JP2005292508A

JP2005292508A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JP2005292508A
Application number: JP2004108215A
Authority: JP
Inventors: Hironori Kobayashi; 弘典小林; Manabu Yamamoto; 学山本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】本発明は、インクジェット装置から塗布される着色層形成用塗工液が十分に濡れ広がり、白抜け等のない高品質なカラーフィルタの製造方法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、基材と、前記基材上に形成された遮光部と、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、前記光触媒含有層上に形成された着色層とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記光触媒含有層上の前記着色層を形成する領域は、１０μｍ〜１００μｍ径の着色層形成用塗工液を滴下した際、２秒間で前記径の１．５倍〜５倍の範囲内で濡れ広がるような濡れ性を有し、かつ１０μｍ〜１００μｍ径の液滴で前記着色層形成用塗工液を吐出可能なインクジェット装置が用いられてい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

Description

本発明は、着色層をインクジェット方式で着色することにより得られる、カラー液晶ディスプレイに好適なカラーフィルタ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、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。

また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
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特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、特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、上記光触媒含有層の特性を利用して、容易に着色層を形成することを可能とすることができる。

ここで、インクジェット法によって着色層を形成する着色層形成用塗工液が塗布される場合、着色層を高精細に形成するため、インクジェット装置から吐出される着色層形成用塗工液の液滴は小さいものとされる。そのため、インクジェット装置から吐出される着色層形成用塗工液の液滴の大きさに対して、光触媒含有層上で着色層形成用塗工液が濡れ広がる面積が小さい場合には、滴下された着色層形成用塗工液が十分に濡れ広がらず、着色層に白抜け等が生じる等の問題がある場合があった。

特開２００１−０７４９２８号公報

そこで、インクジェット装置から塗布される着色層形成用塗工液が十分に濡れ広がることが可能であり、白抜け等のない高品質なカラーフィルタの製造方法の提供が望まれている。

本発明は、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、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、上記光触媒含有層上に形成された着色層とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記光触媒含有層上の上記着色層を形成する領域は、１０μｍ〜１００μｍ径の着色層形成用塗工液を滴下した際、２秒間で上記径の１．５倍〜５倍の範囲内で濡れ広がるような濡れ性を有し、かつ１０μｍ〜１００μｍ径の液滴で上記着色層形成用塗工液を吐出可能なインクジェット装置が用いられていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法の製造方法を提供する。

本発明によれば、所定の径で着色層形成用塗工液を塗布可能なインクジェット装置と、その径の着色層形成用塗工液に対して所定の濡れ性を有する光触媒含有層を用いることから、着色層形成用塗工液を塗布した際、目的とする領域に濡れ広がらせることができ、白抜け等のない高品質なカラーフィルタを製造することができる。

また、本発明においては、上記光触媒含有層として、オルガノポリシロキサンおよび光触媒が含有されているものを用いることから、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て、着色層を形成する領域のみ上記の濡れ性を有するものとすることができる、という利点も有する。

上記発明においては、上記着色層形成用塗工液の粘度が、上記インクジェット装置から吐出された際に、２０ｃｐ以下であることが好ましい。これにより、カラーフィルタの製造の際、インクジェット装置から吐出された際、十分に濡れ広がることができ、着色層に白抜けや色ムラ等のないものとすることができるからである。

本発明によれば、インクジェット装置から滴下された着色層形成用塗工液を目的とする範囲に十分に濡れ広がらせることができ、白抜け等のない、高品質なカラーフィルタを容易に製造することができる、という効果を奏する。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、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、上記光触媒含有層上に形成された着色層とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記光触媒含有層上の上記着色層を形成する領域は、所定の径で着色層形成用塗工液を滴下した際、所定の範囲内で濡れ広がるような濡れ性を有し、かつ所定の径となる液滴で上記着色層形成用塗工液を吐出可能なインクジェット装置が用いられていることをを特徴とするものである。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すように、基材１と、その基材１上に形成された遮光部２と、その遮光部２および基材１を覆うように形成され、着色層を形成する領域の濡れ性が所定のものとされている光触媒含有層３とを有するカラーフィルタ形成用基板等を用い（図１（ａ））、その濡れ性が所定の範囲内である光触媒含有層４上にインクジェット装置５を用いて着色層形成用塗工液６を塗布し、着色層７を形成することを特徴とするものである。

本発明によれば、所定の径で着色層形成用塗工液を塗布可能なインクジェット装置と、その径の着色層形成用塗工液に対して所定の濡れ性を有する光触媒含有層を用いることから、インクジェット装置から着色層形成用塗工液を塗布した際、目的とする領域に着色層形成用塗工液を濡れ広がらせることができ、白抜け等のない高品質なカラーフィルタを製造することができる。

また、本発明においては、上記光触媒含有層中にオルガノポリシロキサンおよび光触媒が含有されていることから、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、容易に光触媒含有層表面の濡れ性を変化させることが可能である。したがって、着色層を形成する領域のみにエネルギーを照射することにより、光触媒含有層表面が上記濡れ性を有するものとすることができる。またこの際、エネルギー照射しない領域においては、濡れ性が変化しないことから、着色層を形成する領域と、それ以外の領域との濡れ性の差を利用して、容易にインクジェット法により着色層を形成することが可能となる、という利点も有する。

ここで、本発明のカラーフィルタの製造方法は、上記濡れ性を有する光触媒含有層、および上記インクジェット装置を用いて着色層を形成する工程を有するものであり、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、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、上記光触媒含有層上に形成された着色層とを有するカラーフィルタを形成することが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。
以下、本発明の特徴である着色層を形成する工程について説明し、その後他の工程について説明する。

Ａ．着色層を形成する工程
まず、本発明のカラーフィルタの製造方法において、着色層を形成する工程について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法における着色層を形成する工程は、所定の濡れ性を有する光触媒含有層上に、所定の径で着色層形成用塗工液を吐出可能なインクジェット装置で着色層形成用塗工液を吐出し、着色層を形成する工程であれば特に限定されるものではない。

ここで、本工程により形成される着色層は、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。

以下、本工程に用いられる光触媒含有層、インクジェット装置、および着色層形成用塗工液について説明する。

１．光触媒含有層
まず、本工程に用いられる光触媒含有層について説明する。本工程に用いられる光触媒含有層は、基材および遮光部を覆うように形成され、かつ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る。また、着色層を形成する領域が、所定の径を有する着色層形成用塗工液に対して所定の濡れ性を有するものである。

本工程に用いられる光触媒含有層の、着色層を形成する領域における着色層形成用塗工液に対する濡れ性として、具体的には、１０μｍ〜１００μｍ径の着色層形成用塗工液を滴下した際、２秒間で上記インクジェット装置から吐出された際の径の１．５倍〜５倍、中でも２倍〜４倍濡れ広がるような濡れ性を有するものであることが好ましい。これにより、後述するインクジェット装置から滴下された着色層形成用塗工液を、目的とする領域に十分に濡れ広がらせることが可能となるからである。ここで、上記濡れ性の測定は、後述する着色層形成用塗工液、または同等の表面張力を有する液体を上記の径で滴下可能な装置から一滴、上記領域に滴下し、ＣＣＤ高速度カメラを用いて、所定の時間経過した後の液滴の大きさを測定することにより、行うことができる。

一方、光触媒含有層上の着色層を形成しない領域においては、着色層形成用塗工液と濡れ性が低いことが好ましい。着色層を形成しない領域においても、着色層形成用塗工液と濡れ性が高い場合には、着色層を形成しない領域にまで着色層形成用塗工液が付着し、高精細な着色層を形成することが困難となるからである。このような濡れ性として具体的には、上記着色層形成用塗工液との接触角が、４０°以上、中でも６０°以上、特に７０°以上であることが好ましい。これは、着色層を形成しない領域の着色層形成用塗工液との接触角が上記範囲より小さい場合には、撥液性が十分でなく、この領域にも着色層形成用塗工液が付着する可能性があり、上述した着色層を形成する領域に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。

またさらに、本発明においては、上記着色層を形成する領域と、それ以外の領域との着色層形成用塗工液の接触角の差が１０°以上、中でも４０°〜１００°の範囲内であることが好ましい。本発明においては、着色層を形成する領域が親液性領域とされ、着色層を形成しない領域が撥液性領域とされるが、上記親液性領域と撥液性領域との濡れ性の差が小さい場合には、親液性領域のみに着色層形成用塗工液を留めることができず、着色層を目的とする形状に形成することが困難となるからである。

ここで、後述する着色層形成用塗工液の粘度は、上記インクジェット装置から吐出された際に、２０ｃｐ以下であることが好ましい。これにより、上記着色層を形成する領域上に着色層形成用塗工液を塗布した際、着色層形成容易塗工液の濡れ広がりがよく、着色層に白抜けや色ムラ等のないものとすることができる。なお、上記粘度は、ローリングボール式粘度計（ＰａａｒＰｈｙｓｉｃａ社製自動微量粘度計型番ＡＭＶｎ）で、測定条件（キャピラリー内径１．８ｍｍ、ボール直径１．５ｍｍ、温度２３℃、傾斜角度θ＝５０°）で測定した値である。

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し、上記のような濡れ性を有する領域の形成方法について説明する。

ａ．光触媒
まず、本発明に用いられる光触媒含有層に含有さ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。

このような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ラジカルが、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、このラジカルまたは活性酸素種が光触媒含有層内のオルガノポリシロキサンに作用を及ぼし、その表面の濡れ性を変化させるものであると考えられる。

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。また、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。

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液体との接触角が低下し、上述した表面の濡れ性を有するものとなるものであれば、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_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_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ＮＩＫＫＯＬＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬＦＳＮ、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ができ、上述したような濡れ性を有する領域を形成することができるからである。

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、エネルギー照射された領域を上述したような濡れ性を有するものとすることができ、またエネルギー照射されていない領域においては、着色層形成用塗工液が付着することのないものとす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、上記濡れ性を有するパターン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。

さらに、このような光触媒含有層においては、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、上述したような濡れ性を有するものとすることができるからである。

ｅ．光触媒含有層の形成方法
上述したような光触媒含有層の形成方法としては、上記光触媒と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、この塗布液を遮光部が形成された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。

ｆ．光触媒含有層の着色層を形成する領域の濡れ性を上述した範囲内とする方法
次に、上記光触媒含有層にエネルギーを照射することにより、着色層を形成する領域の濡れ性を、上述した範囲内とする方法について説明する。本発明においては、上述したように光触媒含有層中のオルガノポリシロキサンが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する。したがって、例えば図２に示すように、上記光触媒含有層３にフォトマスク１１等を用いてエネルギー１２を照射し、その照射エネルギー量を調整することによって（図２（ａ））、光触媒含有層上における、着色層を形成する領域４の濡れ性を、上述した範囲内となるようにすることができる（図２（ｂ））。

ここで、上記光触媒含有層にエネルギーを照射する方法としては、上記光触媒含有層の濡れ性を上述した範囲内となるように変化させることが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。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、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、その他種々の光源を挙げることができる。また、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。

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、上述した範囲内の濡れ性とさ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。

本発明におけるエネルギー照射方向は、後述する基材が透明である場合は、基材側および光触媒含有層側のいずれの方向からフォトマスクを介したパターンエネルギー照射もしくはレーザの描画照射を行っても良い。なお、本発明においては、光触媒含有層が遮光部上に形成されるものであることから、基材側からエネルギーを全面に照射した場合には、遮光部が形成された領域上の光触媒含有層の濡れ性が変化せず、遮光部の開口部のみの濡れ性を変化させることができる。したがって、フォトマスク等の位置合わせ等の工程が必要なく、効率よく上記濡れ性変化パターンを形成することができる、という利点も有する。一方、基材が不透明な場合は、光触媒含有層側からエネルギー照射を行なう必要がある。

２．インクジェット装置
次に、本工程に用いられるインクジェット装置について説明する。本工程に用いられるインクジェット装置は、１０μｍ〜１００μｍの径となるように、着色層形成用塗工液を塗布す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い。本発明においては、このインクジェット装置から塗布される着色層形成用塗工液の径と、上述した着色層の濡れ性を決定する際の着色層形成用塗工液の径とを同一とすることにより、着色層形成用塗工液を目的とする領域全てに付着させることができ、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のである。

なお、上記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、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法を用いたインクジェット装置を用いることが好ましい。また、着色層形成用塗工液として、ワックスタイプや高粘度インクのようなものを用いる場合には、加熱機構が設けられたインクジェット装置を用いることができる。

３．着色層形成用塗工液
次に、本工程に用いられる着色層形成用塗工液について説明する。本工程に用いられる着色層形成用塗工液としては、上記着色層を形成することができ、かつ上記インクジェット装置から所定の径で吐出されるものであれば、特に限定されるものではないが、吐出時の着色層形成用塗工液の粘度が、２０ｃｐ以下、中でも２ｃｐ〜２０ｃｐの範囲内、特に６ｃｐ〜１０ｃｐの範囲内であることが好ましい。着色層形成用塗工液が２０ｃｐ以上となると、良好なインク液滴が形成されず、上記領域上で濡れ広がらない場合等があり、好ましくないからである。上記粘度は、上述した方法により測定された値である。

このような着色層を形成するインクジェット方式のインクとしては、大きく水性、油性に分類されるが、本発明においてはいずれのインクであっても用いることができるが、表面張力の関係から水をベースとした水性のインクが好ましい。

本発明で用いられる水性インクには、溶媒として、水単独または水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒を用いることがきる。一方、油性インクにはヘッドのつまり等を防ぐために高沸点の溶媒をベースとしたものが好ましく用いられる。このようなインクジェット方式のインクに用いられる着色剤は、公知の顔料、染料が広く用いられる。また、分散性、定着性向上のために溶媒に可溶・不溶の樹脂類を含有させることもできる。その他、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤などの界面活性剤；防腐剤；防黴剤；ｐＨ調整剤；消泡剤；紫外線吸収剤；粘度調整剤：表面張力調整剤などを必要に応じて添加しても良い。

また、通常のインクジェットインクは適性粘度が低いためバインダ樹脂を多く含有できないが、インク中の着色剤粒子を樹脂で包むかたちで造粒させることで着色剤自身に定着能を持たせることができる。このようなインクも本発明においては用いることができる。さらに、所謂ホットメルトインクやＵＶ硬化性インクを用いることもできる。

本発明においては、中でも硬化型インクを用いることが好ましく、特に少なくとも紫外線硬化樹脂と、染料もしくは顔料とを含有するＵＶ硬化性インク、または熱硬化樹脂と、染料もしくは顔料とを含有する熱硬化性インクを用いることが好ましい。

ＵＶ硬化性インクを用いることにより、インクジェット方式により着色して着色層を形成後、ＵＶを照射することにより、素早くインクを硬化させることができ、すぐに次の工程に送ることができる。したがって、効率よくカラーフィルタを製造することができる。

このようなＵＶ硬化性インクは、プレポリマー、モノマー、光開始剤及び着色剤を主成分とするものである。プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート、シリコンアクリレート等のプレポリマーのいずれかを特に限定することなく用いることができる。
モノマーとしては、スチレン、酢酸ビニル等のビニルモノマー；ｎ−ヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー；ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピペリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリストールヘキサアクリレート等の多官能アクリルモノマーを用いることができる。上記プレポリマー及びモノマーは単独で用いても良いし、２種以上混含しても良い。

光重合開始剤は、イソブチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、１−フェニル−ｌ，２−プロパジオン−２−オキシム、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、塩素置換ベンゾフェノン、ハロゲン置換アルキル−アリルケトン等の中から所望の硬化特性が得られるものを選択して用いることができる。その他必要に応じて脂肪族アミン、芳香族アミン等の光開始助剤；チオキサンソン等の光鋭感剤等を添加しても良い。

また、熱硬化性インクとしては、バインダ、及び、２官能または３官能のエポキシ基含有モノマーを少なくとも含有することを特徴とするものである。また、本発明に用いられる熱硬化性インクには、必要に応じて、着色剤、分散剤、硬化促進剤、或いは、その他の添加剤を含有するものであってもよい。ここで、上記熱硬化性インキ組成物に、インクジェット方式に適用するための適切な流動性、吐出性を付与するために、上記の各成分を溶剤（希釈剤）に溶解又は分散させてもよい。また、本発明に用いられる熱硬化性インクは、さらに上記熱硬化性インキ組成物に、上記２官能または３官能のエポキシ基含有モノマーと共に、４官能以上のエポキシ基含有樹脂を組み合わせたものであってもよい。

上記バインダとしては、それ自体は重合反応性のない樹脂、及び、それ自体が重合反応性を有する樹脂のいずれを用いてもよく、また、２種以上のバインダを組み合わせて用いても良い。

例えば重合反応性のない樹脂をバインダとして用いる場合には、熱硬化性インキ組成物中の２官能または３官能のエポキシ基含有モノマー、その他の熱硬化性成分等が、加熱により重合して硬化する。このような非重合性バインダとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリメチルメタクリレートマクロモノマーの２種以上からなる共重合体等を用いることができる。

より具体的には、アクリル酸／ベンジルアクリレート共重合体、アクリル酸／メチルアクリレート／スチレン共重合体、アクリル酸／ベンジルアクリレート／スチレン共重合体、アクリル酸／メチルアクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸／メチルアクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリル酸／ベンジルアクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸／ベンジルアクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリル酸／２−ヒドロキシエチルアクリレート／ベンジルアクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸／２−ヒドロキシエチルアクリレート／ベンジルアクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、アクリル酸／メチルメタクリレート／スチレン共重合体、アクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、アクリル酸／メチルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸／メチルメタクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリル酸／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸／ベンジルメタクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、アクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、アクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート／ベンジルメタクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体等のアクリル酸共重合体類を用いることができる。

またさらに、メタクリル酸／ベンジルアクリレート共重合体、メタクリル酸／メチルアクリレート／スチレン共重合体、メタクリル酸／ベンジルアクリレート／スチレン共重合体、メタクリル酸／メチルアクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／メチルアクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／ベンジルアクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／ベンジルアクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／２−ヒドロキシエチルアクリレート／ベンジルアクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／２−ヒドロキシエチルアクリレート／ベンジルアクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／メチルメタクリレート／スチレン共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、メタクリル酸／メチルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／メチルメタクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート／ベンジルメタクリレート／ポリスチレンマクロモノマー共重合体、メタクリル酸／２−ヒドロキシエチルメタクリレート／ベンジルメタクリレート／ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体等のメタクリル酸共重合体類等を挙げることができる。

上記の非重合性バインダの中でも、特に、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体などが好ましい。

一方、それ自体が重合性を有するバインダとしては、非重合性バインダの分子に、エポキシ基のような熱重合性の官能基を導入してなるオリゴマー又はオリゴマーよりも大分子量のポリマーを用いることができる。重合性バインダの分子は、バインダ同士で重合すると共に、２官能または３官能の多官能モノマー、及びその他の重合性モノマーとも重合して熱硬化する。

熱重合性のバインダとしては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−３，４−エポキシブチル、メタクリル酸−４，５−エポキシペンチル、アクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、メタクリル酸−６，７−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−６，７−エポキシヘプチルなどの（メタ）アクリレート類；ｏ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルフェニルグリシジルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどのビニルグリシジルエーテル類；２，３−ジグリシジルオキシスチレン、３，４−ジグリシジルオキシスチレン、２，４−ジグリシジルオキシスチレン、３，５−ジグリシジルオキシスチレン、２，６−ジグリシジルオキシスチレン、５−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、４−ビニルピロガロールトリグリシジルエーテル、ビニルフロログリシノールトリグリシジルエーテル、２，３−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，４−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、３，５−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，６−ジヒドロキシメチルスチレンジグリシジルエーテル、２，３，４−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル、及び、１，３，５−トリヒドロキシメチルスチレントリグリシジルエーテル等のエチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの１種または２種以上を重合させた単独重合体または共重合体を用いることができる。

また、上記のようなエチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの１種または２種以上と、下記のようなエポキシ基を含有しないモノマーを重合させた共重合体も、熱重合性のバインダとして用いることができる。エポキシ基を含有しないモノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリメチルメタクリレートマクロモノマー等が挙げられる。

また、バインダは、熱硬化性インキ組成物の固形分全量に対して、通常、１〜５０重量％の割合で配合する。ここで、配合割合を特定するための熱硬化性インキ組成物の固形分とは、溶剤を除く全ての成分を含み、液状の重合性モノマーも固形分に含まれるものとする。

Ｂ．その他の工程
本発明においては、上述した着色層を形成する工程の他に、基材上に遮光部を形成する工程や、上述した光触媒含有層を形成する工程等を有していてもよい。なお、上述した光触媒含有層の形成については、上述した光触媒含有層の項で説明したので、ここでの説明は省略し、以下、基材上に遮光部を形成する工程について説明する。

本発明において、基材上に遮光部を形成する方法としては、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ことが可能な遮光部を形成することが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。

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。

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。このような樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。

またさらに本発明においては、遮光部が熱転写法により形成されたものとすることもできる。遮光部を形成する熱転写法とは、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エネルギー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こととなるものである。このような熱転写法により形成される遮光部の膜厚としては、通常０．５μｍ〜１０．０μｍ、特に０．８μｍ〜５．０μｍ程度とすることができる。

熱転写法により転写される遮光部は、通常、遮光材料と結着剤により構成されるものであり、遮光性材料としては、カーボンブラック、チタンブラック等の無機粒子等を用いることができる。このような遮光性材料の粒子径としては、０．０１μｍ〜１．０μｍ、中でも０．０３μｍ〜０．３μｍの範囲内であることが好ましい。

また、結着剤としては、熱可塑性と熱硬化性とを有する樹脂組成とすることが好ましく、熱硬化性官能基を有し、かつ軟化点が５０℃〜１５０℃の範囲内、中でも６０℃〜１２０℃の範囲内である樹脂材料および硬化剤等により構成されることが好ましい。このような材料として具体的には、１分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物またはエポキシ樹脂とその潜在性硬化剤との組み合わせ等が挙げられる。またエポキシ樹脂の潜在性硬化剤としては、ある一定の温度まではエポキシ基との反応性を有さないが、加熱により活性化温度に達するとエポキシ基との反応性を有する分子構造に変化する硬化剤を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂との反応性を有する酸性または塩基性化合物の中性塩や錯体、ブロック化合物、高融点体、マイクロカプセル封入物が挙げられる。また、上記遮光部中に、上記の材料の他に、離型剤、接着補助剤、酸化防止剤、分散剤等を含有させることもできる。

また、本発明に用いられる基材としては、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。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、基材は通常透明なものを用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板でも用いることは可能である。また、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。

また、本発明においては、上記光触媒含有層と遮光部との間にプライマー層を形成する工程を有していてもよい。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液体との接触角を良好なものとすることができ、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。

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。

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＞
１．遮光部の形成
先ず、厚さ１．１ｍｍのソーダガラス基板上に、下記の組成からなる、遮光材料を塗布した後、１００℃で１５分間プリベークして遮光材料を乾燥させて成膜した。この際、遮光材料は、スピンコート法により塗布した。スピンコートの条件は、１５００ｒｐｍ／ｍｉｎとした。
・カーボンブラック（黒色顔料）２８．５％
・部分環化ポリイソプレン（ネガ型フォトポリマー）１５．０％
・芳香族ビスアジド（感光剤）１．５％
・その他添加剤０．３％
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶剤）５４．７％
次に、上記のようにして形成した遮光性材料の薄膜に、フォトマスクを介して紫外線を照射して、３００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で露光した後、現像、リンスして遮光部を形成した。現像には、現像液として、０．１％、ＮａＣＯ₃水溶液を用いた。その後、上記で得られた遮光部を乾燥した後、２００℃で１０分間ポストベークして膜厚１．２μｍ線幅３０μｍ、間隔１００μｍの遮光部が得られた。

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。
上記組成物を予め遮光部が形成されたソーダガラス製の透明基板上にスピンコーターにより塗布し、１５０℃で１０分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層（厚み０．２μｍ）を形成した。

３．着色層の形成
次に、遮光部が形成された光触媒含有層上にフォトマスクを用いて、線幅１１０μｍ、間隔２０μｍ（線幅１１０μｍの内、両サイド５μｍは遮光部上に形成）で水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ²の照度で５０秒間パターン露光を行い、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、着色層形成用塗工液として、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重量部を含むインク粘度１０ｃｐのＲＧＢ各色の熱硬化型ポリエポキシアクリレートインクを、親液性とした着色層用露光部に３０μｍ径のドットで吐出した。その様子をＣＣＤ高速度カメラ（MOTION SCOPE Sシリーズモデル８０００Ｓ）で観察した。この際、滴下２秒後において着色層のＲＧＢ各色は１００μｍに濡れ広がり、付着時の３．３倍となり、ドット形状は無くなり、各着色層用露光部全体に濡れ広がった。その後、１５０℃で、３０分加熱処理を行い硬化させた。ここで、赤色、緑色、および青色の各着色層形成用塗工液について、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、線幅１００μｍ、遮光部３０μｍのＲＧＢストライプカラーフィルターが得られた。なお、上記粘度は、ローリングボール式粘度計（ＰａａｒＰｈｙｓｉｃａ社製自動微量粘度計型番ＡＭＶｎ）で、測定条件（キャピラリー内径１．８ｍｍ、ボール直径１．５ｍｍ、温度２３℃、傾斜角度θ＝５０°）で測定した値である。

＜実施例２＞
実施例１の着色層形成用塗工液の溶剤組成を２０重量部から１８重量部にした以外は実施例１と同様の材料を用いてカラーフィルタを形成した。その結果、着色層形成用塗工液粘度は２０ｃｐになりドット径は４０μｍとなったが、実施例１と同様に滴下２秒後には１００μｍに濡れ広がり、着色層形成用塗工液の吐出時の径の２．５倍となった。これにより、良好なカラーフィルターが形成された。

＜比較例１＞
実施例１の着色層形成用塗工液の溶剤組成を２０重量部から１４重量部に減少させた以外は、実施例１と同様にカラーフィルタを作製した。その際、インク粘度は２４ｃｐになり、液滴が不均一になり１液滴で滴下されず、５０μｍとオリフィスの残液５μｍの液滴が滴下され、滴下時の径は５２μｍとなった。２秒後の液滴はドットの形状を維持しつつ７０μｍに濡れ広がり、１．４倍に濡れ広がった。得られた着色層は完全に濡れ広がらず、白抜けが発生した。

本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す概略断面図である。本発明に用いられる光触媒含有層の濡れ性を変化させる工程を示した説明図である。

符号の説明

１…基材
２…遮光部
３…光触媒含有層
４…着色層
５…インクジェット装置
６…着色層形成用塗工液

Claims

基材と、前記基材上に形成された遮光部と、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、前記光触媒含有層上に形成された着色層とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記光触媒含有層上の前記着色層を形成する領域は、１０μｍ〜１００μｍ径の着色層形成用塗工液を滴下した際、２秒間で前記径の１．５倍〜５倍の範囲内で濡れ広がるような濡れ性を有し、かつ１０μｍ〜１００μｍ径の液滴で前記着色層形成用塗工液を吐出可能なインクジェット装置が用いられていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
前記着色層形成用塗工液の粘度が、前記インクジェット装置から吐出された際に、２０ｃｐ以下であ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。