〜１０の範囲内であることが好ましい。

これにより、上記光触媒含有層を形成した際に、オルガノポリシロキサンを構成するＹにより表面を撥液性とすることができ、またエネルギー照射に伴う光触媒の作用により、そのＹが分解等されることによって、親液性とすることが可能となるからである。

また、特に上記オルガノポリシロキサンを構成するＹがフルオロアルキル基であるオルガノポリシロキサンを用いた場合には、エネルギー照射前の光触媒含有層を、特に撥液性の高いものとすることができることから、高い撥液性が要求される場合等には、これらのフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを用いることが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンとして、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。

ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ ＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ ＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＳＯ_２Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ 。

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。

ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ^１，Ｒ^２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、Ｒ^１、Ｒ^２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。

上記オルガノポリシロキサンは、光触媒含有層中に、５重量％〜９０重量％、中でも３０重量％〜６０重量％程度含有されることが好ましい。

ｃ．その他の物質
また、本発明に用いられる光触媒含有層中には、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。またさらに、バインダとして、主骨格が上記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、有機置換基を有しない、もしくは有機置換基を有するポリシロキサンを挙げることができ、具体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分解、重縮合したものを含有させてもよい。

またさらに、上記オルガノポリシロキサンの濡れ性を変化させる機能を補助するため等に、エネルギー照射に伴い、分解される分解物質を含有させてもよい。このような分解物質としては、光触媒の作用により分解し、かつ分解されることにより光触媒含有層表面の濡れ性を変化させる機能を有する界面活性剤を挙げることができる。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。

また、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、ナイロン、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、ポリマー等を挙げることができる。

ｄ．フッ素の含有
また、本発明においては、光触媒含有層がフッ素を含有し、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ることが好ましい。これにより、エネルギーをパターン照射することにより、後述するように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液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、撥液性域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。

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、撥液性領域内に親液性領域のパターンを容易に形成することができるので、例えばインクジェット法等により、着色層形成用塗工液を塗布した場合に、高精細な着色層を形成することが可能となるからである。

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液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液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、例えば着色層形成用塗工液を付着させることにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみに正確に着色層を形成することが可能となり、精度の良い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。

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。

また、本発明においては、光触媒として上述したように二酸化チタンが好適に用いられるが、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。

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液性を確保でき、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液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精度を向上させることができるからである。

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液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。

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、カラーフィルタを形成するためには十分な親液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液性との濡れ性の差異により、カラーフィルタを精度良く形成することが可能となり、利用価値の高いカラーフィルタを得ることができる。

３．着色層
次に、本発明に用いられる着色層について説明する。本発明に用いられる着色層は、上述した光触媒含有層上に形成されるものであり、光触媒含有層上でエネルギーが照射されて親液性領域がパターン状に形成された濡れ性変化パターンに沿って形成されたものである。

このような着色層は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。この着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
本発明において、この着色層を着色する方法としても特に限定されるものではなく、例えば、公知の塗料をスプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の方法で塗布する塗布方式や、真空薄膜形式等を挙げることができるが、本発明においては、インクジェット方式により着色されることが好ましい。これにより、上記濡れ性変化パターン上に高精細に着色層を形成することができるからである。

ここで、このような着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液等としては、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

４．透明基材
次に、本発明に用いられる透明基材について説明する。本発明に用いられる透明基材としては、上記遮光部および光触媒含有層を形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく従来よりカラーフィルタに用いられているもの等を用いることができる。具体的には石英ガラス、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等を挙げることができる。

５．その他
本発明においては、さらに透明電極層であるＩＴＯ膜や、オーバーコート層等、通常カラーフィルタに形成される他の部材を有するものであってもよい。これらについても、通常のカラーフィルタと同様であるので、ここでの説明は省略する。

Ｂ．カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、透明基板上に、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記透明基材および上記遮光部を覆うように、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記透明基材側から、散乱光を照射することにより、上記光触媒含有層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、上記濡れ性変化パターン上に、インクジェット法により着色層を形成する着色層形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記遮光部形成工程で形成される遮光部が、上記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であることを特徴とする。

図２は、このようなカラーフィルタの製造方法の一例を示す概略工程図である。まず、透明基板１上に所定の側部形状を有する樹脂製の遮光部２が形成される（図２（ａ）：遮光部形成工程）。次いで、この遮光部２と、透明基材１とを覆うように光触媒含有層３を形成する（（図２（ｂ）：光触媒含有層形成工程）。次に、透明基材１側から紫外光等のエネルギー４を照射することにより（図２（ｃ））、光触媒含有層３の濡れ性が変化した親液性領域５と変化していない撥液性領域６とからなる濡れ性変化パターンを形成する（図２（ｄ）：濡れ性変化パターン形成工程）。この際、エネルギー４は、点光源もしくは線光源１０から発する拡散光が用いられる。このように側部が所定の形状とされている遮光部２と拡散光とを組み合わせることにより、遮光部２の側部９上に位置する光触媒含有層３を露光することができ、親液性領域５とすることができる。

続いて、この濡れ性変化パターンの親液性領域５上に、インクジェット装置により、着色層７を形成することにより、カラーフィルタ８が得られる。この際、着色層７は、遮光部２の側部９上にも形成されており、いわゆる白抜け等の不具合が生じないことから、歩留まりを向上させることが可能となる。
以下、このような本発明のカラーフィルタの製造方法について、各工程毎の詳細に説明する。

１．遮光部形成工程
本発明においては、まず透明基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程が行われる（図２（ａ）参照）。本工程において形成される遮光部は、透明基材上に形成されるものであり、カラーフィルタとした際に、照射される光を遮蔽し、かつ濡れ性変化パターン形成工程において照射されるエネルギーを遮蔽できるものであれば、特に限定されるものではない。このような遮光部の形状としては、遮光部の最大膜厚の５０％の膜厚となる領域の幅が、遮光部の線幅の７０％〜９５％の範囲内であり、特に８０％〜９０％の範囲内であることが好ましい。遮光部の形状、材料、および上述したような特定の形状とするための方法等に関しては、「Ａ．カラーフィルタ」の欄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。

２．光触媒含有層形成工程
次に、本発明においては、上記透明基材および上記遮光部を覆うように、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程が行われる（図２（ｂ）参照）。

本発明における光触媒含有層の形成方法としては、上記光触媒と上記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。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。この際、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内とされることが好ましい。上記範囲より薄い場合には、光触媒含有層の表面の濡れ性変化や、ＩＴＯ層との密着性を向上させる等の機能性が低くなることから好ましくなく、また上記範囲より厚い場合には、後述する遮光部と着色層との間の距離が離れるため、カラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合、バックライトの光漏れ等の問題が生じる可能性があるため、好ましくないといえる。
なお、本工程において用いられる光触媒、オルガノポリシロキサン、およびその他の材料等に関しては、「Ａ．カラーフィルタ」の欄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。

３．濡れ性変化パターン形成工程
次に、本発明における濡れ性変化パターン形成工程について説明する。本発明における濡れ性変化パターン形成工程は、上記透明基材側から、散乱光を照射することにより、上記光触媒含有層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する工程である（図２（ｃ）および図１（ｄ）参照）。

本発明においては、この濡れ性変化パターン形成工程において、拡散光を用いていわゆる裏面露光を行うことにより、上記遮光部が上述したように側部からの膜厚の増加率が緩やかに形成されていることから、遮光部側部に相当する位置の光触媒含有層をも露光することが可能となり、後述する着色層形成工程において着色層を形成する際、遮光部側部上に被るように着色層を形成することが可能となる。これにより、いわゆる白抜け等の不具合の無いカラーフィルタを製造することができる。

本発明においては、このように拡散光を用いることが特徴の一つであるが、本発明における拡散光とは、上記光触媒含有層の濡れ性を変化させることが可能なエネルギーが複数の方向に照射されているものであれば特に限定されるものではない。通常は、エネルギー源が点もしくは線であり、ここから照射されたエネルギーが用いられる。
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、紫外光や可視光の照射に限定されるものではない。

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１５０ｎｍ〜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。

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、ブラックライト、その他種々の光源を挙げることができる。

なお、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光触媒含有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。

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、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。

４．着色層形成工程
次に、本発明における着色層形成工程について説明する。本発明における着色層形成工程は、上記濡れ性変化パターン上に、インクジェット法により着色層を形成する工程である（図２（ｅ）参照）。
本工程において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が、中でも圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法であることが好ましい。

本工程において、着色層は上述したように光触媒含有層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンに沿って、具体的には親液性領域上に形成される。
このような着色層は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。この着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
本工程において用いられる着色層形成用塗工液等としては、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

５．その他
本発明においては、さらに透明電極層であるＩＴＯ膜を形成する工程や、オーバーコート層を形成する工程等、通常カラーフィルタに形成される他の部材を形成する工程が行われてもよい。これらについても、通常のカラーフィルタの製造方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例）
１．遮光部の形成
カラーフィルタ基板用の基板として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に下記の組成を有する遮光部用感光性樹脂組成物を塗布し、乾燥後ホットプレート上で加熱した。その後、所定のフォトマスクを介して露光した後、過剰に現像し、焼成してテーパー上の遮光部（線幅３０μｍ、最大厚み１．２μｍ）を形成した。得られた遮光部は遮光部最大膜厚の５０％である領域が遮光部線幅に対して８５％であった。

（遮光部用感光性樹脂組成物）
・カーボンブラック ６１重量部
・感光性樹脂組成物 ３９重量部
・メトキシブチルアセテート ３００重量部

上記感光性樹脂組成物は、下記組成を有するものである。
（感光性樹脂組成物）
・アクリル樹脂 ３２重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ４２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０（三菱油化シェル（株）社製） １８重量部
・Ｉｒｇ．９０７（チバスペシャリティケミカルズ（株）社製） ８重量部

２．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。
上記組成物を上記遮光部が形成された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。

３．露光による親液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°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°であった。このように、露光部が親液性領域となり、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。

４．着色層の形成
次に、遮光部が形成された光触媒含有層に対し、裏面側（透明基板側）から、水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ^２の照度で５０秒間全面露光を行って露光部を形成し、着色層用露光部を親液性とした。次に、ＲＧＢ用各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、アクリル酸／ベンシルアクリレート共重合体７０重量部、２官能エポキシ含有モノマー５重量部を含むＲＧＢ各色の熱硬化型ポリエポキシアクリレートインクを、親液性領域とした着色層用露光部に吐出させ着色し、１５０℃、３０分加熱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、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。

これにより、着色層の線幅６０μｍ、遮光部の線幅３０μmのＲＧＢストライプカラーフィルターが得られた。着色層形成面からみると、遮光部の両サイド１０μmに着色層が形成されていた。
得られたカラーフィルタは、着色層と遮光部の間で白抜けが発生せず、良好なものであった。

（比較例）
実施例の「１．遮光部の形成」において、乾燥後ホットプレート上で加熱を行わず、その後、所定のフォトマスクを介して露光した後、過剰の現像を行わず、通常の現像を行い焼成した結果、テーパー状にはならず、断面形状がほぼ矩形状の遮光層（線幅３０μｍ、最大厚み１．２μｍ）を形成した。得られた遮光部は遮光部最大膜厚の５０％である領域が遮光部線幅に対して９８％であった。
この遮光部上に実施例１と同様に光触媒含有層を形成し、同様に裏面露光を行った後、同様にして着色層を形成した。
得られたカラーフィルタは遮光部と着色層との境界部分において、バックライト光が一部漏れ、いわゆる白抜けが発生した。

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。 本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。 従来のカラーフィルタを示す概略断面図である。 従来のカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１…透明基材
２…遮光部
３…光触媒含有層
４…エネルギー
７…着色層
８…カラーフィルタ
９…側部

Claims (2)

1. 透明基板と、前記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部と、前記基材および前記遮光部を覆うように形成され、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層と、前記透明基板上の前記遮光部の開口部に形成され、かつ前記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、
   前記遮光部が、前記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 透明基板上に、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部を形成する遮光部形成工程と、
   前記透明基材および前記遮光部を覆うように、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、
   前記透明基材側から、散乱光を照射することにより、前記光触媒含有層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、
   前記濡れ性変化パターン上に、インクジェット法により着色層を形成する着色層形成工程と
   を有するカラーフィルタの製造方法であって、
   前記遮光部形成工程で形成される遮光部が、前記遮光部の最大膜厚の５０％である領域の幅が、遮光部線幅の７０％〜９５％の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
   

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